OSDN Git Service

Implement range-based for-statements.
[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
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 "cp-objcp-common.h"
40 #include "tree-inline.h"
41 #include "decl.h"
42 #include "output.h"
43 #include "toplev.h"
44 #include "timevar.h"
45 #include "tree-iterator.h"
46 #include "vecprim.h"
47
48 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
49    returning an int.  */
50 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
51
52 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
53    instantiations have been deferred, either because their definitions
54    were not yet available, or because we were putting off doing the work.  */
55 struct GTY (()) pending_template {
56   struct pending_template *next;
57   struct tinst_level *tinst;
58 };
59
60 static GTY(()) struct pending_template *pending_templates;
61 static GTY(()) struct pending_template *last_pending_template;
62
63 int processing_template_parmlist;
64 static int template_header_count;
65
66 static GTY(()) tree saved_trees;
67 static VEC(int,heap) *inline_parm_levels;
68
69 static GTY(()) struct tinst_level *current_tinst_level;
70
71 static GTY(()) tree saved_access_scope;
72
73 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
74    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
75    to the EXPR_STMT that is its result.  */
76 static tree cur_stmt_expr;
77
78 /* A map from local variable declarations in the body of the template
79    presently being instantiated to the corresponding instantiated
80    local variables.  */
81 static htab_t local_specializations;
82
83 typedef struct GTY(()) spec_entry
84 {
85   tree tmpl;
86   tree args;
87   tree spec;
88 } spec_entry;
89
90 static GTY ((param_is (spec_entry)))
91   htab_t decl_specializations;
92
93 static GTY ((param_is (spec_entry)))
94   htab_t type_specializations;
95
96 /* Contains canonical template parameter types. The vector is indexed by
97    the TEMPLATE_TYPE_IDX of the template parameter. Each element is a
98    TREE_LIST, whose TREE_VALUEs contain the canonical template
99    parameters of various types and levels.  */
100 static GTY(()) VEC(tree,gc) *canonical_template_parms;
101
102 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
103 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
104 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
105 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
106 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
107 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
108 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
109 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
110
111 static void push_access_scope (tree);
112 static void pop_access_scope (tree);
113 static bool resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
114                                             unification_kind_t, int);
115 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
116                              unification_kind_t, int, bool);
117 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
118 static void add_pending_template (tree);
119 static tree reopen_tinst_level (struct tinst_level *);
120 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
121 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
122 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t,
123                                    bool, bool);
124 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
125 static tree add_to_template_args (tree, tree);
126 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
127 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
128 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*,
129                                              tree);
130 static int type_unification_real (tree, tree, tree, const tree *,
131                                   unsigned int, int, unification_kind_t, int);
132 static void note_template_header (int);
133 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
134 static tree convert_nontype_argument (tree, tree, tsubst_flags_t);
135 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
136                                        tsubst_flags_t, int, tree);
137 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
138                                    struct pointer_set_t*, bool);
139 static tree expand_template_argument_pack (tree);
140 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
141 static bool inline_needs_template_parms (tree);
142 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
143 static tree retrieve_local_specialization (tree);
144 static void register_local_specialization (tree, tree);
145 static hashval_t hash_specialization (const void *p);
146 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int, tree, tsubst_flags_t);
147 static int mark_template_parm (tree, void *);
148 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
149 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
150 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
151 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
152 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
153 static int template_decl_level (tree);
154 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
155 static void template_parm_level_and_index (tree, int*, int*);
156 static int unify_pack_expansion (tree, tree, tree, tree, int, bool, bool);
157 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
158 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
159 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
160 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
161 static tree most_specialized_class (tree, tree, tsubst_flags_t);
162 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
163 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
164 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
165 static bool check_specialization_scope (void);
166 static tree process_partial_specialization (tree);
167 static void set_current_access_from_decl (tree);
168 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
169 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
170 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
171                                            tree, tree);
172 static bool template_template_parm_bindings_ok_p (tree, tree);
173 static int template_args_equal (tree, tree);
174 static void tsubst_default_arguments (tree);
175 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
176 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
177 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
178 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
179 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
180 static bool dependent_template_arg_p (tree);
181 static bool any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree);
182 static bool dependent_type_p_r (tree);
183 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, bool);
184 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
185 static tree tsubst_pack_expansion (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
186 static tree tsubst_decl (tree, tree, tsubst_flags_t);
187 static void perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs);
188 static void append_type_to_template_for_access_check_1 (tree, tree, tree,
189                                                         location_t);
190 static hashval_t iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val);
191 static tree listify (tree);
192 static tree listify_autos (tree, tree);
193
194 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
195    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
196    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
197    instantiate_decl).  */
198
199 static void
200 push_access_scope (tree t)
201 {
202   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
203               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
204
205   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
206     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
207   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
208     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
209   else
210     push_to_top_level ();
211
212   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
213     {
214       saved_access_scope = tree_cons
215         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
216       current_function_decl = t;
217     }
218 }
219
220 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
221    are processing.  */
222
223 static void
224 pop_access_scope (tree t)
225 {
226   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
227     {
228       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
229       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
230     }
231
232   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
233     pop_nested_class ();
234   else
235     pop_from_top_level ();
236 }
237
238 /* Do any processing required when DECL (a member template
239    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
240    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
241    itself is returned.  */
242
243 tree
244 finish_member_template_decl (tree decl)
245 {
246   if (decl == error_mark_node)
247     return error_mark_node;
248
249   gcc_assert (DECL_P (decl));
250
251   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
252     {
253       tree type;
254
255       type = TREE_TYPE (decl);
256       if (type == error_mark_node)
257         return error_mark_node;
258       if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (type)
259           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
260           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
261         {
262           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
263           check_member_template (tmpl);
264           return tmpl;
265         }
266       return NULL_TREE;
267     }
268   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
269     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
270   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
271     {
272       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
273         {
274           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
275           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
276         }
277       else
278         return decl;
279     }
280   else
281     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
282
283   return error_mark_node;
284 }
285
286 /* Create a template info node.  */
287
288 tree
289 build_template_info (tree template_decl, tree template_args)
290 {
291   tree result = make_node (TEMPLATE_INFO);
292   TI_TEMPLATE (result) = template_decl;
293   TI_ARGS (result) = template_args;
294   return result;
295 }
296
297 /* Return the template info node corresponding to T, whatever T is.  */
298
299 tree
300 get_template_info (const_tree t)
301 {
302   tree tinfo = NULL_TREE;
303
304   if (!t || t == error_mark_node)
305     return NULL;
306
307   if (DECL_P (t) && DECL_LANG_SPECIFIC (t))
308     tinfo = DECL_TEMPLATE_INFO (t);
309
310   if (!tinfo && DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (t))
311     t = TREE_TYPE (t);
312
313   if (TAGGED_TYPE_P (t))
314     tinfo = TYPE_TEMPLATE_INFO (t);
315   else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
316     tinfo = TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (t);
317
318   return tinfo;
319 }
320
321 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
322
323    For example, in:
324      template <class T>
325      struct A
326      {
327        template <class U>
328        struct B {};
329      };
330
331    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
332    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
333    they are instantiations, not specializations.
334
335    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
336    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
337    always safe.  */
338
339 int
340 template_class_depth (tree type)
341 {
342   int depth;
343
344   for (depth = 0;
345        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
346        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
347          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
348     {
349       tree tinfo = get_template_info (type);
350
351       if (tinfo && PRIMARY_TEMPLATE_P (TI_TEMPLATE (tinfo))
352           && uses_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (tinfo))))
353         ++depth;
354     }
355
356   return depth;
357 }
358
359 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
360    Returns true if processing DECL needs us to push template parms.  */
361
362 static bool
363 inline_needs_template_parms (tree decl)
364 {
365   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
366     return false;
367
368   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
369           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
370 }
371
372 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
373    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
374    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
375    innermost first.  */
376
377 static void
378 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
379 {
380   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
381   int i;
382
383   if (levels > 1)
384     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
385
386   ++processing_template_decl;
387   current_template_parms
388     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
389                  parms, current_template_parms);
390   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
391
392   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
393                NULL);
394   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
395     {
396       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
397
398       if (parm == error_mark_node)
399         continue;
400
401       gcc_assert (DECL_P (parm));
402
403       switch (TREE_CODE (parm))
404         {
405         case TYPE_DECL:
406         case TEMPLATE_DECL:
407           pushdecl (parm);
408           break;
409
410         case PARM_DECL:
411           {
412             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
413                It is ugly that we recreate this here; the original
414                version built in process_template_parm is no longer
415                available.  */
416             tree decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (parm),
417                                     CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
418                                     TREE_TYPE (parm));
419             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
420             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
421             TREE_READONLY (decl) = 1;
422             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
423             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
424             pushdecl (decl);
425           }
426           break;
427
428         default:
429           gcc_unreachable ();
430         }
431     }
432 }
433
434 /* Restore the template parameter context for a member template or
435    a friend template defined in a class definition.  */
436
437 void
438 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
439 {
440   tree parms;
441   int levels = 0;
442
443   if (inline_needs_template_parms (decl))
444     {
445       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
446       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
447
448       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
449         {
450           --levels;
451           parms = TREE_CHAIN (parms);
452         }
453
454       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
455     }
456
457   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
458      we can pop them later.  */
459   VEC_safe_push (int, heap, inline_parm_levels, levels);
460 }
461
462 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
463
464 void
465 maybe_end_member_template_processing (void)
466 {
467   int i;
468   int last;
469
470   if (VEC_length (int, inline_parm_levels) == 0)
471     return;
472
473   last = VEC_pop (int, inline_parm_levels);
474   for (i = 0; i < last; ++i)
475     {
476       --processing_template_decl;
477       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
478       poplevel (0, 0, 0);
479     }
480 }
481
482 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
483    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
484
485 static tree
486 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
487 {
488   tree new_args;
489   int extra_depth;
490   int i;
491   int j;
492
493   if (args == NULL_TREE)
494     return extra_args;
495
496   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
497   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
498
499   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
500     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
501
502   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
503     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
504
505   return new_args;
506 }
507
508 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
509    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
510    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
511    the template arguments from a partial instantiation with the
512    template arguments used to attain the full instantiation from the
513    partial instantiation.  */
514
515 static tree
516 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
517 {
518   tree new_args;
519
520   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
521      something very fishy is going on.  */
522   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
523
524   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
525      them.  */
526   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
527     return extra_args;
528
529   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
530   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
531
532   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
533
534   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
535   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
536
537   return new_args;
538 }
539
540 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
541
542 tree
543 get_innermost_template_args (tree args, int n)
544 {
545   tree new_args;
546   int extra_levels;
547   int i;
548
549   gcc_assert (n >= 0);
550
551   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
552   if (n == 1)
553     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
554
555   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
556      given.  */
557   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
558   gcc_assert (extra_levels >= 0);
559   if (extra_levels == 0)
560     return args;
561
562   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
563   new_args = make_tree_vec (n);
564   for (i = 1; i <= n; ++i)
565     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
566                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
567
568   return new_args;
569 }
570
571 /* The inverse of get_innermost_template_args: Return all but the innermost
572    EXTRA_LEVELS levels of template arguments from the ARGS.  */
573
574 static tree
575 strip_innermost_template_args (tree args, int extra_levels)
576 {
577   tree new_args;
578   int n = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - extra_levels;
579   int i;
580
581   gcc_assert (n >= 0);
582
583   /* If N is 1, just return the outermost set of template arguments.  */
584   if (n == 1)
585     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, 1);
586
587   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
588      given.  */
589   gcc_assert (extra_levels >= 0);
590   if (extra_levels == 0)
591     return args;
592
593   /* Make a new set of arguments, not containing the inner arguments.  */
594   new_args = make_tree_vec (n);
595   for (i = 1; i <= n; ++i)
596     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
597                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
598
599   return new_args;
600 }
601
602 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
603    the parms.  */
604
605 void
606 begin_template_parm_list (void)
607 {
608   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
609      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
610      namespace scope.  This is the right thing, since we want
611      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
612      global template class, push_template_decl handles putting the
613      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
614      e.g.:
615
616        template <class T> struct S1 {
617          template <class T> struct S2 {};
618        };
619
620      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
621      TEMPLATE_DECL for S2.  */
622   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
623   ++processing_template_decl;
624   ++processing_template_parmlist;
625   note_template_header (0);
626 }
627
628 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
629    invalid to declare a specialization here, an error is reported and
630    false is returned, otherwise this routine will return true.  */
631
632 static bool
633 check_specialization_scope (void)
634 {
635   tree scope = current_scope ();
636
637   /* [temp.expl.spec]
638
639      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
640      which the template is a member, or, for member templates, in the
641      namespace of which the enclosing class or enclosing class
642      template is a member.  An explicit specialization of a member
643      function, member class or static data member of a class template
644      shall be declared in the namespace of which the class template
645      is a member.  */
646   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
647     {
648       error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
649       return false;
650     }
651
652   /* [temp.expl.spec]
653
654      In an explicit specialization declaration for a member of a class
655      template or a member template that appears in namespace scope,
656      the member template and some of its enclosing class templates may
657      remain unspecialized, except that the declaration shall not
658      explicitly specialize a class member template if its enclosing
659      class templates are not explicitly specialized as well.  */
660   if (current_template_parms)
661     {
662       error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
663       return false;
664     }
665
666   return true;
667 }
668
669 /* We've just seen template <>.  */
670
671 bool
672 begin_specialization (void)
673 {
674   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
675   note_template_header (1);
676   return check_specialization_scope ();
677 }
678
679 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
680    template<>.  */
681
682 void
683 end_specialization (void)
684 {
685   finish_scope ();
686   reset_specialization ();
687 }
688
689 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
690    function specialization.  */
691
692 void
693 reset_specialization (void)
694 {
695   processing_specialization = 0;
696   template_header_count = 0;
697 }
698
699 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
700    it was of the form template <>.  */
701
702 static void
703 note_template_header (int specialization)
704 {
705   processing_specialization = specialization;
706   template_header_count++;
707 }
708
709 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
710
711 void
712 begin_explicit_instantiation (void)
713 {
714   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
715   processing_explicit_instantiation = true;
716 }
717
718
719 void
720 end_explicit_instantiation (void)
721 {
722   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
723   processing_explicit_instantiation = false;
724 }
725
726 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
727    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
728    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
729    specialize TMPL in the current namespace.  */
730
731 static bool
732 check_specialization_namespace (tree tmpl)
733 {
734   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
735
736   /* [tmpl.expl.spec]
737
738      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
739      which the template is a member, or, for member templates, in the
740      namespace of which the enclosing class or enclosing class
741      template is a member.  An explicit specialization of a member
742      function, member class or static data member of a class template
743      shall be declared in the namespace of which the class template is
744      a member.  */
745   if (current_scope() != DECL_CONTEXT (tmpl)
746       && !at_namespace_scope_p ())
747     {
748       error ("specialization of %qD must appear at namespace scope", tmpl);
749       return false;
750     }
751   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
752     /* Same or super-using namespace.  */
753     return true;
754   else
755     {
756       permerror (input_location, "specialization of %qD in different namespace", tmpl);
757       permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
758       return false;
759     }
760 }
761
762 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
763    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
764
765 static void
766 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
767 {
768   tree ns;
769
770   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
771      namespace of its template.  */
772   ns = decl_namespace_context (spec);
773   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
774     permerror (input_location, "explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
775                "(which does not enclose namespace %qD)",
776                spec, current_namespace, ns);
777 }
778
779 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
780    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
781
782 tree
783 maybe_process_partial_specialization (tree type)
784 {
785   tree context;
786
787   if (type == error_mark_node)
788     return error_mark_node;
789
790   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
791     {
792       error ("name of class shadows template template parameter %qD",
793              TYPE_NAME (type));
794       return error_mark_node;
795     }
796
797   context = TYPE_CONTEXT (type);
798
799   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
800     {
801       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
802          specialization of a template class such as:
803
804            template <> class C<int>;
805
806          or:
807
808            template <class T> class C<T*>;
809
810          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
811
812       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
813           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
814         {
815           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
816           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
817           if (processing_template_decl)
818             {
819               if (push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type))
820                   == error_mark_node)
821                 return error_mark_node;
822             }
823         }
824       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
825         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
826     }
827   else if (CLASS_TYPE_P (type)
828            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
829            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
830            && context && CLASS_TYPE_P (context)
831            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
832     {
833       /* This is for an explicit specialization of member class
834          template according to [temp.expl.spec/18]:
835
836            template <> template <class U> class C<int>::D;
837
838          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
839          Otherwise this is just a member class template declared
840          earlier like:
841
842            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
843            template <> template <class U> class C<int>::D;
844
845          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
846          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
847          and `C<T>::D' may not exist.  */
848
849       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
850           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
851         {
852           tree t;
853           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
854
855           if (current_namespace
856               != decl_namespace_context (tmpl))
857             {
858               permerror (input_location, "specializing %q#T in different namespace", type);
859               permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
860             }
861
862           /* Check for invalid specialization after instantiation:
863
864                template <> template <> class C<int>::D<int>;
865                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
866
867           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
868                t; t = TREE_CHAIN (t))
869             {
870               tree inst = TREE_VALUE (t);
871               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (inst))
872                 {
873                   /* We already have a full specialization of this partial
874                      instantiation.  Reassign it to the new member
875                      specialization template.  */
876                   spec_entry elt;
877                   spec_entry **slot;
878
879                   elt.tmpl = most_general_template (tmpl);
880                   elt.args = CLASSTYPE_TI_ARGS (inst);
881                   elt.spec = inst;
882
883                   htab_remove_elt (type_specializations, &elt);
884
885                   elt.tmpl = tmpl;
886                   elt.args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (elt.args);
887
888                   slot = (spec_entry **)
889                     htab_find_slot (type_specializations, &elt, INSERT);
890                   *slot = ggc_alloc_spec_entry ();
891                   **slot = elt;
892                 }
893               else if (COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (inst))
894                 /* But if we've had an implicit instantiation, that's a
895                    problem ([temp.expl.spec]/6).  */
896                 error ("specialization %qT after instantiation %qT",
897                        type, inst);
898             }
899
900           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
901              have one level of template argument for the innermost
902              class template.  */
903           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
904           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
905             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
906         }
907     }
908   else if (processing_specialization)
909     {
910       error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
911       return error_mark_node;
912     }
913
914   return type;
915 }
916
917 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
918    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
919    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
920
921 static inline bool
922 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
923 {
924   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
925           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
926           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
927              parameter.  */
928           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
929           /* The optimized lookup depends on the fact that the
930              template arguments for the member function template apply
931              purely to the containing class, which is not true if the
932              containing class is an explicit or partial
933              specialization.  */
934           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
935           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
936           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
937           /* It is possible to have a template that is not a member
938              template and is not a member of a template class:
939
940              template <typename T>
941              struct S { friend A::f(); };
942
943              Here, the friend function is a template, but the context does
944              not have template information.  The optimized lookup relies
945              on having ARGS be the template arguments for both the class
946              and the function template.  */
947           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
948 }
949
950 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
951    specialization is either an instantiation or an explicit
952    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
953    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
954    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
955    templates with more than one level of parameters.
956
957    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
958    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
959    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
960
961 static tree
962 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, hashval_t hash)
963 {
964   if (args == error_mark_node)
965     return NULL_TREE;
966
967   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
968
969   /* There should be as many levels of arguments as there are
970      levels of parameters.  */
971   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
972               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
973
974   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
975     {
976       tree class_template;
977       tree class_specialization;
978       VEC(tree,gc) *methods;
979       tree fns;
980       int idx;
981
982       /* The template arguments actually apply to the containing
983          class.  Find the class specialization with those
984          arguments.  */
985       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
986       class_specialization
987         = retrieve_specialization (class_template, args, 0);
988       if (!class_specialization)
989         return NULL_TREE;
990       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
991          for the specialization.  */
992       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
993       if (idx == -1)
994         return NULL_TREE;
995       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
996          for the one that has an instance of TMPL.  */
997       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
998       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
999         {
1000           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1001           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl
1002               /* using-declarations can add base methods to the method vec,
1003                  and we don't want those here.  */
1004               && DECL_CONTEXT (fn) == class_specialization)
1005             return fn;
1006         }
1007       return NULL_TREE;
1008     }
1009   else
1010     {
1011       spec_entry *found;
1012       spec_entry elt;
1013       htab_t specializations;
1014
1015       elt.tmpl = tmpl;
1016       elt.args = args;
1017       elt.spec = NULL_TREE;
1018
1019       if (DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
1020         specializations = type_specializations;
1021       else
1022         specializations = decl_specializations;
1023
1024       if (hash == 0)
1025         hash = hash_specialization (&elt);
1026       found = (spec_entry *) htab_find_with_hash (specializations, &elt, hash);
1027       if (found)
1028         return found->spec;
1029     }
1030
1031   return NULL_TREE;
1032 }
1033
1034 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
1035
1036 static tree
1037 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
1038 {
1039   tree spec;
1040
1041   if (local_specializations == NULL)
1042     return NULL_TREE;
1043
1044   spec = (tree) htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
1045                                      htab_hash_pointer (tmpl));
1046   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
1047 }
1048
1049 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
1050
1051 int
1052 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
1053 {
1054   tree t;
1055
1056   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1057     {
1058       for (t = decl;
1059            t != NULL_TREE;
1060            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
1061         if (t == tmpl)
1062           return 1;
1063     }
1064   else
1065     {
1066       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1067
1068       for (t = TREE_TYPE (decl);
1069            t != NULL_TREE;
1070            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
1071              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
1072         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
1073           return 1;
1074     }
1075
1076   return 0;
1077 }
1078
1079 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
1080    FRIEND_DECL according to [temp.friend].  */
1081
1082 bool
1083 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend_decl)
1084 {
1085   bool need_template = true;
1086   int template_depth;
1087
1088   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
1089               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1090
1091   /* For [temp.friend/6] when FRIEND_DECL is an ordinary member function
1092      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
1093      if this.  */
1094   if (TREE_CODE (friend_decl) == FUNCTION_DECL
1095       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend_decl)
1096       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend_decl))
1097     {
1098       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
1099       friend_decl = DECL_TI_TEMPLATE (friend_decl);
1100       need_template = false;
1101     }
1102   else if (TREE_CODE (friend_decl) == TEMPLATE_DECL
1103            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend_decl))
1104     need_template = false;
1105
1106   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
1107   if (TREE_CODE (friend_decl) != TEMPLATE_DECL)
1108     return false;
1109
1110   if (is_specialization_of (decl, friend_decl))
1111     return true;
1112
1113   /* [temp.friend/6]
1114      A member of a class template may be declared to be a friend of a
1115      non-template class.  In this case, the corresponding member of
1116      every specialization of the class template is a friend of the
1117      class granting friendship.
1118
1119      For example, given a template friend declaration
1120
1121        template <class T> friend void A<T>::f();
1122
1123      the member function below is considered a friend
1124
1125        template <> struct A<int> {
1126          void f();
1127        };
1128
1129      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1130      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1131      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1132
1133   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend_decl));
1134   if (template_depth
1135       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1136       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1137                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend_decl))))
1138     {
1139       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1140          a few tricky cases, such as when FRIEND_DECL's are
1141
1142            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1143            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1144
1145          and DECL's are
1146
1147            void A<int>::g(int);
1148            template <int> void A<int>::h();
1149
1150          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1151          the context of DECL.  This is required for template substitution
1152          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1153          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1154
1155       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1156       tree args = NULL_TREE;
1157       int current_depth = 0;
1158
1159       while (current_depth < template_depth)
1160         {
1161           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1162             {
1163               if (current_depth == 0)
1164                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1165               else
1166                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1167               current_depth++;
1168             }
1169           context = TYPE_CONTEXT (context);
1170         }
1171
1172       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1173         {
1174           bool is_template;
1175           tree friend_type;
1176           tree decl_type;
1177           tree friend_args_type;
1178           tree decl_args_type;
1179
1180           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1181              non-templates.  */
1182           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1183                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1184           if (need_template ^ is_template)
1185             return false;
1186           else if (is_template)
1187             {
1188               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1189               tree friend_parms
1190                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1191                                          args, tf_none);
1192               if (!comp_template_parms
1193                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1194                       friend_parms))
1195                 return false;
1196
1197               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1198             }
1199           else
1200             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1201
1202           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend_decl), args,
1203                                               tf_none, NULL_TREE);
1204           if (friend_type == error_mark_node)
1205             return false;
1206
1207           /* Check if return types match.  */
1208           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1209             return false;
1210
1211           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1212              `this' parameter.  */
1213           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1214           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1215           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend_decl))
1216             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1217           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1218             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1219
1220           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1221         }
1222       else
1223         {
1224           /* DECL is a TYPE_DECL */
1225           bool is_template;
1226           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1227
1228           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1229              non-templates.  */
1230           is_template
1231             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1232               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1233
1234           if (need_template ^ is_template)
1235             return false;
1236           else if (is_template)
1237             {
1238               tree friend_parms;
1239               /* If both are templates, check the name of the two
1240                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1241               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1242                   != DECL_NAME (friend_decl))
1243                 return false;
1244
1245               /* Now check template parameter list.  */
1246               friend_parms
1247                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1248                                          args, tf_none);
1249               return comp_template_parms
1250                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1251                  friend_parms);
1252             }
1253           else
1254             return (DECL_NAME (decl)
1255                     == DECL_NAME (friend_decl));
1256         }
1257     }
1258   return false;
1259 }
1260
1261 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1262    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1263    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1264    equivalent prior declaration, if available.  */
1265
1266 static tree
1267 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend,
1268                          hashval_t hash)
1269 {
1270   tree fn;
1271   spec_entry **slot = NULL;
1272   spec_entry elt;
1273
1274   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL && DECL_P (spec));
1275
1276   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1277       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1278     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1279        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1280        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1281        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1282        with default function arguments.  In particular, given
1283        something like this:
1284
1285           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1286
1287        the default argument expression is not substituted for in an
1288        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1289     return spec;
1290
1291   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1292     /* We don't put these specializations in the hash table, but we might
1293        want to give an error about a mismatch.  */
1294     fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 0);
1295   else
1296     {
1297       elt.tmpl = tmpl;
1298       elt.args = args;
1299       elt.spec = spec;
1300
1301       if (hash == 0)
1302         hash = hash_specialization (&elt);
1303
1304       slot = (spec_entry **)
1305         htab_find_slot_with_hash (decl_specializations, &elt, hash, INSERT);
1306       if (*slot)
1307         fn = (*slot)->spec;
1308       else
1309         fn = NULL_TREE;
1310     }
1311
1312   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1313      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1314      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1315      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1316      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1317   if (fn == spec)
1318     return spec;
1319   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1320     {
1321       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1322         {
1323           if (DECL_ODR_USED (fn)
1324               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1325             {
1326               error ("specialization of %qD after instantiation",
1327                      fn);
1328               return error_mark_node;
1329             }
1330           else
1331             {
1332               tree clone;
1333               /* This situation should occur only if the first
1334                  specialization is an implicit instantiation, the
1335                  second is an explicit specialization, and the
1336                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1337                  situation can occur if we have implicitly
1338                  instantiated a member function and then specialized
1339                  it later.
1340
1341                  We can also wind up here if a friend declaration that
1342                  looked like an instantiation turns out to be a
1343                  specialization:
1344
1345                    template <class T> void foo(T);
1346                    class S { friend void foo<>(int) };
1347                    template <> void foo(int);
1348
1349                  We transform the existing DECL in place so that any
1350                  pointers to it become pointers to the updated
1351                  declaration.
1352
1353                  If there was a definition for the template, but not
1354                  for the specialization, we want this to look as if
1355                  there were no definition, and vice versa.  */
1356               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1357               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1358               /* The call to duplicate_decls will have applied
1359                  [temp.expl.spec]:
1360
1361                    An explicit specialization of a function template
1362                    is inline only if it is explicitly declared to be,
1363                    and independently of whether its function template
1364                    is.
1365
1366                 to the primary function; now copy the inline bits to
1367                 the various clones.  */
1368               FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
1369                 {
1370                   DECL_DECLARED_INLINE_P (clone)
1371                     = DECL_DECLARED_INLINE_P (fn);
1372                   DECL_SOURCE_LOCATION (clone)
1373                     = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
1374                 }
1375               check_specialization_namespace (fn);
1376
1377               return fn;
1378             }
1379         }
1380       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1381         {
1382           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1383             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1384                line number so any errors match this new
1385                definition.  */
1386             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1387
1388           return fn;
1389         }
1390     }
1391   else if (fn)
1392     return duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1393
1394   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1395      template it is specializing.  */
1396   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1397       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1398     DECL_CONTEXT (spec) = DECL_CONTEXT (tmpl);
1399
1400   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1401     {
1402       gcc_assert (tmpl && args && spec);
1403       *slot = ggc_alloc_spec_entry ();
1404       **slot = elt;
1405       if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL && DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (spec)
1406           && PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl)
1407           && DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == NULL_TREE)
1408         /* TMPL is a forward declaration of a template function; keep a list
1409            of all specializations in case we need to reassign them to a friend
1410            template later in tsubst_friend_function.  */
1411         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl)
1412           = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl));
1413     }
1414
1415   return spec;
1416 }
1417
1418 /* Returns true iff two spec_entry nodes are equivalent.  Only compares the
1419    TMPL and ARGS members, ignores SPEC.  */
1420
1421 static int
1422 eq_specializations (const void *p1, const void *p2)
1423 {
1424   const spec_entry *e1 = (const spec_entry *)p1;
1425   const spec_entry *e2 = (const spec_entry *)p2;
1426
1427   return (e1->tmpl == e2->tmpl
1428           && comp_template_args (e1->args, e2->args));
1429 }
1430
1431 /* Returns a hash for a template TMPL and template arguments ARGS.  */
1432
1433 static hashval_t
1434 hash_tmpl_and_args (tree tmpl, tree args)
1435 {
1436   hashval_t val = DECL_UID (tmpl);
1437   return iterative_hash_template_arg (args, val);
1438 }
1439
1440 /* Returns a hash for a spec_entry node based on the TMPL and ARGS members,
1441    ignoring SPEC.  */
1442
1443 static hashval_t
1444 hash_specialization (const void *p)
1445 {
1446   const spec_entry *e = (const spec_entry *)p;
1447   return hash_tmpl_and_args (e->tmpl, e->args);
1448 }
1449
1450 /* Recursively calculate a hash value for a template argument ARG, for use
1451    in the hash tables of template specializations.  */
1452
1453 static hashval_t
1454 iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val)
1455 {
1456   unsigned HOST_WIDE_INT i;
1457   enum tree_code code;
1458   char tclass;
1459
1460   if (arg == NULL_TREE)
1461     return iterative_hash_object (arg, val);
1462
1463   if (!TYPE_P (arg))
1464     STRIP_NOPS (arg);
1465
1466   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
1467     /* We can get one of these when re-hashing a previous entry in the middle
1468        of substituting into a pack expansion.  Just look through it.  */
1469     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg);
1470
1471   code = TREE_CODE (arg);
1472   tclass = TREE_CODE_CLASS (code);
1473
1474   val = iterative_hash_object (code, val);
1475
1476   switch (code)
1477     {
1478     case ERROR_MARK:
1479       return val;
1480
1481     case IDENTIFIER_NODE:
1482       return iterative_hash_object (IDENTIFIER_HASH_VALUE (arg), val);
1483
1484     case TREE_VEC:
1485       {
1486         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
1487         for (i = 0; i < len; ++i)
1488           val = iterative_hash_template_arg (TREE_VEC_ELT (arg, i), val);
1489         return val;
1490       }
1491
1492     case TYPE_PACK_EXPANSION:
1493     case EXPR_PACK_EXPANSION:
1494       return iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_PATTERN (arg), val);
1495
1496     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
1497     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
1498       return iterative_hash_template_arg (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), val);
1499
1500     case TREE_LIST:
1501       for (; arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
1502         val = iterative_hash_template_arg (TREE_VALUE (arg), val);
1503       return val;
1504
1505     case OVERLOAD:
1506       for (; arg; arg = OVL_CHAIN (arg))
1507         val = iterative_hash_template_arg (OVL_FUNCTION (arg), val);
1508       return val;
1509
1510     case CONSTRUCTOR:
1511       {
1512         tree field, value;
1513         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, field, value)
1514           {
1515             val = iterative_hash_template_arg (field, val);
1516             val = iterative_hash_template_arg (value, val);
1517           }
1518         return val;
1519       }
1520
1521     case PARM_DECL:
1522       if (!DECL_ARTIFICIAL (arg))
1523         val = iterative_hash_object (DECL_PARM_INDEX (arg), val);
1524       return iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1525
1526     case TARGET_EXPR:
1527       return iterative_hash_template_arg (TARGET_EXPR_INITIAL (arg), val);
1528
1529     case PTRMEM_CST:
1530       val = iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_CLASS (arg), val);
1531       return iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_MEMBER (arg), val);
1532
1533     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
1534       val = iterative_hash_template_arg
1535         (TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (arg)), val);
1536       val = iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_LEVEL (arg), val);
1537       return iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_IDX (arg), val);
1538
1539     case TRAIT_EXPR:
1540       val = iterative_hash_object (TRAIT_EXPR_KIND (arg), val);
1541       val = iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE1 (arg), val);
1542       return iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE2 (arg), val);
1543
1544     case BASELINK:
1545       val = iterative_hash_template_arg (BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (arg)),
1546                                          val);
1547       return iterative_hash_template_arg (DECL_NAME (get_first_fn (arg)),
1548                                           val);
1549
1550     case MODOP_EXPR:
1551       val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 0), val);
1552       code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1));
1553       val = iterative_hash_object (code, val);
1554       return iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 2), val);
1555
1556     case ARRAY_TYPE:
1557       /* layout_type sets structural equality for arrays of
1558          incomplete type, so we can't rely on the canonical type
1559          for hashing.  */
1560       val = iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1561       return iterative_hash_template_arg (TYPE_DOMAIN (arg), val);
1562
1563     case LAMBDA_EXPR:
1564       /* A lambda can't appear in a template arg, but don't crash on
1565          erroneous input.  */
1566       gcc_assert (seen_error ());
1567       return val;
1568
1569     case CAST_EXPR:
1570     case STATIC_CAST_EXPR:
1571     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
1572     case CONST_CAST_EXPR:
1573     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
1574     case NEW_EXPR:
1575       val = iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1576       /* Now hash operands as usual.  */
1577       break;
1578
1579     default:
1580       break;
1581     }
1582
1583   switch (tclass)
1584     {
1585     case tcc_type:
1586       if (TYPE_CANONICAL (arg))
1587         return iterative_hash_object (TYPE_HASH (TYPE_CANONICAL (arg)),
1588                                       val);
1589       else if (TREE_CODE (arg) == DECLTYPE_TYPE)
1590         return iterative_hash_template_arg (DECLTYPE_TYPE_EXPR (arg), val);
1591       /* Otherwise just compare the types during lookup.  */
1592       return val;
1593
1594     case tcc_declaration:
1595     case tcc_constant:
1596       return iterative_hash_expr (arg, val);
1597
1598     default:
1599       gcc_assert (IS_EXPR_CODE_CLASS (tclass));
1600       {
1601         unsigned n = TREE_OPERAND_LENGTH (arg);
1602         for (i = 0; i < n; ++i)
1603           val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, i), val);
1604         return val;
1605       }
1606     }
1607   gcc_unreachable ();
1608   return 0;
1609 }
1610
1611 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1612    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1613    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.
1614
1615    Note that SPEC has been ggc_freed, so we can't look inside it.  */
1616
1617 bool
1618 reregister_specialization (tree spec, tree tinfo, tree new_spec)
1619 {
1620   spec_entry **slot;
1621   spec_entry elt;
1622
1623   elt.tmpl = most_general_template (TI_TEMPLATE (tinfo));
1624   elt.args = TI_ARGS (tinfo);
1625   elt.spec = NULL_TREE;
1626
1627   slot = (spec_entry **) htab_find_slot (decl_specializations, &elt, INSERT);
1628   if (*slot)
1629     {
1630       gcc_assert ((*slot)->spec == spec || (*slot)->spec == new_spec);
1631       gcc_assert (new_spec != NULL_TREE);
1632       (*slot)->spec = new_spec;
1633       return 1;
1634     }
1635
1636   return 0;
1637 }
1638
1639 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1640    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1641    DECL).  */
1642
1643 static int
1644 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1645 {
1646   return TREE_VALUE ((const_tree) p1) == (const_tree) p2;
1647 }
1648
1649 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1650
1651 static hashval_t
1652 hash_local_specialization (const void* p1)
1653 {
1654   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((const_tree) p1));
1655 }
1656
1657 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1658    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1659
1660 static void
1661 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1662 {
1663   void **slot;
1664
1665   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1666                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1667   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1668 }
1669
1670 /* TYPE is a class type.  Returns true if TYPE is an explicitly
1671    specialized class.  */
1672
1673 bool
1674 explicit_class_specialization_p (tree type)
1675 {
1676   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
1677     return false;
1678   return !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
1679 }
1680
1681 /* Print the list of functions at FNS, going through all the overloads
1682    for each element of the list.  Alternatively, FNS can not be a
1683    TREE_LIST, in which case it will be printed together with all the
1684    overloads.
1685
1686    MORE and *STR should respectively be FALSE and NULL when the function
1687    is called from the outside.  They are used internally on recursive
1688    calls.  print_candidates manages the two parameters and leaves NULL
1689    in *STR when it ends.  */
1690
1691 static void
1692 print_candidates_1 (tree fns, bool more, const char **str)
1693 {
1694   tree fn, fn2;
1695   char *spaces = NULL;
1696
1697   for (fn = fns; fn; fn = OVL_NEXT (fn))
1698     if (TREE_CODE (fn) == TREE_LIST)
1699       {
1700         gcc_assert (!OVL_NEXT (fn) && !is_overloaded_fn (fn));
1701         for (fn2 = fn; fn2 != NULL_TREE; fn2 = TREE_CHAIN (fn2))
1702           print_candidates_1 (TREE_VALUE (fn2),
1703                               TREE_CHAIN (fn2) || more, str);
1704       }
1705     else
1706       {
1707         if (!*str)
1708           {
1709             /* Pick the prefix string.  */
1710             if (!more && !OVL_NEXT (fns))
1711               {
1712                 error ("candidate is: %+#D", OVL_CURRENT (fn));
1713                 continue;
1714               }
1715
1716             *str = _("candidates are:");
1717             spaces = get_spaces (*str);
1718           }
1719         error ("%s %+#D", *str, OVL_CURRENT (fn));
1720         *str = spaces ? spaces : *str;
1721       }
1722
1723   if (!more)
1724     {
1725       free (spaces);
1726       *str = NULL;
1727     }
1728 }
1729
1730 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1731
1732 void
1733 print_candidates (tree fns)
1734 {
1735   const char *str = NULL;
1736   print_candidates_1 (fns, false, &str);
1737   gcc_assert (str == NULL);
1738 }
1739
1740 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1741    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1742    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1743    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1744    TEMPLATE_ID are non-members.
1745
1746    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1747    specialization of a member template.
1748
1749    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1750    template classes that appeared in the name of the function. See
1751    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1752
1753    TSK indicates what kind of template declaration (if any) is being
1754    declared.  TSK_TEMPLATE indicates that the declaration given by
1755    DECL, though a FUNCTION_DECL, has template parameters, and is
1756    therefore a template function.
1757
1758    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1759    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1760
1761    If it is impossible to determine the result, an error message is
1762    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1763
1764 static tree
1765 determine_specialization (tree template_id,
1766                           tree decl,
1767                           tree* targs_out,
1768                           int need_member_template,
1769                           int template_count,
1770                           tmpl_spec_kind tsk)
1771 {
1772   tree fns;
1773   tree targs;
1774   tree explicit_targs;
1775   tree candidates = NULL_TREE;
1776   /* A TREE_LIST of templates of which DECL may be a specialization.
1777      The TREE_VALUE of each node is a TEMPLATE_DECL.  The
1778      corresponding TREE_PURPOSE is the set of template arguments that,
1779      when used to instantiate the template, would produce a function
1780      with the signature of DECL.  */
1781   tree templates = NULL_TREE;
1782   int header_count;
1783   struct cp_binding_level *b;
1784
1785   *targs_out = NULL_TREE;
1786
1787   if (template_id == error_mark_node || decl == error_mark_node)
1788     return error_mark_node;
1789
1790   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1791   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1792
1793   if (fns == error_mark_node)
1794     return error_mark_node;
1795
1796   /* Check for baselinks.  */
1797   if (BASELINK_P (fns))
1798     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1799
1800   if (!is_overloaded_fn (fns))
1801     {
1802       error ("%qD is not a function template", fns);
1803       return error_mark_node;
1804     }
1805
1806   /* Count the number of template headers specified for this
1807      specialization.  */
1808   header_count = 0;
1809   for (b = current_binding_level;
1810        b->kind == sk_template_parms;
1811        b = b->level_chain)
1812     ++header_count;
1813
1814   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1815     {
1816       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1817
1818       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1819         {
1820           tree decl_arg_types;
1821           tree fn_arg_types;
1822
1823           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1824              the number of template headers appearing in the specialization
1825              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1826              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1827              member functions. Consider the following code:
1828
1829              template <> void A<int>::f(int);
1830              template <> template <> void A<int>::f(int);
1831
1832              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1833              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1834              member function, whilst the second line specializes "f" which
1835              is a template member function. So both lines are syntactically
1836              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1837              them.
1838
1839              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1840              against the declarations. We count the number of template
1841              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1842              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1843              plus there must be another header for the member template
1844              itself).
1845
1846              Notice that if header_count is zero, this is not a
1847              specialization but rather a template instantiation, so there
1848              is no check we can perform here.  */
1849           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1850             continue;
1851
1852           /* Check that the number of template arguments at the
1853              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1854           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1855               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1856               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1857                   != TREE_VEC_LENGTH (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
1858                                       (current_template_parms))))
1859             continue;
1860
1861           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1862           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1863           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1864
1865           /* For a non-static member function, we need to make sure
1866              that the const qualification is the same.  Since
1867              get_bindings does not try to merge the "this" parameter,
1868              we must do the comparison explicitly.  */
1869           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1870               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1871                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1872             continue;
1873
1874           /* Skip the "this" parameter and, for constructors of
1875              classes with virtual bases, the VTT parameter.  A
1876              full specialization of a constructor will have a VTT
1877              parameter, but a template never will.  */ 
1878           decl_arg_types 
1879             = skip_artificial_parms_for (decl, decl_arg_types);
1880           fn_arg_types 
1881             = skip_artificial_parms_for (fn, fn_arg_types);
1882
1883           /* Check that the number of function parameters matches.
1884              For example,
1885                template <class T> void f(int i = 0);
1886                template <> void f<int>();
1887              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1888              by get_bindings below.  */
1889           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1890             continue;
1891
1892           /* Function templates cannot be specializations; there are
1893              no partial specializations of functions.  Therefore, if
1894              the type of DECL does not match FN, there is no
1895              match.  */
1896           if (tsk == tsk_template)
1897             {
1898               if (compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1899                 candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1900               continue;
1901             }
1902
1903           /* See whether this function might be a specialization of this
1904              template.  */
1905           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1906
1907           if (!targs)
1908             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1909                specialize TMPL will produce DECL.  */
1910             continue;
1911
1912           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1913           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1914         }
1915       else if (need_member_template)
1916         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1917            specialization of a member template.  */
1918         ;
1919       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1920         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1921            cases.  */
1922         ;
1923       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1924         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1925            be a specialization of that.  */
1926         ;
1927       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1928         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1929         ;
1930       else
1931         {
1932           tree decl_arg_types;
1933
1934           /* This is an ordinary member function.  However, since
1935              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1936              template class.  For example,
1937
1938                template <typename T> struct S { void f(); };
1939                template <> void S<int>::f() {}
1940
1941              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1942              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1943              might be in business.  */
1944
1945           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1946             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1947                of a template class.  This is not a candidate.  */
1948             continue;
1949
1950           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1951                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1952             /* The return types differ.  */
1953             continue;
1954
1955           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1956           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1957           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1958               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1959             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1960
1961           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1962                          decl_arg_types))
1963             /* They match!  */
1964             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1965         }
1966     }
1967
1968   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1969     {
1970       /* We have:
1971
1972            [temp.expl.spec]
1973
1974            It is possible for a specialization with a given function
1975            signature to be instantiated from more than one function
1976            template.  In such cases, explicit specification of the
1977            template arguments must be used to uniquely identify the
1978            function template specialization being specialized.
1979
1980          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1981          determine which of the candidate templates is most
1982          specialized.  However, we, also have:
1983
1984            [temp.func.order]
1985
1986            Partial ordering of overloaded function template
1987            declarations is used in the following contexts to select
1988            the function template to which a function template
1989            specialization refers:
1990
1991            -- when an explicit specialization refers to a function
1992               template.
1993
1994          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1995          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1996          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1997          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1998          the EDG front end has that behavior, and John Spicer claims
1999          that the committee simply forgot to delete the wording in
2000          [temp.expl.spec].  */
2001       tree tmpl = most_specialized_instantiation (templates);
2002       if (tmpl != error_mark_node)
2003         {
2004           templates = tmpl;
2005           TREE_CHAIN (templates) = NULL_TREE;
2006         }
2007     }
2008
2009   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
2010     {
2011       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
2012              "declaration", template_id, decl);
2013       if (header_count && header_count != template_count + 1)
2014         inform (input_location, "saw %d %<template<>%>, need %d for "
2015                 "specializing a member function template",
2016                 header_count, template_count + 1);
2017       return error_mark_node;
2018     }
2019   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
2020            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
2021            || (templates && candidates))
2022     {
2023       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
2024              template_id, decl);
2025       candidates = chainon (candidates, templates);
2026       print_candidates (candidates);
2027       return error_mark_node;
2028     }
2029
2030   /* We have one, and exactly one, match.  */
2031   if (candidates)
2032     {
2033       tree fn = TREE_VALUE (candidates);
2034       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (fn));
2035       /* DECL is a re-declaration or partial instantiation of a template
2036          function.  */
2037       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
2038         return fn;
2039       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
2040          template class.  */
2041       return DECL_TI_TEMPLATE (fn);
2042     }
2043
2044   /* It was a specialization of a template.  */
2045   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
2046   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
2047     {
2048       *targs_out = copy_node (targs);
2049       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
2050                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
2051                            TREE_PURPOSE (templates));
2052     }
2053   else
2054     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
2055   return TREE_VALUE (templates);
2056 }
2057
2058 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
2059    but with the default argument values filled in from those in the
2060    TMPL_TYPES.  */
2061
2062 static tree
2063 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
2064                                       tree tmpl_types)
2065 {
2066   tree new_spec_types;
2067
2068   if (!spec_types)
2069     return NULL_TREE;
2070
2071   if (spec_types == void_list_node)
2072     return void_list_node;
2073
2074   /* Substitute into the rest of the list.  */
2075   new_spec_types =
2076     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
2077                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
2078
2079   /* Add the default argument for this parameter.  */
2080   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
2081                          TREE_VALUE (spec_types),
2082                          new_spec_types);
2083 }
2084
2085 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
2086    from the template it specializes.  (That way, code like:
2087
2088      template <class T> void f(T = 3);
2089      template <> void f(double);
2090      void g () { f (); }
2091
2092    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
2093    the correct default arguments at the call-site, but this approach
2094    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
2095
2096 static void
2097 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
2098 {
2099   tree tmpl;
2100   tree spec_types;
2101   tree tmpl_types;
2102   tree new_spec_types;
2103   tree old_type;
2104   tree new_type;
2105   tree t;
2106   tree object_type = NULL_TREE;
2107   tree in_charge = NULL_TREE;
2108   tree vtt = NULL_TREE;
2109
2110   /* See if there's anything we need to do.  */
2111   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2112   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
2113   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
2114     if (TREE_PURPOSE (t))
2115       break;
2116   if (!t)
2117     return;
2118
2119   old_type = TREE_TYPE (decl);
2120   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
2121
2122   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2123     {
2124       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
2125          CV quals.  */
2126       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
2127       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2128       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
2129
2130       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
2131         {
2132           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
2133              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
2134           in_charge = spec_types;
2135           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2136         }
2137       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
2138         {
2139           vtt = spec_types;
2140           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2141         }
2142     }
2143
2144   /* Compute the merged default arguments.  */
2145   new_spec_types =
2146     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
2147
2148   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
2149   if (object_type)
2150     {
2151       if (vtt)
2152         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
2153                                          TREE_VALUE (vtt),
2154                                          new_spec_types);
2155
2156       if (in_charge)
2157         /* Put the in-charge parameter back.  */
2158         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
2159                                          TREE_VALUE (in_charge),
2160                                          new_spec_types);
2161
2162       new_type = build_method_type_directly (object_type,
2163                                              TREE_TYPE (old_type),
2164                                              new_spec_types);
2165     }
2166   else
2167     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
2168                                     new_spec_types);
2169   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
2170                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
2171   new_type = build_exception_variant (new_type,
2172                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
2173   TREE_TYPE (decl) = new_type;
2174 }
2175
2176 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
2177    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
2178    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
2179    instantiation at this point.
2180
2181    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
2182    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
2183    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
2184    recoverable.
2185
2186    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
2187
2188    2: The function has a definition.
2189    4: The function is a friend.
2190
2191    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
2192    template classes that appeared in the name of the function.  For
2193    example, in
2194
2195      template <class T> struct S { void f(); };
2196      void S<int>::f();
2197
2198    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
2199    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
2200
2201      template <class T> struct S {};
2202      template <> struct S<int> { void f(); }
2203      template <> void S<int>::f();
2204
2205    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
2206    invalid; there should be no template <>.)
2207
2208    If the function is a specialization, it is marked as such via
2209    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
2210    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
2211    for that template.  */
2212
2213 tree
2214 check_explicit_specialization (tree declarator,
2215                                tree decl,
2216                                int template_count,
2217                                int flags)
2218 {
2219   int have_def = flags & 2;
2220   int is_friend = flags & 4;
2221   int specialization = 0;
2222   int explicit_instantiation = 0;
2223   int member_specialization = 0;
2224   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
2225   tree dname = DECL_NAME (decl);
2226   tmpl_spec_kind tsk;
2227
2228   if (is_friend)
2229     {
2230       if (!processing_specialization)
2231         tsk = tsk_none;
2232       else
2233         tsk = tsk_excessive_parms;
2234     }
2235   else
2236     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
2237
2238   switch (tsk)
2239     {
2240     case tsk_none:
2241       if (processing_specialization)
2242         {
2243           specialization = 1;
2244           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2245         }
2246       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2247         {
2248           if (is_friend)
2249             /* This could be something like:
2250
2251                template <class T> void f(T);
2252                class S { friend void f<>(int); }  */
2253             specialization = 1;
2254           else
2255             {
2256               /* This case handles bogus declarations like template <>
2257                  template <class T> void f<int>(); */
2258
2259               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2260                      declarator);
2261               return decl;
2262             }
2263         }
2264       break;
2265
2266     case tsk_invalid_member_spec:
2267       /* The error has already been reported in
2268          check_specialization_scope.  */
2269       return error_mark_node;
2270
2271     case tsk_invalid_expl_inst:
2272       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
2273
2274       /* Fall through.  */
2275
2276     case tsk_expl_inst:
2277       if (have_def)
2278         error ("definition provided for explicit instantiation");
2279
2280       explicit_instantiation = 1;
2281       break;
2282
2283     case tsk_excessive_parms:
2284     case tsk_insufficient_parms:
2285       if (tsk == tsk_excessive_parms)
2286         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
2287                decl);
2288       else if (template_header_count)
2289         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
2290       else
2291         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
2292               "%<template <>%>", decl);
2293
2294       /* Fall through.  */
2295     case tsk_expl_spec:
2296       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2297       if (ctype)
2298         member_specialization = 1;
2299       else
2300         specialization = 1;
2301       break;
2302
2303     case tsk_template:
2304       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2305         {
2306           /* This case handles bogus declarations like template <>
2307              template <class T> void f<int>(); */
2308
2309           if (uses_template_parms (declarator))
2310             error ("function template partial specialization %qD "
2311                    "is not allowed", declarator);
2312           else
2313             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2314                    declarator);
2315           return decl;
2316         }
2317
2318       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
2319         /* This is a specialization of a member template, without
2320            specialization the containing class.  Something like:
2321
2322              template <class T> struct S {
2323                template <class U> void f (U);
2324              };
2325              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
2326
2327            That's a specialization -- but of the entire template.  */
2328         specialization = 1;
2329       break;
2330
2331     default:
2332       gcc_unreachable ();
2333     }
2334
2335   if (specialization || member_specialization)
2336     {
2337       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2338       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
2339         if (TREE_PURPOSE (t))
2340           {
2341             permerror (input_location, 
2342                        "default argument specified in explicit specialization");
2343             break;
2344           }
2345     }
2346
2347   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
2348     {
2349       tree tmpl = NULL_TREE;
2350       tree targs = NULL_TREE;
2351
2352       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
2353       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
2354         {
2355           tree fns;
2356
2357           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
2358           if (ctype)
2359             fns = dname;
2360           else
2361             {
2362               /* If there is no class context, the explicit instantiation
2363                  must be at namespace scope.  */
2364               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
2365
2366               /* Find the namespace binding, using the declaration
2367                  context.  */
2368               fns = lookup_qualified_name (CP_DECL_CONTEXT (decl), dname,
2369                                            false, true);
2370               if (fns == error_mark_node || !is_overloaded_fn (fns))
2371                 {
2372                   error ("%qD is not a template function", dname);
2373                   fns = error_mark_node;
2374                 }
2375               else
2376                 {
2377                   tree fn = OVL_CURRENT (fns);
2378                   if (!is_associated_namespace (CP_DECL_CONTEXT (decl),
2379                                                 CP_DECL_CONTEXT (fn)))
2380                     error ("%qD is not declared in %qD",
2381                            decl, current_namespace);
2382                 }
2383             }
2384
2385           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
2386         }
2387
2388       if (declarator == error_mark_node)
2389         return error_mark_node;
2390
2391       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
2392         {
2393           if (!explicit_instantiation)
2394             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
2395                but the error will already have been flagged by
2396                check_specialization_scope.  */
2397             return error_mark_node;
2398           else
2399             {
2400               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
2401                  class scope, e.g.:
2402
2403                    class C { template void f(); }
2404
2405                    This case is caught by the parser.  However, on
2406                    something like:
2407
2408                    template class C { void f(); };
2409
2410                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
2411                    issued later.  */
2412               ;
2413             }
2414
2415           return decl;
2416         }
2417       else if (ctype != NULL_TREE
2418                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
2419                    IDENTIFIER_NODE))
2420         {
2421           /* Find the list of functions in ctype that have the same
2422              name as the declared function.  */
2423           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
2424           tree fns = NULL_TREE;
2425           int idx;
2426
2427           if (constructor_name_p (name, ctype))
2428             {
2429               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2430
2431               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (ctype)
2432                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
2433                 {
2434                   /* From [temp.expl.spec]:
2435
2436                      If such an explicit specialization for the member
2437                      of a class template names an implicitly-declared
2438                      special member function (clause _special_), the
2439                      program is ill-formed.
2440
2441                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
2442                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
2443                   return error_mark_node;
2444                 }
2445
2446               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
2447             }
2448
2449           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
2450             {
2451               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
2452               if (idx >= 0)
2453                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
2454             }
2455           else
2456             {
2457               VEC(tree,gc) *methods;
2458               tree ovl;
2459
2460               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
2461                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
2462                  int' which will be a specialization of `operator T'.
2463                  So, we find *all* the conversion operators, and then
2464                  select from them.  */
2465               fns = NULL_TREE;
2466
2467               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
2468               if (methods)
2469                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
2470                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
2471                      ++idx)
2472                   {
2473                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2474                       /* There are no more conversion functions.  */
2475                       break;
2476
2477                     /* Glue all these conversion functions together
2478                        with those we already have.  */
2479                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2480                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2481                   }
2482             }
2483
2484           if (fns == NULL_TREE)
2485             {
2486               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2487               return error_mark_node;
2488             }
2489           else
2490             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2491         }
2492
2493       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2494          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2495          member function, we cannot tell apriori whether the
2496          instantiation is for a member template, or just a member
2497          function of a template class.  Even if a member template is
2498          being instantiated, the member template arguments may be
2499          elided if they can be deduced from the rest of the
2500          declaration.  */
2501       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2502                                        &targs,
2503                                        member_specialization,
2504                                        template_count,
2505                                        tsk);
2506
2507       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2508         /* We couldn't figure out what this declaration was
2509            specializing.  */
2510         return error_mark_node;
2511       else
2512         {
2513           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2514
2515           if (explicit_instantiation)
2516             {
2517               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2518                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2519
2520               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2521               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2522
2523               if (arg_depth > parm_depth)
2524                 {
2525                   /* If TMPL is not the most general template (for
2526                      example, if TMPL is a friend template that is
2527                      injected into namespace scope), then there will
2528                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2529                      here.  */
2530                   int i;
2531                   tree new_targs;
2532
2533                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2534                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2535                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2536                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2537                   targs = new_targs;
2538                 }
2539
2540               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2541             }
2542
2543           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2544              turns out to be specializing a static member function,
2545              make DECL a static member function as well.  */
2546           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2547               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2548             revert_static_member_fn (decl);
2549
2550           /* If this is a specialization of a member template of a
2551              template class, we want to return the TEMPLATE_DECL, not
2552              the specialization of it.  */
2553           if (tsk == tsk_template)
2554             {
2555               tree result = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
2556               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2557               DECL_INITIAL (result) = NULL_TREE;
2558               if (have_def)
2559                 {
2560                   tree parm;
2561                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2562                   DECL_SOURCE_LOCATION (result)
2563                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2564                   /* We want to use the argument list specified in the
2565                      definition, not in the original declaration.  */
2566                   DECL_ARGUMENTS (result) = DECL_ARGUMENTS (decl);
2567                   for (parm = DECL_ARGUMENTS (result); parm;
2568                        parm = DECL_CHAIN (parm))
2569                     DECL_CONTEXT (parm) = result;
2570                 }
2571               return register_specialization (tmpl, gen_tmpl, targs,
2572                                               is_friend, 0);
2573             }
2574
2575           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2576           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = build_template_info (tmpl, targs);
2577
2578           /* Inherit default function arguments from the template
2579              DECL is specializing.  */
2580           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2581
2582           /* This specialization has the same protection as the
2583              template it specializes.  */
2584           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2585           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2586
2587           /* 7.1.1-1 [dcl.stc]
2588
2589              A storage-class-specifier shall not be specified in an
2590              explicit specialization...
2591
2592              The parser rejects these, so unless action is taken here,
2593              explicit function specializations will always appear with
2594              global linkage.
2595
2596              The action recommended by the C++ CWG in response to C++
2597              defect report 605 is to make the storage class and linkage
2598              of the explicit specialization match the templated function:
2599
2600              http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#605
2601            */
2602           if (tsk == tsk_expl_spec && DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
2603             {
2604               tree tmpl_func = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
2605               gcc_assert (TREE_CODE (tmpl_func) == FUNCTION_DECL);
2606
2607               /* This specialization has the same linkage and visibility as
2608                  the function template it specializes.  */
2609               TREE_PUBLIC (decl) = TREE_PUBLIC (tmpl_func);
2610               if (! TREE_PUBLIC (decl))
2611                 {
2612                   DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
2613                   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
2614                 }
2615               DECL_THIS_STATIC (decl) = DECL_THIS_STATIC (tmpl_func);
2616               if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (tmpl_func))
2617                 {
2618                   DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2619                   DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (tmpl_func);
2620                 }
2621             }
2622
2623           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2624              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2625              have been set incorrectly.  For example, in:
2626
2627                template <typename T> void f(T);
2628                namespace N {
2629                  struct S { friend void f<int>(int); }
2630                }
2631
2632              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2633              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2634           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2635             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2636
2637           if (is_friend && !have_def)
2638             /* This is not really a declaration of a specialization.
2639                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2640                a request for an instantiation, either.  */
2641             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2642           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2643             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2644                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2645                versions in V3 ABI.  */
2646             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2647
2648           /* Register this specialization so that we can find it
2649              again.  */
2650           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend, 0);
2651         }
2652     }
2653
2654   return decl;
2655 }
2656
2657 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2658    parameters.  These are represented in the same format used for
2659    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2660
2661 int
2662 comp_template_parms (const_tree parms1, const_tree parms2)
2663 {
2664   const_tree p1;
2665   const_tree p2;
2666
2667   if (parms1 == parms2)
2668     return 1;
2669
2670   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2671        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2672        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2673     {
2674       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2675       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2676       int i;
2677
2678       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2679       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2680
2681       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2682         return 0;
2683
2684       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2685         {
2686           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2687           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2688
2689           /* If either of the template parameters are invalid, assume
2690              they match for the sake of error recovery. */
2691           if (parm1 == error_mark_node || parm2 == error_mark_node)
2692             return 1;
2693
2694           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2695             return 0;
2696
2697           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2698               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm1)
2699                   == TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm2)))
2700             continue;
2701           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2702             return 0;
2703         }
2704     }
2705
2706   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2707     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2708        other.  */
2709     return 0;
2710
2711   return 1;
2712 }
2713
2714 /* Determine whether PARM is a parameter pack.  */
2715
2716 bool 
2717 template_parameter_pack_p (const_tree parm)
2718 {
2719   /* Determine if we have a non-type template parameter pack.  */
2720   if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
2721     return (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm) 
2722             && TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)));
2723
2724   /* If this is a list of template parameters, we could get a
2725      TYPE_DECL or a TEMPLATE_DECL.  */ 
2726   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2727     parm = TREE_TYPE (parm);
2728
2729   return ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2730            || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
2731           && TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm));
2732 }
2733
2734 /* Determine if T is a function parameter pack.  */
2735
2736 bool
2737 function_parameter_pack_p (const_tree t)
2738 {
2739   if (t && TREE_CODE (t) == PARM_DECL)
2740     return FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t);
2741   return false;
2742 }
2743
2744 /* Return the function template declaration of PRIMARY_FUNC_TMPL_INST.
2745    PRIMARY_FUNC_TMPL_INST is a primary function template instantiation.  */
2746
2747 tree
2748 get_function_template_decl (const_tree primary_func_tmpl_inst)
2749 {
2750   if (! primary_func_tmpl_inst
2751       || TREE_CODE (primary_func_tmpl_inst) != FUNCTION_DECL
2752       || ! primary_template_instantiation_p (primary_func_tmpl_inst))
2753     return NULL;
2754
2755   return DECL_TEMPLATE_RESULT (DECL_TI_TEMPLATE (primary_func_tmpl_inst));
2756 }
2757
2758 /* Return true iff the function parameter PARAM_DECL was expanded
2759    from the function parameter pack PACK.  */
2760
2761 bool
2762 function_parameter_expanded_from_pack_p (tree param_decl, tree pack)
2763 {
2764   if (DECL_ARTIFICIAL (param_decl)
2765       || !function_parameter_pack_p (pack))
2766     return false;
2767
2768   /* The parameter pack and its pack arguments have the same
2769      DECL_PARM_INDEX.  */
2770   return DECL_PARM_INDEX (pack) == DECL_PARM_INDEX (param_decl);
2771 }
2772
2773 /* Determine whether ARGS describes a variadic template args list,
2774    i.e., one that is terminated by a template argument pack.  */
2775
2776 static bool 
2777 template_args_variadic_p (tree args)
2778 {
2779   int nargs;
2780   tree last_parm;
2781
2782   if (args == NULL_TREE)
2783     return false;
2784
2785   args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
2786   nargs = TREE_VEC_LENGTH (args);
2787
2788   if (nargs == 0)
2789     return false;
2790
2791   last_parm = TREE_VEC_ELT (args, nargs - 1);
2792
2793   return ARGUMENT_PACK_P (last_parm);
2794 }
2795
2796 /* Generate a new name for the parameter pack name NAME (an
2797    IDENTIFIER_NODE) that incorporates its */
2798
2799 static tree
2800 make_ith_pack_parameter_name (tree name, int i)
2801 {
2802   /* Munge the name to include the parameter index.  */
2803 #define NUMBUF_LEN 128
2804   char numbuf[NUMBUF_LEN];
2805   char* newname;
2806   int newname_len;
2807
2808   snprintf (numbuf, NUMBUF_LEN, "%i", i);
2809   newname_len = IDENTIFIER_LENGTH (name)
2810                 + strlen (numbuf) + 2;
2811   newname = (char*)alloca (newname_len);
2812   snprintf (newname, newname_len,
2813             "%s#%i", IDENTIFIER_POINTER (name), i);
2814   return get_identifier (newname);
2815 }
2816
2817 /* Return true if T is a primary function
2818    or class template instantiation.  */
2819
2820 bool
2821 primary_template_instantiation_p (const_tree t)
2822 {
2823   if (!t)
2824     return false;
2825
2826   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
2827     return DECL_LANG_SPECIFIC (t)
2828            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2829            && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t));
2830   else if (CLASS_TYPE_P (t))
2831     return CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2832            && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
2833   return false;
2834 }
2835
2836 /* Return true if PARM is a template template parameter.  */
2837
2838 bool
2839 template_template_parameter_p (const_tree parm)
2840 {
2841   return DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2842 }
2843
2844 /* Return the template parameters of T if T is a
2845    primary template instantiation, NULL otherwise.  */
2846
2847 tree
2848 get_primary_template_innermost_parameters (const_tree t)
2849 {
2850   tree parms = NULL, template_info = NULL;
2851
2852   if ((template_info = get_template_info (t))
2853       && primary_template_instantiation_p (t))
2854     parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
2855         (DECL_TEMPLATE_PARMS (TI_TEMPLATE (template_info)));
2856
2857   return parms;
2858 }
2859
2860 /* Return the template parameters of the LEVELth level from the full list
2861    of template parameters PARMS.  */
2862
2863 tree
2864 get_template_parms_at_level (tree parms, int level)
2865 {
2866   tree p;
2867   if (!parms
2868       || TREE_CODE (parms) != TREE_LIST
2869       || level > TMPL_PARMS_DEPTH (parms))
2870     return NULL_TREE;
2871
2872   for (p = parms; p; p = TREE_CHAIN (p))
2873     if (TMPL_PARMS_DEPTH (p) == level)
2874       return p;
2875
2876   return NULL_TREE;
2877 }
2878
2879 /* Returns the template arguments of T if T is a template instantiation,
2880    NULL otherwise.  */
2881
2882 tree
2883 get_template_innermost_arguments (const_tree t)
2884 {
2885   tree args = NULL, template_info = NULL;
2886
2887   if ((template_info = get_template_info (t))
2888       && TI_ARGS (template_info))
2889     args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (template_info));
2890
2891   return args;
2892 }
2893
2894 /* Return the argument pack elements of T if T is a template argument pack,
2895    NULL otherwise.  */
2896
2897 tree
2898 get_template_argument_pack_elems (const_tree t)
2899 {
2900   if (TREE_CODE (t) != TYPE_ARGUMENT_PACK
2901       && TREE_CODE (t) != NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
2902     return NULL;
2903
2904   return ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
2905 }
2906
2907 /* Structure used to track the progress of find_parameter_packs_r.  */
2908 struct find_parameter_pack_data 
2909 {
2910   /* TREE_LIST that will contain all of the parameter packs found by
2911      the traversal.  */
2912   tree* parameter_packs;
2913
2914   /* Set of AST nodes that have been visited by the traversal.  */
2915   struct pointer_set_t *visited;
2916 };
2917
2918 /* Identifies all of the argument packs that occur in a template
2919    argument and appends them to the TREE_LIST inside DATA, which is a
2920    find_parameter_pack_data structure. This is a subroutine of
2921    make_pack_expansion and uses_parameter_packs.  */
2922 static tree
2923 find_parameter_packs_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void* data)
2924 {
2925   tree t = *tp;
2926   struct find_parameter_pack_data* ppd = 
2927     (struct find_parameter_pack_data*)data;
2928   bool parameter_pack_p = false;
2929
2930   /* Identify whether this is a parameter pack or not.  */
2931   switch (TREE_CODE (t))
2932     {
2933     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2934       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
2935         parameter_pack_p = true;
2936       break;
2937
2938     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2939     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2940       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
2941         parameter_pack_p = true;
2942       break;
2943
2944     case PARM_DECL:
2945       if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
2946         {
2947           /* We don't want to walk into the type of a PARM_DECL,
2948              because we don't want to see the type parameter pack.  */
2949           *walk_subtrees = 0;
2950           parameter_pack_p = true;
2951         }
2952       break;
2953
2954     default:
2955       /* Not a parameter pack.  */
2956       break;
2957     }
2958
2959   if (parameter_pack_p)
2960     {
2961       /* Add this parameter pack to the list.  */
2962       *ppd->parameter_packs = tree_cons (NULL_TREE, t, *ppd->parameter_packs);
2963     }
2964
2965   if (TYPE_P (t))
2966     cp_walk_tree (&TYPE_CONTEXT (t), 
2967                   &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2968
2969   /* This switch statement will return immediately if we don't find a
2970      parameter pack.  */
2971   switch (TREE_CODE (t)) 
2972     {
2973     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2974       return NULL_TREE;
2975
2976     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2977       /* Check the template itself.  */
2978       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (TYPE_TI_TEMPLATE (t)), 
2979                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
2980       /* Check the template arguments.  */
2981       cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
2982                     ppd->visited);
2983       *walk_subtrees = 0;
2984       return NULL_TREE;
2985
2986     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2987     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2988       return NULL_TREE;
2989
2990     case PARM_DECL:
2991       return NULL_TREE;
2992
2993     case RECORD_TYPE:
2994       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
2995         return NULL_TREE;
2996       /* Fall through.  */
2997
2998     case UNION_TYPE:
2999     case ENUMERAL_TYPE:
3000       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
3001         cp_walk_tree (&TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
3002                       &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3003
3004       *walk_subtrees = 0;
3005       return NULL_TREE;
3006
3007     case TEMPLATE_DECL:
3008       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t),
3009                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3010       return NULL_TREE;
3011  
3012     case TYPENAME_TYPE:
3013       cp_walk_tree (&TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), &find_parameter_packs_r,
3014                    ppd, ppd->visited);
3015       *walk_subtrees = 0;
3016       return NULL_TREE;
3017       
3018     case TYPE_PACK_EXPANSION:
3019     case EXPR_PACK_EXPANSION:
3020       *walk_subtrees = 0;
3021       return NULL_TREE;
3022
3023     case INTEGER_TYPE:
3024       cp_walk_tree (&TYPE_MAX_VALUE (t), &find_parameter_packs_r, 
3025                     ppd, ppd->visited);
3026       *walk_subtrees = 0;
3027       return NULL_TREE;
3028
3029     case IDENTIFIER_NODE:
3030       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
3031                     ppd->visited);
3032       *walk_subtrees = 0;
3033       return NULL_TREE;
3034
3035     default:
3036       return NULL_TREE;
3037     }
3038
3039   return NULL_TREE;
3040 }
3041
3042 /* Determines if the expression or type T uses any parameter packs.  */
3043 bool
3044 uses_parameter_packs (tree t)
3045 {
3046   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3047   struct find_parameter_pack_data ppd;
3048   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3049   ppd.visited = pointer_set_create ();
3050   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3051   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3052   return parameter_packs != NULL_TREE;
3053 }
3054
3055 /* Turn ARG, which may be an expression, type, or a TREE_LIST
3056    representation a base-class initializer into a parameter pack
3057    expansion. If all goes well, the resulting node will be an
3058    EXPR_PACK_EXPANSION, TYPE_PACK_EXPANSION, or TREE_LIST,
3059    respectively.  */
3060 tree 
3061 make_pack_expansion (tree arg)
3062 {
3063   tree result;
3064   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3065   bool for_types = false;
3066   struct find_parameter_pack_data ppd;
3067
3068   if (!arg || arg == error_mark_node)
3069     return arg;
3070
3071   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST)
3072     {
3073       /* The only time we will see a TREE_LIST here is for a base
3074          class initializer.  In this case, the TREE_PURPOSE will be a
3075          _TYPE node (representing the base class expansion we're
3076          initializing) and the TREE_VALUE will be a TREE_LIST
3077          containing the initialization arguments. 
3078
3079          The resulting expansion looks somewhat different from most
3080          expansions. Rather than returning just one _EXPANSION, we
3081          return a TREE_LIST whose TREE_PURPOSE is a
3082          TYPE_PACK_EXPANSION containing the bases that will be
3083          initialized.  The TREE_VALUE will be identical to the
3084          original TREE_VALUE, which is a list of arguments that will
3085          be passed to each base.  We do not introduce any new pack
3086          expansion nodes into the TREE_VALUE (although it is possible
3087          that some already exist), because the TREE_PURPOSE and
3088          TREE_VALUE all need to be expanded together with the same
3089          _EXPANSION node.  Note that the TYPE_PACK_EXPANSION in the
3090          resulting TREE_PURPOSE will mention the parameter packs in
3091          both the bases and the arguments to the bases.  */
3092       tree purpose;
3093       tree value;
3094       tree parameter_packs = NULL_TREE;
3095
3096       /* Determine which parameter packs will be used by the base
3097          class expansion.  */
3098       ppd.visited = pointer_set_create ();
3099       ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3100       cp_walk_tree (&TREE_PURPOSE (arg), &find_parameter_packs_r, 
3101                     &ppd, ppd.visited);
3102
3103       if (parameter_packs == NULL_TREE)
3104         {
3105           error ("base initializer expansion %<%T%> contains no parameter packs", arg);
3106           pointer_set_destroy (ppd.visited);
3107           return error_mark_node;
3108         }
3109
3110       if (TREE_VALUE (arg) != void_type_node)
3111         {
3112           /* Collect the sets of parameter packs used in each of the
3113              initialization arguments.  */
3114           for (value = TREE_VALUE (arg); value; value = TREE_CHAIN (value))
3115             {
3116               /* Determine which parameter packs will be expanded in this
3117                  argument.  */
3118               cp_walk_tree (&TREE_VALUE (value), &find_parameter_packs_r, 
3119                             &ppd, ppd.visited);
3120             }
3121         }
3122
3123       pointer_set_destroy (ppd.visited);
3124
3125       /* Create the pack expansion type for the base type.  */
3126       purpose = cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION);
3127       SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (purpose, TREE_PURPOSE (arg));
3128       PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (purpose) = parameter_packs;
3129
3130       /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3131          they will rarely be compared to anything.  */
3132       SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (purpose);
3133
3134       return tree_cons (purpose, TREE_VALUE (arg), NULL_TREE);
3135     }
3136
3137   if (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
3138     for_types = true;
3139
3140   /* Build the PACK_EXPANSION_* node.  */
3141   result = for_types
3142      ? cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION)
3143      : make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
3144   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (result, arg);
3145   if (TREE_CODE (result) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3146     {
3147       /* Propagate type and const-expression information.  */
3148       TREE_TYPE (result) = TREE_TYPE (arg);
3149       TREE_CONSTANT (result) = TREE_CONSTANT (arg);
3150     }
3151   else
3152     /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3153        they will rarely be compared to anything.  */
3154     SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (result);
3155
3156   /* Determine which parameter packs will be expanded.  */
3157   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3158   ppd.visited = pointer_set_create ();
3159   cp_walk_tree (&arg, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3160   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3161
3162   /* Make sure we found some parameter packs.  */
3163   if (parameter_packs == NULL_TREE)
3164     {
3165       if (TYPE_P (arg))
3166         error ("expansion pattern %<%T%> contains no argument packs", arg);
3167       else
3168         error ("expansion pattern %<%E%> contains no argument packs", arg);
3169       return error_mark_node;
3170     }
3171   PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (result) = parameter_packs;
3172
3173   return result;
3174 }
3175
3176 /* Checks T for any "bare" parameter packs, which have not yet been
3177    expanded, and issues an error if any are found. This operation can
3178    only be done on full expressions or types (e.g., an expression
3179    statement, "if" condition, etc.), because we could have expressions like:
3180
3181      foo(f(g(h(args)))...)
3182
3183    where "args" is a parameter pack. check_for_bare_parameter_packs
3184    should not be called for the subexpressions args, h(args),
3185    g(h(args)), or f(g(h(args))), because we would produce erroneous
3186    error messages. 
3187
3188    Returns TRUE and emits an error if there were bare parameter packs,
3189    returns FALSE otherwise.  */
3190 bool 
3191 check_for_bare_parameter_packs (tree t)
3192 {
3193   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3194   struct find_parameter_pack_data ppd;
3195
3196   if (!processing_template_decl || !t || t == error_mark_node)
3197     return false;
3198
3199   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
3200     t = TREE_TYPE (t);
3201
3202   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3203   ppd.visited = pointer_set_create ();
3204   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3205   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3206
3207   if (parameter_packs) 
3208     {
3209       error ("parameter packs not expanded with %<...%>:");
3210       while (parameter_packs)
3211         {
3212           tree pack = TREE_VALUE (parameter_packs);
3213           tree name = NULL_TREE;
3214
3215           if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TYPE_PARM
3216               || TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3217             name = TYPE_NAME (pack);
3218           else if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3219             name = DECL_NAME (TEMPLATE_PARM_DECL (pack));
3220           else
3221             name = DECL_NAME (pack);
3222
3223           if (name)
3224             inform (input_location, "        %qD", name);
3225           else
3226             inform (input_location, "        <anonymous>");
3227
3228           parameter_packs = TREE_CHAIN (parameter_packs);
3229         }
3230
3231       return true;
3232     }
3233
3234   return false;
3235 }
3236
3237 /* Expand any parameter packs that occur in the template arguments in
3238    ARGS.  */
3239 tree
3240 expand_template_argument_pack (tree args)
3241 {
3242   tree result_args = NULL_TREE;
3243   int in_arg, out_arg = 0, nargs = args ? TREE_VEC_LENGTH (args) : 0;
3244   int num_result_args = -1;
3245   int non_default_args_count = -1;
3246
3247   /* First, determine if we need to expand anything, and the number of
3248      slots we'll need.  */
3249   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3250     {
3251       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3252       if (arg == NULL_TREE)
3253         return args;
3254       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3255         {
3256           int num_packed = TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg));
3257           if (num_result_args < 0)
3258             num_result_args = in_arg + num_packed;
3259           else
3260             num_result_args += num_packed;
3261         }
3262       else
3263         {
3264           if (num_result_args >= 0)
3265             num_result_args++;
3266         }
3267     }
3268
3269   /* If no expansion is necessary, we're done.  */
3270   if (num_result_args < 0)
3271     return args;
3272
3273   /* Expand arguments.  */
3274   result_args = make_tree_vec (num_result_args);
3275   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args))
3276     non_default_args_count =
3277       GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args);
3278   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3279     {
3280       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3281       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3282         {
3283           tree packed = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3284           int i, num_packed = TREE_VEC_LENGTH (packed);
3285           for (i = 0; i < num_packed; ++i, ++out_arg)
3286             TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = TREE_VEC_ELT(packed, i);
3287           if (non_default_args_count > 0)
3288             non_default_args_count += num_packed;
3289         }
3290       else
3291         {
3292           TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = arg;
3293           ++out_arg;
3294         }
3295     }
3296   if (non_default_args_count >= 0)
3297     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (result_args, non_default_args_count);
3298   return result_args;
3299 }
3300
3301 /* Checks if DECL shadows a template parameter.
3302
3303    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
3304    scope (including nested scopes).
3305
3306    Emits an error and returns TRUE if the DECL shadows a parameter,
3307    returns FALSE otherwise.  */
3308
3309 bool
3310 check_template_shadow (tree decl)
3311 {
3312   tree olddecl;
3313
3314   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
3315      parameter.  */
3316   if (!current_template_parms)
3317     return true;
3318
3319   /* Figure out what we're shadowing.  */
3320   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
3321     decl = OVL_CURRENT (decl);
3322   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
3323
3324   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
3325      anything, let alone a template parameter.  */
3326   if (!olddecl)
3327     return true;
3328
3329   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
3330      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
3331      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
3332      node.  */
3333   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
3334     return true;
3335
3336   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
3337      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
3338      inline member templates.  */
3339   if (decl == olddecl
3340       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
3341     return true;
3342
3343   error ("declaration of %q+#D", decl);
3344   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
3345   return false;
3346 }
3347
3348 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
3349    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
3350
3351 static tree
3352 build_template_parm_index (int index,
3353                            int level,
3354                            int orig_level,
3355                            tree decl,
3356                            tree type)
3357 {
3358   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
3359   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
3360   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
3361   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
3362   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
3363   TREE_TYPE (t) = type;
3364   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
3365   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
3366
3367   return t;
3368 }
3369
3370 /* Find the canonical type parameter for the given template type
3371    parameter.  Returns the canonical type parameter, which may be TYPE
3372    if no such parameter existed.  */
3373 static tree
3374 canonical_type_parameter (tree type)
3375 {
3376   tree list;
3377   int idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (type);
3378   if (!canonical_template_parms)
3379     canonical_template_parms = VEC_alloc (tree, gc, idx+1);
3380
3381   while (VEC_length (tree, canonical_template_parms) <= (unsigned)idx)
3382     VEC_safe_push (tree, gc, canonical_template_parms, NULL_TREE);
3383
3384   list = VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx);
3385   while (list && !comptypes (type, TREE_VALUE (list), COMPARE_STRUCTURAL))
3386     list = TREE_CHAIN (list);
3387
3388   if (list)
3389     return TREE_VALUE (list);
3390   else
3391     {
3392       VEC_replace(tree, canonical_template_parms, idx,
3393                   tree_cons (NULL_TREE, type, 
3394                              VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx)));
3395       return type;
3396     }
3397 }
3398
3399 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
3400    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
3401    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
3402    new one is created.  */
3403
3404 static tree
3405 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels, tree args,
3406                             tsubst_flags_t complain)
3407 {
3408   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
3409       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
3410           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels)
3411       || !same_type_p (type, TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))))
3412     {
3413       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3414       tree decl, t;
3415
3416       decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (orig_decl),
3417                          TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
3418       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
3419       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
3420       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3421       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3422
3423       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
3424                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
3425                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
3426                                      decl, type);
3427       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
3428       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t) 
3429         = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index);
3430
3431         /* Template template parameters need this.  */
3432       if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
3433         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl) = tsubst_template_parms
3434           (DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index)),
3435            args, complain);
3436     }
3437
3438   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
3439 }
3440
3441 /* Process information from new template parameter PARM and append it to the
3442    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
3443    IS_NON_TYPE is true. This new parameter is a parameter
3444    pack iff IS_PARAMETER_PACK is true.  The location of PARM is in 
3445    PARM_LOC.  */
3446
3447 tree
3448 process_template_parm (tree list, location_t parm_loc, tree parm, bool is_non_type, 
3449                        bool is_parameter_pack)
3450 {
3451   tree decl = 0;
3452   tree defval;
3453   tree err_parm_list;
3454   int idx = 0;
3455
3456   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
3457   defval = TREE_PURPOSE (parm);
3458
3459   if (list)
3460     {
3461       tree p = tree_last (list);
3462
3463       if (p && TREE_VALUE (p) != error_mark_node)
3464         {
3465           p = TREE_VALUE (p);
3466           if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
3467             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
3468           else
3469             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
3470         }
3471
3472       ++idx;
3473     }
3474   else
3475     idx = 0;
3476
3477   if (is_non_type)
3478     {
3479       parm = TREE_VALUE (parm);
3480
3481       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
3482
3483       if (TREE_TYPE (parm) == error_mark_node)
3484         {
3485           err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3486           TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3487            return chainon (list, err_parm_list);
3488         }
3489       else
3490       {
3491         /* [temp.param]
3492
3493            The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
3494            ignored when determining its type.  */
3495         TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
3496         if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
3497           {
3498             err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3499             TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3500              return chainon (list, err_parm_list);
3501           }
3502
3503         if (uses_parameter_packs (TREE_TYPE (parm)) && !is_parameter_pack)
3504           {
3505             /* This template parameter is not a parameter pack, but it
3506                should be. Complain about "bare" parameter packs.  */
3507             check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (parm));
3508             
3509             /* Recover by calling this a parameter pack.  */
3510             is_parameter_pack = true;
3511           }
3512       }
3513
3514       /* A template parameter is not modifiable.  */
3515       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
3516       TREE_READONLY (parm) = 1;
3517       decl = build_decl (parm_loc,
3518                          CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
3519       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
3520       TREE_READONLY (decl) = 1;
3521       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
3522         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3523                                      processing_template_decl,
3524                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3525
3526       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)) 
3527         = is_parameter_pack;
3528     }
3529   else
3530     {
3531       tree t;
3532       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
3533
3534       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3535         {
3536           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
3537           /* This is for distinguishing between real templates and template
3538              template parameters */
3539           TREE_TYPE (parm) = t;
3540           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
3541           decl = parm;
3542         }
3543       else
3544         {
3545           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
3546           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
3547           decl = build_decl (parm_loc,
3548                              TYPE_DECL, parm, t);
3549         }
3550
3551       TYPE_NAME (t) = decl;
3552       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3553       parm = decl;
3554       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
3555         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3556                                      processing_template_decl,
3557                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3558       TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t) = is_parameter_pack;
3559       TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3560     }
3561   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3562   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3563   pushdecl (decl);
3564   parm = build_tree_list (defval, parm);
3565   return chainon (list, parm);
3566 }
3567
3568 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
3569    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
3570    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
3571    as PARM_DECLs.  */
3572
3573 tree
3574 end_template_parm_list (tree parms)
3575 {
3576   int nparms;
3577   tree parm, next;
3578   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
3579
3580   current_template_parms
3581     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
3582                  saved_parmlist, current_template_parms);
3583
3584   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
3585     {
3586       next = TREE_CHAIN (parm);
3587       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
3588       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
3589       if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL)
3590         TEMPLATE_TYPE_PARM_SIBLING_PARMS (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))) =
3591               current_template_parms;
3592     }
3593
3594   --processing_template_parmlist;
3595
3596   return saved_parmlist;
3597 }
3598
3599 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
3600
3601 void
3602 end_template_decl (void)
3603 {
3604   reset_specialization ();
3605
3606   if (! processing_template_decl)
3607     return;
3608
3609   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
3610   finish_scope ();
3611
3612   --processing_template_decl;
3613   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
3614 }
3615
3616 /* Within the declaration of a template, return all levels of template
3617    parameters that apply.  The template parameters are represented as
3618    a TREE_VEC, in the form documented in cp-tree.h for template
3619    arguments.  */
3620
3621 static tree
3622 current_template_args (void)
3623 {
3624   tree header;
3625   tree args = NULL_TREE;
3626   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3627   int l = length;
3628
3629   /* If there is only one level of template parameters, we do not
3630      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
3631      TREE_VEC containing the arguments.  */
3632   if (length > 1)
3633     args = make_tree_vec (length);
3634
3635   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
3636     {
3637       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
3638       int i;
3639
3640       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
3641       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
3642         {
3643           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
3644
3645           /* T will be a list if we are called from within a
3646              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
3647              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
3648           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
3649             {
3650               t = TREE_VALUE (t);
3651
3652               if (!error_operand_p (t))
3653                 {
3654                   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
3655                       || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
3656                     {
3657                       t = TREE_TYPE (t);
3658                       
3659                       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
3660                         {
3661                           /* Turn this argument into a TYPE_ARGUMENT_PACK
3662                              with a single element, which expands T.  */
3663                           tree vec = make_tree_vec (1);
3664 #ifdef ENABLE_CHECKING
3665                           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
3666                                 (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
3667 #endif
3668                           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3669                           
3670                           t = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
3671                           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3672                         }
3673                     }
3674                   else
3675                     {
3676                       t = DECL_INITIAL (t);
3677                       
3678                       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
3679                         {
3680                           /* Turn this argument into a NONTYPE_ARGUMENT_PACK
3681                              with a single element, which expands T.  */
3682                           tree vec = make_tree_vec (1);
3683                           tree type = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (t));
3684 #ifdef ENABLE_CHECKING
3685                           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
3686                                 (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
3687 #endif
3688                           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3689                           
3690                           t  = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
3691                           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3692                           TREE_TYPE (t) = type;
3693                         }
3694                     }
3695                   TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
3696                 }
3697             }
3698         }
3699
3700 #ifdef ENABLE_CHECKING
3701       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (a, TREE_VEC_LENGTH (a));
3702 #endif
3703
3704       if (length > 1)
3705         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
3706       else
3707         args = a;
3708     }
3709
3710   return args;
3711 }
3712
3713 /* Update the declared TYPE by doing any lookups which were thought to be
3714    dependent, but are not now that we know the SCOPE of the declarator.  */
3715
3716 tree
3717 maybe_update_decl_type (tree orig_type, tree scope)
3718 {
3719   tree type = orig_type;
3720
3721   if (type == NULL_TREE)
3722     return type;
3723
3724   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
3725     type = TREE_TYPE (type);
3726
3727   if (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
3728       && dependent_type_p (type)
3729       /* Don't bother building up the args in this case.  */
3730       && TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
3731     {
3732       /* tsubst in the args corresponding to the template parameters,
3733          including auto if present.  Most things will be unchanged, but
3734          make_typename_type and tsubst_qualified_id will resolve
3735          TYPENAME_TYPEs and SCOPE_REFs that were previously dependent.  */
3736       tree args = current_template_args ();
3737       tree auto_node = type_uses_auto (type);
3738       tree pushed;
3739       if (auto_node)
3740         {
3741           tree auto_vec = make_tree_vec (1);
3742           TREE_VEC_ELT (auto_vec, 0) = auto_node;
3743           args = add_to_template_args (args, auto_vec);
3744         }
3745       pushed = push_scope (scope);
3746       type = tsubst (type, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
3747       if (pushed)
3748         pop_scope (scope);
3749     }
3750
3751   if (type == error_mark_node)
3752     return orig_type;
3753
3754   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
3755     {
3756       if (same_type_p (type, TREE_TYPE (orig_type)))
3757         type = orig_type;
3758       else
3759         type = TYPE_NAME (type);
3760     }
3761   return type;
3762 }
3763
3764 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
3765    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
3766    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
3767
3768 static tree
3769 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
3770 {
3771   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
3772   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
3773   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
3774   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
3775
3776   return tmpl;
3777 }
3778
3779 struct template_parm_data
3780 {
3781   /* The level of the template parameters we are currently
3782      processing.  */
3783   int level;
3784
3785   /* The index of the specialization argument we are currently
3786      processing.  */
3787   int current_arg;
3788
3789   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
3790      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
3791      of the arguments processed so far.  */
3792   int* parms;
3793
3794   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
3795      elements are nonzero if the argument makes use of template
3796      parameters of this level.  */
3797   int* arg_uses_template_parms;
3798 };
3799
3800 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
3801    parameter in a partial specialization is used in the explicit
3802    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
3803    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
3804    appropriately.  */
3805
3806 static int
3807 mark_template_parm (tree t, void* data)
3808 {
3809   int level;
3810   int idx;
3811   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
3812
3813   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3814     {
3815       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
3816       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
3817     }
3818   else
3819     {
3820       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
3821       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
3822     }
3823
3824   if (level == tpd->level)
3825     {
3826       tpd->parms[idx] = 1;
3827       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
3828     }
3829
3830   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
3831      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
3832   return 0;
3833 }
3834
3835 /* Process the partial specialization DECL.  */
3836
3837 static tree
3838 process_partial_specialization (tree decl)
3839 {
3840   tree type = TREE_TYPE (decl);
3841   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
3842   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
3843   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
3844   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
3845   tree inner_parms;
3846   tree inst;
3847   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
3848   int ntparms;
3849   int  i;
3850   bool did_error_intro = false;
3851   struct template_parm_data tpd;
3852   struct template_parm_data tpd2;
3853
3854   gcc_assert (current_template_parms);
3855
3856   inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
3857   ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
3858
3859   /* We check that each of the template parameters given in the
3860      partial specialization is used in the argument list to the
3861      specialization.  For example:
3862
3863        template <class T> struct S;
3864        template <class T> struct S<T*>;
3865
3866      The second declaration is OK because `T*' uses the template
3867      parameter T, whereas
3868
3869        template <class T> struct S<int>;
3870
3871      is no good.  Even trickier is:
3872
3873        template <class T>
3874        struct S1
3875        {
3876           template <class U>
3877           struct S2;
3878           template <class U>
3879           struct S2<T>;
3880        };
3881
3882      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
3883      full-specialization.  Of course,
3884
3885           template <class U>
3886           struct S2<T (*)(U)>;
3887
3888      or some such would have been OK.  */
3889   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3890   tpd.parms = XALLOCAVEC (int, ntparms);
3891   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
3892
3893   tpd.arg_uses_template_parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
3894   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
3895   for (i = 0; i < nargs; ++i)
3896     {
3897       tpd.current_arg = i;
3898       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
3899                               &mark_template_parm,
3900                               &tpd,
3901                               NULL,
3902                               /*include_nondeduced_p=*/false);
3903     }
3904   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
3905     if (tpd.parms[i] == 0)
3906       {
3907         /* One of the template parms was not used in the
3908            specialization.  */
3909         if (!did_error_intro)
3910           {
3911             error ("template parameters not used in partial specialization:");
3912             did_error_intro = true;
3913           }
3914
3915         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
3916       }
3917
3918   if (did_error_intro)
3919     return error_mark_node;
3920
3921   /* [temp.class.spec]
3922
3923      The argument list of the specialization shall not be identical to
3924      the implicit argument list of the primary template.  */
3925   if (comp_template_args
3926       (inner_args,
3927        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
3928                                                    (maintmpl)))))
3929     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
3930
3931   /* [temp.class.spec]
3932
3933      A partially specialized non-type argument expression shall not
3934      involve template parameters of the partial specialization except
3935      when the argument expression is a simple identifier.
3936
3937      The type of a template parameter corresponding to a specialized
3938      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
3939      specialization. 
3940
3941      Also, we verify that pack expansions only occur at the
3942      end of the argument list.  */
3943   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
3944   tpd2.parms = 0;
3945   for (i = 0; i < nargs; ++i)
3946     {
3947       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, i));
3948       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
3949       tree packed_args = NULL_TREE;
3950       int j, len = 1;
3951
3952       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3953         {
3954           /* Extract the arguments from the argument pack. We'll be
3955              iterating over these in the following loop.  */
3956           packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3957           len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
3958         }
3959
3960       for (j = 0; j < len; j++)
3961         {
3962           if (packed_args)
3963             /* Get the Jth argument in the parameter pack.  */
3964             arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, j);
3965
3966           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
3967             {
3968               /* Pack expansions must come at the end of the
3969                  argument list.  */
3970               if ((packed_args && j < len - 1)
3971                   || (!packed_args && i < nargs - 1))
3972                 {
3973                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3974                     error ("parameter pack argument %qE must be at the "
3975                            "end of the template argument list", arg);
3976                   else
3977                     error ("parameter pack argument %qT must be at the "
3978                            "end of the template argument list", arg);
3979                 }
3980             }
3981
3982           if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3983             /* We only care about the pattern.  */
3984             arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
3985
3986           if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
3987               !TYPE_P (arg)
3988               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
3989               /* This next line is the `argument expression is not just a
3990                  simple identifier' condition and also the `specialized
3991                  non-type argument' bit.  */
3992               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
3993             {
3994               if ((!packed_args && tpd.arg_uses_template_parms[i])
3995                   || (packed_args && uses_template_parms (arg)))
3996                 error ("template argument %qE involves template parameter(s)",
3997                        arg);
3998               else 
3999                 {
4000                   /* Look at the corresponding template parameter,
4001                      marking which template parameters its type depends
4002                      upon.  */
4003                   tree type = TREE_TYPE (parm);
4004
4005                   if (!tpd2.parms)
4006                     {
4007                       /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
4008                       tpd2.arg_uses_template_parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4009                       /* The number of parameters here is the number in the
4010                          main template, which, as checked in the assertion
4011                          above, is NARGS.  */
4012                       tpd2.parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4013                       tpd2.level = 
4014                         TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
4015                     }
4016
4017                   /* Mark the template parameters.  But this time, we're
4018                      looking for the template parameters of the main
4019                      template, not in the specialization.  */
4020                   tpd2.current_arg = i;
4021                   tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
4022                   memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
4023                   for_each_template_parm (type,
4024                                           &mark_template_parm,
4025                                           &tpd2,
4026                                           NULL,
4027                                           /*include_nondeduced_p=*/false);
4028
4029                   if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
4030                     {
4031                       /* The type depended on some template parameters.
4032                          If they are fully specialized in the
4033                          specialization, that's OK.  */
4034                       int j;
4035                       int count = 0;
4036                       for (j = 0; j < nargs; ++j)
4037                         if (tpd2.parms[j] != 0
4038                             && tpd.arg_uses_template_parms [j])
4039                           ++count;
4040                       if (count != 0)
4041                         error_n (input_location, count,
4042                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4043                                  "on a template parameter",
4044                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4045                                  "on template parameters",
4046                                  type,
4047                                  arg);
4048                     }
4049                 }
4050             }
4051         }
4052     }
4053
4054   /* We should only get here once.  */
4055   gcc_assert (!COMPLETE_TYPE_P (type));
4056
4057   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
4058     = tree_cons (specargs, inner_parms,
4059                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
4060   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
4061
4062   for (inst = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (maintmpl); inst;
4063        inst = TREE_CHAIN (inst))
4064     {
4065       tree inst_type = TREE_VALUE (inst);
4066       if (COMPLETE_TYPE_P (inst_type)
4067           && CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (inst_type))
4068         {
4069           tree spec = most_specialized_class (inst_type, maintmpl, tf_none);
4070           if (spec && TREE_TYPE (spec) == type)
4071             permerror (input_location,
4072                        "partial specialization of %qT after instantiation "
4073                        "of %qT", type, inst_type);
4074         }
4075     }
4076
4077   return decl;
4078 }
4079
4080 /* Check that a template declaration's use of default arguments and
4081    parameter packs is not invalid.  Here, PARMS are the template
4082    parameters.  IS_PRIMARY is nonzero if DECL is the thing declared by
4083    a primary template.  IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial
4084    specialization.
4085    
4086
4087    IS_FRIEND_DECL is nonzero if DECL is a friend function template
4088    declaration (but not a definition); 1 indicates a declaration, 2
4089    indicates a redeclaration. When IS_FRIEND_DECL=2, no errors are
4090    emitted for extraneous default arguments.
4091
4092    Returns TRUE if there were no errors found, FALSE otherwise. */
4093
4094 bool
4095 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, 
4096                          int is_partial, int is_friend_decl)
4097 {
4098   const char *msg;
4099   int last_level_to_check;
4100   tree parm_level;
4101   bool no_errors = true;
4102
4103   /* [temp.param]
4104
4105      A default template-argument shall not be specified in a
4106      function template declaration or a function template definition, nor
4107      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
4108      class template.  */
4109
4110   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
4111     /* You can't have a function template declaration in a local
4112        scope, nor you can you define a member of a class template in a
4113        local scope.  */
4114     return true;
4115
4116   if (current_class_type
4117       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
4118       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4119       && DECL_DECLARES_FUNCTION_P (decl)
4120       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
4121          or a member function.  */
4122       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4123           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
4124           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
4125           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
4126           : false)
4127       /* And, if it was a member function, it really was defined in
4128          the scope of the class.  */
4129       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4130           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
4131     /* We already checked these parameters when the template was
4132        declared, so there's no need to do it again now.  This function
4133        was defined in class scope, but we're processing it's body now
4134        that the class is complete.  */
4135     return true;
4136
4137   /* Core issue 226 (C++0x only): the following only applies to class
4138      templates.  */
4139   if ((cxx_dialect == cxx98) || TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
4140     {
4141       /* [temp.param]
4142
4143          If a template-parameter has a default template-argument, all
4144          subsequent template-parameters shall have a default
4145          template-argument supplied.  */
4146       for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4147         {
4148           tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4149           int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4150           int seen_def_arg_p = 0;
4151           int i;
4152
4153           for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4154             {
4155               tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
4156
4157               if (parm == error_mark_node)
4158                 continue;
4159
4160               if (TREE_PURPOSE (parm))
4161                 seen_def_arg_p = 1;
4162               else if (seen_def_arg_p
4163                        && !template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4164                 {
4165                   error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
4166                   /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
4167                      there should have been a default argument.  */
4168                   TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
4169                   no_errors = false;
4170                 }
4171               else if (is_primary
4172                        && !is_partial
4173                        && !is_friend_decl
4174                        /* Don't complain about an enclosing partial
4175                           specialization.  */
4176                        && parm_level == parms
4177                        && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4178                        && i < ntparms - 1
4179                        && template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4180                 {
4181                   /* A primary class template can only have one
4182                      parameter pack, at the end of the template
4183                      parameter list.  */
4184
4185                   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL)
4186                     error ("parameter pack %qE must be at the end of the"
4187                            " template parameter list", TREE_VALUE (parm));
4188                   else
4189                     error ("parameter pack %qT must be at the end of the"
4190                            " template parameter list", 
4191                            TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
4192
4193                   TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) 
4194                     = error_mark_node;
4195                   no_errors = false;
4196                 }
4197             }
4198         }
4199     }
4200
4201   if (((cxx_dialect == cxx98) && TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
4202       || is_partial 
4203       || !is_primary
4204       || is_friend_decl)
4205     /* For an ordinary class template, default template arguments are
4206        allowed at the innermost level, e.g.:
4207          template <class T = int>
4208          struct S {};
4209        but, in a partial specialization, they're not allowed even
4210        there, as we have in [temp.class.spec]:
4211
4212          The template parameter list of a specialization shall not
4213          contain default template argument values.
4214
4215        So, for a partial specialization, or for a function template
4216        (in C++98/C++03), we look at all of them.  */
4217     ;
4218   else
4219     /* But, for a primary class template that is not a partial
4220        specialization we look at all template parameters except the
4221        innermost ones.  */
4222     parms = TREE_CHAIN (parms);
4223
4224   /* Figure out what error message to issue.  */
4225   if (is_friend_decl == 2)
4226     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4227              "friend re-declaration");
4228   else if (is_friend_decl)
4229     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4230              "friend declarations");
4231   else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && (cxx_dialect == cxx98))
4232     msg = G_("default template arguments may not be used in function templates "
4233              "without -std=c++0x or -std=gnu++0x");
4234   else if (is_partial)
4235     msg = G_("default template arguments may not be used in "
4236              "partial specializations");
4237   else
4238     msg = G_("default argument for template parameter for class enclosing %qD");
4239
4240   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
4241     /* If we're inside a class definition, there's no need to
4242        examine the parameters to the class itself.  On the one
4243        hand, they will be checked when the class is defined, and,
4244        on the other, default arguments are valid in things like:
4245          template <class T = double>
4246          struct S { template <class U> void f(U); };
4247        Here the default argument for `S' has no bearing on the
4248        declaration of `f'.  */
4249     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
4250   else
4251     /* Check everything.  */
4252     last_level_to_check = 0;
4253
4254   for (parm_level = parms;
4255        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
4256        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4257     {
4258       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4259       int i;
4260       int ntparms;
4261
4262       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4263       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4264         {
4265           if (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i) == error_mark_node)
4266             continue;
4267
4268           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
4269             {
4270               if (msg)
4271                 {
4272                   no_errors = false;
4273                   if (is_friend_decl == 2)
4274                     return no_errors;
4275
4276                   error (msg, decl);
4277                   msg = 0;
4278                 }
4279
4280               /* Clear out the default argument so that we are not
4281                  confused later.  */
4282               TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
4283             }
4284         }
4285
4286       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
4287          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
4288       if (msg)
4289         msg = G_("default argument for template parameter for class "
4290                  "enclosing %qD");
4291     }
4292
4293   return no_errors;
4294 }
4295
4296 /* Worker for push_template_decl_real, called via
4297    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
4298    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
4299    parameter of that level, return nonzero.  */
4300
4301 static int
4302 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
4303 {
4304   int this_level = *(int *)data;
4305   int level;
4306
4307   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4308     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4309   else
4310     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4311   return level == this_level;
4312 }
4313
4314 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
4315    parameters given by current_template_args, or reuses a
4316    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
4317    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
4318
4319    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
4320
4321 tree
4322 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
4323 {
4324   tree tmpl;
4325   tree args;
4326   tree info;
4327   tree ctx;
4328   int primary;
4329   int is_partial;
4330   int new_template_p = 0;
4331   /* True if the template is a member template, in the sense of
4332      [temp.mem].  */
4333   bool member_template_p = false;
4334
4335   if (decl == error_mark_node || !current_template_parms)
4336     return error_mark_node;
4337
4338   /* See if this is a partial specialization.  */
4339   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4340                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
4341                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
4342
4343   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
4344     is_friend = true;
4345
4346   if (is_friend)
4347     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
4348        the type of which it is a friend.  */
4349     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
4350   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
4351            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
4352     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
4353        it is defined.  */
4354     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4355   else
4356     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
4357        is assumed to be a member of the class.  */
4358     ctx = current_scope ();
4359
4360   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
4361     ctx = NULL_TREE;
4362
4363   if (!DECL_CONTEXT (decl))
4364     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
4365
4366   /* See if this is a primary template.  */
4367   if (is_friend && ctx)
4368     /* A friend template that specifies a class context, i.e.
4369          template <typename T> friend void A<T>::f();
4370        is not primary.  */
4371     primary = 0;
4372   else
4373     primary = template_parm_scope_p ();
4374
4375   if (primary)
4376     {
4377       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
4378         member_template_p = true;
4379       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4380           && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
4381         {
4382           error ("template class without a name");
4383           return error_mark_node;
4384         }
4385       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4386         {
4387           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
4388             {
4389               /* [temp.mem]
4390
4391                  A destructor shall not be a member template.  */
4392               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
4393               return error_mark_node;
4394             }
4395           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
4396               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
4397                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
4398                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
4399                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
4400                       == void_list_node)))
4401             {
4402               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
4403
4404                  An allocation function can be a function
4405                  template. ... Template allocation functions shall
4406                  have two or more parameters.  */
4407               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
4408               return error_mark_node;
4409             }
4410         }
4411       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4412                && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
4413         /* OK */;
4414       else
4415         {
4416           error ("template declaration of %q#D", decl);
4417           return error_mark_node;
4418         }
4419     }
4420
4421   /* Check to see that the rules regarding the use of default
4422      arguments are not being violated.  */
4423   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
4424                            primary, is_partial, /*is_friend_decl=*/0);
4425
4426   /* Ensure that there are no parameter packs in the type of this
4427      declaration that have not been expanded.  */
4428   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4429     {
4430       /* Check each of the arguments individually to see if there are
4431          any bare parameter packs.  */
4432       tree type = TREE_TYPE (decl);
4433       tree arg = DECL_ARGUMENTS (decl);
4434       tree argtype = TYPE_ARG_TYPES (type);
4435
4436       while (arg && argtype)
4437         {
4438           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg)
4439               && check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (arg)))
4440             {
4441             /* This is a PARM_DECL that contains unexpanded parameter
4442                packs. We have already complained about this in the
4443                check_for_bare_parameter_packs call, so just replace
4444                these types with ERROR_MARK_NODE.  */
4445               TREE_TYPE (arg) = error_mark_node;
4446               TREE_VALUE (argtype) = error_mark_node;
4447             }
4448
4449           arg = DECL_CHAIN (arg);
4450           argtype = TREE_CHAIN (argtype);
4451         }
4452
4453       /* Check for bare parameter packs in the return type and the
4454          exception specifiers.  */
4455       if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (type)))
4456         /* Errors were already issued, set return type to int
4457            as the frontend doesn't expect error_mark_node as
4458            the return type.  */
4459         TREE_TYPE (type) = integer_type_node;
4460       if (check_for_bare_parameter_packs (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type)))
4461         TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type) = NULL_TREE;
4462     }
4463   else if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (decl)))
4464     {
4465       TREE_TYPE (decl) = error_mark_node;
4466       return error_mark_node;
4467     }
4468
4469   if (is_partial)
4470     return process_partial_specialization (decl);
4471
4472   args = current_template_args ();
4473
4474   if (!ctx
4475       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
4476       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
4477       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
4478     {
4479       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4480           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
4481           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
4482         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
4483       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
4484          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
4485          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
4486       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4487                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
4488                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
4489         {
4490           /* Since a template declaration already existed for this
4491              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
4492              that the redeclaration is valid.  */
4493           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
4494                                     current_template_parms);
4495           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
4496              one we already had.  */
4497           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
4498         }
4499       else
4500         {
4501           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4502                                       member_template_p);
4503           new_template_p = 1;
4504
4505           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4506               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
4507             {
4508               /* A specialization of a member template of a template
4509                  class.  */
4510               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
4511               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
4512               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
4513             }
4514         }
4515     }
4516   else
4517     {
4518       tree a, t, current, parms;
4519       int i;
4520       tree tinfo = get_template_info (decl);
4521
4522       if (!tinfo)
4523         {
4524           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
4525           return error_mark_node;
4526         }
4527
4528       tmpl = TI_TEMPLATE (tinfo);
4529
4530       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
4531           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
4532           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
4533           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
4534         {
4535           tree new_tmpl;
4536
4537           /* The declaration is a specialization of a member
4538              template, declared outside the class.  Therefore, the
4539              innermost template arguments will be NULL, so we
4540              replace them with the arguments determined by the
4541              earlier call to check_explicit_specialization.  */
4542           args = DECL_TI_ARGS (decl);
4543
4544           new_tmpl
4545             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4546                                    member_template_p);
4547           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
4548           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4549           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
4550           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
4551           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
4552             = build_template_info (tmpl, args);
4553
4554           register_specialization (new_tmpl,
4555                                    most_general_template (tmpl),
4556                                    args,
4557                                    is_friend, 0);
4558           return decl;
4559         }
4560
4561       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
4562
4563       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4564       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4565       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
4566         {
4567           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
4568                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
4569         }
4570       else
4571         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
4572           {
4573             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
4574             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4575
4576             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
4577               {
4578                 if (current == decl)
4579                   error ("got %d template parameters for %q#D",
4580                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
4581                 else
4582                   error ("got %d template parameters for %q#T",
4583                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
4584                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
4585                 return error_mark_node;
4586               }
4587
4588             if (current == decl)
4589               current = ctx;
4590             else if (current == NULL_TREE)
4591               /* Can happen in erroneous input.  */
4592               break;
4593             else
4594               current = (TYPE_P (current)
4595                          ? TYPE_CONTEXT (current)
4596                          : DECL_CONTEXT (current));
4597           }
4598
4599       /* Check that the parms are used in the appropriate qualifying scopes
4600          in the declarator.  */
4601       if (!comp_template_args
4602           (TI_ARGS (tinfo),
4603            TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)))))
4604         {
4605           error ("\
4606 template arguments to %qD do not match original template %qD",
4607                  decl, DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
4608           if (!uses_template_parms (TI_ARGS (tinfo)))
4609             inform (input_location, "use template<> for an explicit specialization");
4610           /* Avoid crash in import_export_decl.  */
4611           DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
4612           return error_mark_node;
4613         }
4614     }
4615
4616   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
4617   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4618
4619   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
4620      that we do not try to push a global template friend declared in a
4621      template class; such a thing may well depend on the template
4622      parameters of the class.  */
4623   if (new_template_p && !ctx
4624       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
4625     {
4626       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
4627       if (tmpl == error_mark_node)
4628         return error_mark_node;
4629
4630       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
4631       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
4632         {
4633           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
4634           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
4635         }
4636     }
4637
4638   if (primary)
4639     {
4640       tree parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4641       int i;
4642
4643       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
4644       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
4645         {
4646           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4647
4648           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
4649              depends on innermost template operands.  */
4650
4651           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
4652                                          depth))
4653             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
4654         }
4655
4656       /* Give template template parms a DECL_CONTEXT of the template
4657          for which they are a parameter.  */
4658       parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4659       for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
4660         {
4661           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4662           if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4663             DECL_CONTEXT (parm) = tmpl;
4664         }
4665     }
4666
4667   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
4668      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
4669      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
4670      argument levels if necessary.  */
4671   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
4672     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
4673
4674   info = build_template_info (tmpl, args);
4675
4676   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
4677     SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
4678   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
4679     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
4680
4681   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
4682 }
4683
4684 tree
4685 push_template_decl (tree decl)
4686 {
4687   return push_template_decl_real (decl, false);
4688 }
4689
4690 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
4691    template PARMS, e.g.:
4692
4693      template <class T> struct S;
4694      template <class T> struct S {};  */
4695
4696 bool
4697 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
4698 {
4699   tree tmpl;
4700   tree tmpl_parms;
4701   int i;
4702
4703   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4704     {
4705       error ("%qT is not a template type", type);
4706       return false;
4707     }
4708
4709   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
4710   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4711     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
4712        about here; there are no new template parameters for the nested
4713        type.  */
4714     return true;
4715
4716   if (!parms)
4717     {
4718       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
4719              tmpl);
4720       return false;
4721     }
4722
4723   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4724   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4725
4726   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
4727     {
4728       error_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (parms),
4729                "redeclared with %d template parameter",
4730                "redeclared with %d template parameters",
4731                TREE_VEC_LENGTH (parms));
4732       inform_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
4733                 "previous declaration %q+D used %d template parameter",
4734                 "previous declaration %q+D used %d template parameters",
4735                 tmpl, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms));
4736       return false;
4737     }
4738
4739   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
4740     {
4741       tree tmpl_parm;
4742       tree parm;
4743       tree tmpl_default;
4744       tree parm_default;
4745
4746       if (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i) == error_mark_node
4747           || TREE_VEC_ELT (parms, i) == error_mark_node)
4748         continue;
4749
4750       tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4751       if (tmpl_parm == error_mark_node)
4752         return false;
4753
4754       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4755       tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4756       parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4757
4758       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
4759          TEMPLATE_DECL.  */
4760       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
4761           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
4762               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm)))
4763           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != PARM_DECL
4764               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (tmpl_parm))
4765                   != TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm))))
4766           || (TREE_CODE (tmpl_parm) == PARM_DECL
4767               && (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (tmpl_parm))
4768                   != TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))))
4769         {
4770           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
4771           error ("redeclared here as %q#D", parm);
4772           return false;
4773         }
4774
4775       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
4776         {
4777           /* We have in [temp.param]:
4778
4779              A template-parameter may not be given default arguments
4780              by two different declarations in the same scope.  */
4781           error_at (input_location, "redefinition of default argument for %q#D", parm);
4782           inform (DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl_parm),
4783                   "original definition appeared here");
4784           return false;
4785         }
4786
4787       if (parm_default != NULL_TREE)
4788         /* Update the previous template parameters (which are the ones
4789            that will really count) with the new default value.  */
4790         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
4791       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
4792         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
4793            parameters for any members.  */
4794         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
4795     }
4796
4797     return true;
4798 }
4799
4800 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
4801    (possibly simplified) expression.  */
4802
4803 static tree
4804 fold_non_dependent_expr_sfinae (tree expr, tsubst_flags_t complain)
4805 {
4806   if (expr == NULL_TREE)
4807     return NULL_TREE;
4808
4809   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
4810      it.  We're supposed to treat:
4811
4812        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
4813        template <typename T> void f(T[2]);
4814
4815      as two declarations of the same function, for example.  */
4816   if (processing_template_decl
4817       && !type_dependent_expression_p (expr)
4818       && !value_dependent_expression_p (expr))
4819     {
4820       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
4821
4822       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4823       processing_template_decl = 0;
4824       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
4825                                     /*args=*/NULL_TREE,
4826                                     complain,
4827                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
4828                                     /*function_p=*/false,
4829                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
4830       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4831     }
4832   return expr;
4833 }
4834
4835 tree
4836 fold_non_dependent_expr (tree expr)
4837 {
4838   return fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, tf_error);
4839 }
4840
4841 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
4842    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
4843    Extract the innermost constant expression.
4844
4845    This is basically a more powerful version of
4846    integral_constant_value, which can be used also in templates where
4847    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
4848    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
4849
4850 static tree
4851 fold_decl_constant_value (tree expr)
4852 {
4853   tree const_expr = expr;
4854   do
4855     {
4856       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
4857       const_expr = integral_constant_value (expr);
4858     }
4859   while (expr != const_expr);
4860
4861   return expr;
4862 }
4863
4864 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
4865    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
4866    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
4867    and check that the resulting function has external linkage.  */
4868
4869 static tree
4870 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
4871 {
4872   tree fns = expr;
4873   tree fn, fn_no_ptr;
4874
4875   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
4876   if (fn == error_mark_node)
4877     return error_mark_node;
4878
4879   fn_no_ptr = fn;
4880   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
4881     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
4882   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == BASELINK)
4883     fn_no_ptr = BASELINK_FUNCTIONS (fn_no_ptr);
4884  
4885   /* [temp.arg.nontype]/1
4886
4887      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
4888      shall be one of:
4889      [...]
4890      -- the address of an object or function with external linkage.  */
4891   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
4892     {
4893       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4894              "because function %qD has not external linkage",
4895              expr, type, fn_no_ptr);
4896       return NULL_TREE;
4897     }
4898
4899   return fn;
4900 }
4901
4902 /* Subroutine of convert_nontype_argument.
4903    Check if EXPR of type TYPE is a valid pointer-to-member constant.
4904    Emit an error otherwise.  */
4905
4906 static bool
4907 check_valid_ptrmem_cst_expr (tree type, tree expr)
4908 {
4909   STRIP_NOPS (expr);
4910   if (expr && (null_ptr_cst_p (expr) || TREE_CODE (expr) == PTRMEM_CST))
4911     return true;
4912   error ("%qE is not a valid template argument for type %qT",
4913          expr, type);
4914   error ("it must be a pointer-to-member of the form `&X::Y'");
4915   return false;
4916 }
4917
4918 /* Returns TRUE iff the address of OP is value-dependent.
4919
4920    14.6.2.4 [temp.dep.temp]:
4921    A non-integral non-type template-argument is dependent if its type is
4922    dependent or it has either of the following forms
4923      qualified-id
4924      & qualified-id
4925    and contains a nested-name-specifier which specifies a class-name that
4926    names a dependent type.
4927
4928    We generalize this to just say that the address of a member of a
4929    dependent class is value-dependent; the above doesn't cover the
4930    address of a static data member named with an unqualified-id.  */
4931
4932 static bool
4933 has_value_dependent_address (tree op)
4934 {
4935   /* We could use get_inner_reference here, but there's no need;
4936      this is only relevant for template non-type arguments, which
4937      can only be expressed as &id-expression.  */
4938   if (DECL_P (op))
4939     {
4940       tree ctx = CP_DECL_CONTEXT (op);
4941       if (TYPE_P (ctx) && dependent_type_p (ctx))
4942         return true;
4943     }
4944
4945   return false;
4946 }
4947
4948 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
4949    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
4950    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
4951    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
4952    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
4953    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
4954    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
4955    must be non-dependent.
4956
4957    The conversion follows the special rules described in
4958    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
4959    conversion.
4960
4961    This function is called twice for each template argument (see
4962    lookup_template_class for a more accurate description of this
4963    problem). This means that we need to handle expressions which
4964    are not valid in a C++ source, but can be created from the
4965    first call (for instance, casts to perform conversions). These
4966    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
4967
4968 static tree
4969 convert_nontype_argument (tree type, tree expr, tsubst_flags_t complain)
4970 {
4971   tree expr_type;
4972
4973   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
4974      This special-case is not needed for correctness (we would easily
4975      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
4976      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
4977      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
4978   /* FIXME we're making this OK.  */
4979   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
4980     {
4981       if (complain & tf_error)
4982         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
4983                "because string literals can never be used in this context",
4984                expr, type);
4985       return NULL_TREE;
4986     }
4987
4988   /* Add the ADDR_EXPR now for the benefit of
4989      value_dependent_expression_p.  */
4990   if (TYPE_PTROBV_P (type))
4991     expr = decay_conversion (expr);
4992
4993   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
4994      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
4995      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
4996      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
4997      so that access checking can be performed when the template is
4998      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
4999      convert the argument.  */
5000   if (TYPE_REF_OBJ_P (type)
5001       && has_value_dependent_address (expr))
5002     /* If we want the address and it's value-dependent, don't fold.  */;
5003   else if (!type_unknown_p (expr))
5004     expr = fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, complain);
5005   if (error_operand_p (expr))
5006     return error_mark_node;
5007   expr_type = TREE_TYPE (expr);
5008   if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
5009     expr = mark_lvalue_use (expr);
5010   else
5011     expr = mark_rvalue_use (expr);
5012
5013   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
5014      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
5015      which is the tree that we built on the first call (see
5016      below when coercing to reference to object or to reference to
5017      function). We just strip everything and get to the arg.
5018      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
5019      for examples.  */
5020   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
5021     {
5022       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
5023         {
5024           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
5025              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
5026              could actually change the type to something more cv-qualified,
5027              and this is not folded by convert_from_reference.  */
5028           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5029           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
5030           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
5031           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
5032           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
5033                       (TREE_TYPE (expr_type),
5034                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
5035
5036           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
5037           expr_type = TREE_TYPE (expr);
5038         }
5039
5040       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
5041          parameter is a pointer to object, through decay and
5042          qualification conversion. Let's strip everything.  */
5043       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
5044         {
5045           STRIP_NOPS (expr);
5046           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
5047           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
5048           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
5049              an array. Otherwise, it is part of the original argument
5050              in the source code.  */
5051           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
5052             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5053           expr_type = TREE_TYPE (expr);
5054         }
5055     }
5056
5057   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
5058
5059      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
5060      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
5061      (_conv.integral_) are applied.  */
5062   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
5063     {
5064       if (!INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (expr_type))
5065         return error_mark_node;
5066
5067       expr = fold_decl_constant_value (expr);
5068       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
5069          do not fold into integer constants.  */
5070       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
5071         {
5072           if (complain & tf_error)
5073             error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5074                    "because it is a non-constant expression", expr, type);
5075           return NULL_TREE;
5076         }
5077
5078       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
5079          because we already know that the expression is of integral
5080          type.  */
5081       expr = perform_implicit_conversion (type, expr, complain);
5082       if (expr == error_mark_node)
5083         return error_mark_node;
5084
5085       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
5086       expr = fold (expr);
5087     }
5088   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
5089
5090      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
5091      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
5092      conversion (_conv.array_) are applied.  */
5093   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
5094     {
5095       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
5096
5097          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5098          shall be one of: [...]
5099
5100          -- the name of a non-type template-parameter;
5101          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
5102             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
5103             refers to a function or array, or if the corresponding
5104             template-parameter is a reference.
5105
5106         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
5107         for a parameter of type pointer-to-object.  */
5108
5109       if (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr))
5110         /* Non-type template parameters are OK.  */
5111         ;
5112       else if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR
5113                && TREE_CODE (expr_type) != ARRAY_TYPE)
5114         {
5115           if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
5116             {
5117               error ("%qD is not a valid template argument "
5118                      "because %qD is a variable, not the address of "
5119                      "a variable",
5120                      expr, expr);
5121               return NULL_TREE;
5122             }
5123           /* Other values, like integer constants, might be valid
5124              non-type arguments of some other type.  */
5125           return error_mark_node;
5126         }
5127       else
5128         {
5129           tree decl;
5130
5131           decl = ((TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5132                   ? TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
5133           if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
5134             {
5135               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5136                      "because %qE is not a variable",
5137                      expr, type, decl);
5138               return NULL_TREE;
5139             }
5140           else if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (decl))
5141             {
5142               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5143                      "because %qD does not have external linkage",
5144                      expr, type, decl);
5145               return NULL_TREE;
5146             }
5147         }
5148
5149       expr = decay_conversion (expr);
5150       if (expr == error_mark_node)
5151         return error_mark_node;
5152
5153       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5154       if (expr == error_mark_node)
5155         return error_mark_node;
5156     }
5157   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
5158
5159      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
5160      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
5161      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
5162      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
5163      template-argument, which must be an lvalue.  */
5164   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
5165     {
5166       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
5167                                                       expr_type))
5168         return error_mark_node;
5169
5170       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
5171         {
5172           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5173                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
5174           return NULL_TREE;
5175         }
5176
5177       if (!real_lvalue_p (expr))
5178         {
5179           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5180                  "because it is not an lvalue", expr, type);
5181           return NULL_TREE;
5182         }
5183
5184       /* [temp.arg.nontype]/1
5185
5186          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5187          shall be one of: [...]
5188
5189          -- the address of an object or function with external linkage.  */
5190       if (TREE_CODE (expr) == INDIRECT_REF
5191           && TYPE_REF_OBJ_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))))
5192         {
5193           expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5194           if (DECL_P (expr))
5195             {
5196               error ("%q#D is not a valid template argument for type %qT "
5197                      "because a reference variable does not have a constant "
5198                      "address", expr, type);
5199               return NULL_TREE;
5200             }
5201         }
5202
5203       if (!DECL_P (expr))
5204         {
5205           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5206                  "because it is not an object with external linkage",
5207                  expr, type);
5208           return NULL_TREE;
5209         }
5210
5211       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
5212         {
5213           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5214                  "because object %qD has not external linkage",
5215                  expr, type, expr);
5216           return NULL_TREE;
5217         }
5218
5219       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5220     }
5221   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
5222
5223      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
5224      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
5225      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
5226      pointer to such), the matching function is selected from the set
5227      (_over.over_).  */
5228   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
5229     {
5230       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
5231          context information to decay the pointer.  */
5232       if (!type_unknown_p (expr_type))
5233         {
5234           expr = decay_conversion (expr);
5235           if (expr == error_mark_node)
5236             return error_mark_node;
5237         }
5238
5239       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
5240       if (!expr || expr == error_mark_node)
5241         return expr;
5242
5243       if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR)
5244         {
5245           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT", expr, type);
5246           error ("it must be the address of a function with external linkage");
5247           return NULL_TREE;
5248         }
5249     }
5250   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
5251
5252      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
5253      conversions apply. If the template-argument represents a set of
5254      overloaded functions, the matching function is selected from the set
5255      (_over.over_).  */
5256   else if (TYPE_REFFN_P (type))
5257     {
5258       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5259         {
5260           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5261                  "because it is a pointer", expr, type);
5262           inform (input_location, "try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
5263           return NULL_TREE;
5264         }
5265
5266       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
5267       if (!expr || expr == error_mark_node)
5268         return expr;
5269
5270       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5271     }
5272   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
5273
5274      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
5275      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
5276      overloaded member functions, the matching member function is selected
5277      from the set (_over.over_).  */
5278   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
5279     {
5280       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
5281       if (expr == error_mark_node)
5282         return error_mark_node;
5283
5284       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
5285          expression must be a pointer-to-member constant.  */
5286       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr))
5287         return error_mark_node;
5288
5289       /* There is no way to disable standard conversions in
5290          resolve_address_of_overloaded_function (called by
5291          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
5292          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
5293          to reject this conversion here.
5294
5295          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
5296          it would still be better to reject them here so that we can
5297          provide a superior diagnostic.  */
5298       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
5299         {
5300           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5301                  "because it is of type %qT", expr, type,
5302                  TREE_TYPE (expr));
5303           /* If we are just one standard conversion off, explain.  */
5304           if (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)))
5305             inform (input_location,
5306                     "standard conversions are not allowed in this context");
5307           return NULL_TREE;
5308         }
5309     }
5310   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
5311
5312      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
5313      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
5314   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
5315     {
5316       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
5317          expression must be a pointer-to-member constant.  */
5318       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr))
5319         return error_mark_node;
5320
5321       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5322       if (expr == error_mark_node)
5323         return expr;
5324     }
5325   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
5326   else
5327     gcc_unreachable ();
5328
5329   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
5330      right type?  */
5331   gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
5332               (type, TREE_TYPE (expr)));
5333   return expr;
5334 }
5335
5336 /* Subroutine of coerce_template_template_parms, which returns 1 if
5337    PARM_PARM and ARG_PARM match using the rule for the template
5338    parameters of template template parameters. Both PARM and ARG are
5339    template parameters; the rest of the arguments are the same as for
5340    coerce_template_template_parms.
5341  */
5342 static int
5343 coerce_template_template_parm (tree parm,
5344                               tree arg,
5345                               tsubst_flags_t complain,
5346                               tree in_decl,
5347                               tree outer_args)
5348 {
5349   if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
5350       || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
5351     return 0;
5352   
5353   if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
5354     return 0;
5355   
5356   switch (TREE_CODE (parm))
5357     {
5358     case TEMPLATE_DECL:
5359       /* We encounter instantiations of templates like
5360          template <template <template <class> class> class TT>
5361          class C;  */
5362       {
5363         tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
5364         tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
5365         
5366         if (!coerce_template_template_parms
5367             (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
5368           return 0;
5369       }
5370       /* Fall through.  */
5371       
5372     case TYPE_DECL:
5373       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (arg))
5374           && !TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5375         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5376         return 0;
5377       break;
5378       
5379     case PARM_DECL:
5380       /* The tsubst call is used to handle cases such as
5381          
5382            template <int> class C {};
5383            template <class T, template <T> class TT> class D {};
5384            D<int, C> d;
5385
5386          i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
5387       if (!uses_template_parms (TREE_TYPE (arg))
5388           && !same_type_p
5389                 (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
5390                  TREE_TYPE (arg)))
5391         return 0;
5392       
5393       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (arg))
5394           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5395         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5396         return 0;
5397       
5398       break;
5399
5400     default:
5401       gcc_unreachable ();
5402     }
5403
5404   return 1;
5405 }
5406
5407
5408 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
5409    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
5410    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
5411    or PARM_DECL.
5412
5413    Consider the example:
5414      template <class T> class A;
5415      template<template <class U> class TT> class B;
5416
5417    For B<A>, PARM_PARMS are the parameters to TT, while ARG_PARMS are
5418    the parameters to A, and OUTER_ARGS contains A.  */
5419
5420 static int
5421 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
5422                                 tree arg_parms,
5423                                 tsubst_flags_t complain,
5424                                 tree in_decl,
5425                                 tree outer_args)
5426 {
5427   int nparms, nargs, i;
5428   tree parm, arg;
5429   int variadic_p = 0;
5430
5431   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
5432   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
5433
5434   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
5435   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
5436
5437   /* Determine whether we have a parameter pack at the end of the
5438      template template parameter's template parameter list.  */
5439   if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1) != error_mark_node)
5440     {
5441       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1));
5442       
5443       if (parm == error_mark_node)
5444         return 0;
5445
5446       switch (TREE_CODE (parm))
5447         {
5448         case TEMPLATE_DECL:
5449         case TYPE_DECL:
5450           if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5451             variadic_p = 1;
5452           break;
5453           
5454         case PARM_DECL:
5455           if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5456             variadic_p = 1;
5457           break;
5458           
5459         default:
5460           gcc_unreachable ();
5461         }
5462     }
5463  
5464   if (nargs != nparms
5465       && !(variadic_p && nargs >= nparms - 1))
5466     return 0;
5467
5468   /* Check all of the template parameters except the parameter pack at
5469      the end (if any).  */
5470   for (i = 0; i < nparms - variadic_p; ++i)
5471     {
5472       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node
5473           || TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5474         continue;
5475
5476       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5477       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5478
5479       if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5480                                           outer_args))
5481         return 0;
5482
5483     }
5484
5485   if (variadic_p)
5486     {
5487       /* Check each of the template parameters in the template
5488          argument against the template parameter pack at the end of
5489          the template template parameter.  */
5490       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node)
5491         return 0;
5492
5493       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5494
5495       for (; i < nargs; ++i)
5496         {
5497           if (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5498             continue;
5499  
5500           arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5501  
5502           if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5503                                               outer_args))
5504             return 0;
5505         }
5506     }
5507
5508   return 1;
5509 }
5510
5511 /* Verifies that the deduced template arguments (in TARGS) for the
5512    template template parameters (in TPARMS) represent valid bindings,
5513    by comparing the template parameter list of each template argument
5514    to the template parameter list of its corresponding template
5515    template parameter, in accordance with DR150. This
5516    routine can only be called after all template arguments have been
5517    deduced. It will return TRUE if all of the template template
5518    parameter bindings are okay, FALSE otherwise.  */
5519 bool 
5520 template_template_parm_bindings_ok_p (tree tparms, tree targs)
5521 {
5522   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
5523   bool ret = true;
5524
5525   /* We're dealing with template parms in this process.  */
5526   ++processing_template_decl;
5527
5528   targs = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs);
5529
5530   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
5531     {
5532       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
5533       tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
5534
5535       if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_DECL && targ)
5536         {
5537           tree packed_args = NULL_TREE;
5538           int idx, len = 1;
5539
5540           if (ARGUMENT_PACK_P (targ))
5541             {
5542               /* Look inside the argument pack.  */
5543               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
5544               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
5545             }
5546
5547           for (idx = 0; idx < len; ++idx)
5548             {
5549               tree targ_parms = NULL_TREE;
5550
5551               if (packed_args)
5552                 /* Extract the next argument from the argument
5553                    pack.  */
5554                 targ = TREE_VEC_ELT (packed_args, idx);
5555
5556               if (PACK_EXPANSION_P (targ))
5557                 /* Look at the pattern of the pack expansion.  */
5558                 targ = PACK_EXPANSION_PATTERN (targ);
5559
5560               /* Extract the template parameters from the template
5561                  argument.  */
5562               if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_DECL)
5563                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (targ);
5564               else if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
5565                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (targ));
5566
5567               /* Verify that we can coerce the template template
5568                  parameters from the template argument to the template
5569                  parameter.  This requires an exact match.  */
5570               if (targ_parms
5571                   && !coerce_template_template_parms
5572                        (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tparm),
5573                         targ_parms,
5574                         tf_none,
5575                         tparm,
5576                         targs))
5577                 {
5578                   ret = false;
5579                   goto out;
5580                 }
5581             }
5582         }
5583     }
5584
5585  out:
5586
5587   --processing_template_decl;
5588   return ret;
5589 }
5590
5591 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
5592    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
5593    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
5594    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
5595    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
5596    the full set of template arguments deduced so far.  */
5597
5598 static tree
5599 convert_template_argument (tree parm,
5600                            tree arg,
5601                            tree args,
5602                            tsubst_flags_t complain,
5603                            int i,
5604                            tree in_decl)
5605 {
5606   tree orig_arg;
5607   tree val;
5608   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
5609
5610   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
5611       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
5612     {
5613       /* The template argument was the name of some
5614          member function.  That's usually
5615          invalid, but static members are OK.  In any
5616          case, grab the underlying fields/functions
5617          and issue an error later if required.  */
5618       orig_arg = TREE_VALUE (arg);
5619       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
5620     }
5621
5622   orig_arg = arg;
5623
5624   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
5625   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
5626                    || requires_tmpl_type);
5627
5628   /* When determining whether an argument pack expansion is a template,
5629      look at the pattern.  */
5630   if (TREE_CODE (arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
5631     arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
5632
5633   /* Deal with an injected-class-name used as a template template arg.  */
5634   if (requires_tmpl_type && CLASS_TYPE_P (arg))
5635     {
5636       tree t = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TYPE_NAME (arg));
5637       if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5638         {
5639           if (complain & tf_warning_or_error)
5640             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "injected-class-name %qD"
5641                      " used as template template argument", TYPE_NAME (arg));
5642           else if (flag_pedantic_errors)
5643             t = arg;
5644
5645           arg = t;
5646         }
5647     }
5648
5649   is_tmpl_type = 
5650     ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
5651       && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
5652      || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
5653      || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
5654
5655   if (is_tmpl_type
5656       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
5657           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
5658     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
5659
5660   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
5661
5662   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
5663       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
5664     {
5665       permerror (input_location, "to refer to a type member of a template parameter, "
5666                  "use %<typename %E%>", orig_arg);
5667
5668       orig_arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
5669                                      TREE_OPERAND (arg, 1),
5670                                      typename_type,
5671                                      complain & tf_error);
5672       arg = orig_arg;
5673       is_type = 1;
5674     }
5675   if (is_type != requires_type)
5676     {
5677       if (in_decl)
5678         {
5679           if (complain & tf_error)
5680             {
5681               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
5682                      "parameter list for %qD",
5683                      i + 1, in_decl);
5684               if (is_type)
5685                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
5686                        TREE_TYPE (parm),
5687                        (DECL_P (arg) ? DECL_NAME (arg) : orig_arg));
5688               else if (requires_tmpl_type)
5689                 error ("  expected a class template, got %qE", orig_arg);
5690               else
5691                 error ("  expected a type, got %qE", orig_arg);
5692             }
5693         }
5694       return error_mark_node;
5695     }
5696   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
5697     {
5698       if (in_decl && (complain & tf_error))
5699         {
5700           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
5701                  "parameter list for %qD",
5702                  i + 1, in_decl);
5703           if (is_tmpl_type)
5704             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
5705           else
5706             error ("  expected a class template, got %qT", orig_arg);
5707         }
5708       return error_mark_node;
5709     }
5710
5711   if (is_type)
5712     {
5713       if (requires_tmpl_type)
5714         {
5715           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5716             /* The number of argument required is not known yet.
5717                Just accept it for now.  */
5718             val = TREE_TYPE (arg);
5719           else
5720             {
5721               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
5722               tree argparm;
5723
5724               argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
5725
5726               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
5727                                                   complain, in_decl,
5728                                                   args))
5729                 {
5730                   val = arg;
5731
5732                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
5733                      TEMPLATE_DECL.  */
5734                   if (val != error_mark_node)
5735                     {
5736                       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
5737                         val = TREE_TYPE (val);
5738                       if (TREE_CODE (orig_arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
5739                         val = make_pack_expansion (val);
5740                     }
5741                 }
5742               else
5743                 {
5744                   if (in_decl && (complain & tf_error))
5745                     {
5746                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
5747                              "template parameter list for %qD",
5748                              i + 1, in_decl);
5749                       error ("  expected a template of type %qD, got %qT",
5750                              parm, orig_arg);
5751                     }
5752
5753                   val = error_mark_node;
5754                 }
5755             }
5756         }
5757       else
5758         val = orig_arg;
5759       /* We only form one instance of each template specialization.
5760          Therefore, if we use a non-canonical variant (i.e., a
5761          typedef), any future messages referring to the type will use
5762          the typedef, which is confusing if those future uses do not
5763          themselves also use the typedef.  */
5764       if (TYPE_P (val))
5765         val = strip_typedefs (val);
5766     }
5767   else
5768     {
5769       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
5770
5771       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
5772         return error_mark_node;
5773
5774       if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
5775         {
5776           if (same_type_p (t, TREE_TYPE (orig_arg)))
5777             val = orig_arg;
5778           else
5779             {
5780               /* Not sure if this is reachable, but it doesn't hurt
5781                  to be robust.  */
5782               error ("type mismatch in nontype parameter pack");
5783               val = error_mark_node;
5784             }
5785         }
5786       else if (!uses_template_parms (orig_arg) && !uses_template_parms (t))
5787         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
5788            will report errors, which we don't want when complain
5789            is zero.  More importantly, digest_init will try too
5790            hard to convert things: for example, `0' should not be
5791            converted to pointer type at this point according to
5792            the standard.  Accepting this is not merely an
5793            extension, since deciding whether or not these
5794            conversions can occur is part of determining which
5795            function template to call, or whether a given explicit
5796            argument specification is valid.  */
5797         val = convert_nontype_argument (t, orig_arg, complain);
5798       else
5799         val = orig_arg;
5800
5801       if (val == NULL_TREE)
5802         val = error_mark_node;
5803       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
5804         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  orig_arg, t);
5805
5806       if (TREE_CODE (val) == SCOPE_REF)
5807         {
5808           /* Strip typedefs from the SCOPE_REF.  */
5809           tree type = strip_typedefs (TREE_TYPE (val));
5810           tree scope = strip_typedefs (TREE_OPERAND (val, 0));
5811           val = build_qualified_name (type, scope, TREE_OPERAND (val, 1),
5812                                       QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (val));
5813         }
5814     }
5815
5816   return val;
5817 }
5818
5819 /* Coerces the remaining template arguments in INNER_ARGS (from
5820    ARG_IDX to the end) into the parameter pack at PARM_IDX in PARMS.
5821    Returns the coerced argument pack. PARM_IDX is the position of this
5822    parameter in the template parameter list. ARGS is the original
5823    template argument list.  */
5824 static tree
5825 coerce_template_parameter_pack (tree parms,
5826                                 int parm_idx,
5827                                 tree args,
5828                                 tree inner_args,
5829                                 int arg_idx,
5830                                 tree new_args,
5831                                 int* lost,
5832                                 tree in_decl,
5833                                 tsubst_flags_t complain)
5834 {
5835   tree parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
5836   int nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
5837   tree packed_args;
5838   tree argument_pack;
5839   tree packed_types = NULL_TREE;
5840
5841   if (arg_idx > nargs)
5842     arg_idx = nargs;
5843
5844   packed_args = make_tree_vec (nargs - arg_idx);
5845
5846   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL
5847       && uses_parameter_packs (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))))
5848     {
5849       /* When the template parameter is a non-type template
5850          parameter pack whose type uses parameter packs, we need
5851          to look at each of the template arguments
5852          separately. Build a vector of the types for these
5853          non-type template parameters in PACKED_TYPES.  */
5854       tree expansion 
5855         = make_pack_expansion (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
5856       packed_types = tsubst_pack_expansion (expansion, args,
5857                                             complain, in_decl);
5858
5859       if (packed_types == error_mark_node)
5860         return error_mark_node;
5861
5862       /* Check that we have the right number of arguments.  */
5863       if (arg_idx < nargs
5864           && !PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx))
5865           && nargs - arg_idx != TREE_VEC_LENGTH (packed_types))
5866         {
5867           int needed_parms 
5868             = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1 + TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
5869           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
5870                  nargs, needed_parms);
5871           return error_mark_node;
5872         }
5873
5874       /* If we aren't able to check the actual arguments now
5875          (because they haven't been expanded yet), we can at least
5876          verify that all of the types used for the non-type
5877          template parameter pack are, in fact, valid for non-type
5878          template parameters.  */
5879       if (arg_idx < nargs 
5880           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx)))
5881         {
5882           int j, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
5883           for (j = 0; j < len; ++j)
5884             {
5885               tree t = TREE_VEC_ELT (packed_types, j);
5886               if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
5887                 return error_mark_node;
5888             }
5889         }
5890     }
5891
5892   /* Convert the remaining arguments, which will be a part of the
5893      parameter pack "parm".  */
5894   for (; arg_idx < nargs; ++arg_idx)
5895     {
5896       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
5897       tree actual_parm = TREE_VALUE (parm);
5898
5899       if (packed_types && !PACK_EXPANSION_P (arg))
5900         {
5901           /* When we have a vector of types (corresponding to the
5902              non-type template parameter pack that uses parameter
5903              packs in its type, as mention above), and the
5904              argument is not an expansion (which expands to a
5905              currently unknown number of arguments), clone the
5906              parm and give it the next type in PACKED_TYPES.  */
5907           actual_parm = copy_node (actual_parm);
5908           TREE_TYPE (actual_parm) = 
5909             TREE_VEC_ELT (packed_types, arg_idx - parm_idx);
5910         }
5911
5912       if (arg != error_mark_node)
5913         arg = convert_template_argument (actual_parm, 
5914                                          arg, new_args, complain, parm_idx,
5915                                          in_decl);
5916       if (arg == error_mark_node)
5917         (*lost)++;
5918       TREE_VEC_ELT (packed_args, arg_idx - parm_idx) = arg; 
5919     }
5920
5921   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL
5922       || TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TEMPLATE_DECL)
5923     argument_pack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
5924   else
5925     {
5926       argument_pack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
5927       TREE_TYPE (argument_pack) 
5928         = tsubst (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)), new_args, complain, in_decl);
5929       TREE_CONSTANT (argument_pack) = 1;
5930     }
5931
5932   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argument_pack, packed_args);
5933 #ifdef ENABLE_CHECKING
5934   SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (packed_args,
5935                                        TREE_VEC_LENGTH (packed_args));
5936 #endif
5937   return argument_pack;
5938 }
5939
5940 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
5941    return a vector containing the innermost resulting template
5942    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
5943    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
5944
5945    If REQUIRE_ALL_ARGS is false, argument deduction will be performed
5946    for arguments not specified in ARGS.  Otherwise, if
5947    USE_DEFAULT_ARGS is true, default arguments will be used to fill in
5948    unspecified arguments.  If REQUIRE_ALL_ARGS is true, but
5949    USE_DEFAULT_ARGS is false, then all arguments must be specified in
5950    ARGS.  */
5951
5952 static tree
5953 coerce_template_parms (tree parms,
5954                        tree args,
5955                        tree in_decl,
5956                        tsubst_flags_t complain,
5957                        bool require_all_args,
5958                        bool use_default_args)
5959 {
5960   int nparms, nargs, parm_idx, arg_idx, lost = 0;
5961   tree inner_args;
5962   tree new_args;
5963   tree new_inner_args;
5964   int saved_unevaluated_operand;
5965   int saved_inhibit_evaluation_warnings;
5966
5967   /* When used as a boolean value, indicates whether this is a
5968      variadic template parameter list. Since it's an int, we can also
5969      subtract it from nparms to get the number of non-variadic
5970      parameters.  */
5971   int variadic_p = 0;
5972
5973   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
5974
5975   /* Determine if there are any parameter packs.  */
5976   for (parm_idx = 0; parm_idx < nparms; ++parm_idx)
5977     {
5978       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx));
5979       if (template_parameter_pack_p (tparm))
5980         ++variadic_p;
5981     }
5982
5983   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
5984   /* If there are 0 or 1 parameter packs, we need to expand any argument
5985      packs so that we can deduce a parameter pack from some non-packed args
5986      followed by an argument pack, as in variadic85.C.  If there are more
5987      than that, we need to leave argument packs intact so the arguments are
5988      assigned to the right parameter packs.  This should only happen when
5989      dealing with a nested class inside a partial specialization of a class
5990      template, as in variadic92.C.  */
5991   if (variadic_p <= 1)
5992     inner_args = expand_template_argument_pack (inner_args);
5993
5994   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
5995   if ((nargs > nparms && !variadic_p)
5996       || (nargs < nparms - variadic_p
5997           && require_all_args
5998           && (!use_default_args
5999               || (TREE_VEC_ELT (parms, nargs) != error_mark_node
6000                   && !TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs))))))
6001     {
6002       if (complain & tf_error)
6003         {
6004           if (variadic_p)
6005             {
6006               --nparms;
6007               error ("wrong number of template arguments "
6008                      "(%d, should be %d or more)", nargs, nparms);
6009             }
6010           else
6011              error ("wrong number of template arguments "
6012                     "(%d, should be %d)", nargs, nparms);
6013
6014           if (in_decl)
6015             error ("provided for %q+D", in_decl);
6016         }
6017
6018       return error_mark_node;
6019     }
6020
6021   /* We need to evaluate the template arguments, even though this
6022      template-id may be nested within a "sizeof".  */
6023   saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
6024   cp_unevaluated_operand = 0;
6025   saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
6026   c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
6027   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
6028   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
6029   for (parm_idx = 0, arg_idx = 0; parm_idx < nparms; parm_idx++, arg_idx++)
6030     {
6031       tree arg;
6032       tree parm;
6033
6034       /* Get the Ith template parameter.  */
6035       parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
6036  
6037       if (parm == error_mark_node)
6038       {
6039         TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = error_mark_node;
6040         continue;
6041       }
6042
6043       /* Calculate the next argument.  */
6044       if (arg_idx < nargs)
6045         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
6046       else
6047         arg = NULL_TREE;
6048
6049       if (template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm))
6050           && !(arg && ARGUMENT_PACK_P (arg)))
6051         {
6052           /* All remaining arguments will be placed in the
6053              template parameter pack PARM.  */
6054           arg = coerce_template_parameter_pack (parms, parm_idx, args, 
6055                                                 inner_args, arg_idx,
6056                                                 new_args, &lost,
6057                                                 in_decl, complain);
6058
6059           /* Store this argument.  */
6060           if (arg == error_mark_node)
6061             lost++;
6062           TREE_VEC_ELT (new_inner_args, parm_idx) = arg;
6063
6064           /* We are done with all of the arguments.  */
6065           arg_idx = nargs;
6066           
6067           continue;
6068         }
6069       else if (arg)
6070         {
6071           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
6072             {
6073               if (complain & tf_error)
6074                 {
6075                   /* FIXME this restriction was removed by N2555; see
6076                      bug 35722.  */
6077                   /* If ARG is a pack expansion, but PARM is not a
6078                      template parameter pack (if it were, we would have
6079                      handled it above), we're trying to expand into a
6080                      fixed-length argument list.  */
6081                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
6082                     sorry ("cannot expand %<%E%> into a fixed-length "
6083                            "argument list", arg);
6084                   else
6085                     sorry ("cannot expand %<%T%> into a fixed-length "
6086                            "argument list", arg);
6087                 }
6088               return error_mark_node;
6089             }
6090         }
6091       else if (require_all_args)
6092         {
6093           /* There must be a default arg in this case.  */
6094           arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
6095                                      complain, in_decl);
6096           /* The position of the first default template argument,
6097              is also the number of non-defaulted arguments in NEW_INNER_ARGS.
6098              Record that.  */
6099           if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6100             SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args, arg_idx);
6101         }
6102       else
6103         break;
6104
6105       if (arg == error_mark_node)
6106         {
6107           if (complain & tf_error)
6108             error ("template argument %d is invalid", arg_idx + 1);
6109         }
6110       else if (!arg)
6111         /* This only occurs if there was an error in the template
6112            parameter list itself (which we would already have
6113            reported) that we are trying to recover from, e.g., a class
6114            template with a parameter list such as
6115            template<typename..., typename>.  */
6116         return error_mark_node;
6117       else
6118         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
6119                                          arg, new_args, complain, 
6120                                          parm_idx, in_decl);
6121
6122       if (arg == error_mark_node)
6123         lost++;
6124       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = arg;
6125     }
6126   cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
6127   c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
6128
6129   if (lost)
6130     return error_mark_node;
6131
6132 #ifdef ENABLE_CHECKING
6133   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6134     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args,
6135                                          TREE_VEC_LENGTH (new_inner_args));
6136 #endif
6137
6138   return new_inner_args;
6139 }
6140
6141 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
6142
6143 static int
6144 template_args_equal (tree ot, tree nt)
6145 {
6146   if (nt == ot)
6147     return 1;
6148
6149   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
6150     /* For member templates */
6151     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
6152   else if (PACK_EXPANSION_P (ot))
6153     return PACK_EXPANSION_P (nt) 
6154       && template_args_equal (PACK_EXPANSION_PATTERN (ot),
6155                               PACK_EXPANSION_PATTERN (nt));
6156   else if (ARGUMENT_PACK_P (ot))
6157     {
6158       int i, len;
6159       tree opack, npack;
6160
6161       if (!ARGUMENT_PACK_P (nt))
6162         return 0;
6163
6164       opack = ARGUMENT_PACK_ARGS (ot);
6165       npack = ARGUMENT_PACK_ARGS (nt);
6166       len = TREE_VEC_LENGTH (opack);
6167       if (TREE_VEC_LENGTH (npack) != len)
6168         return 0;
6169       for (i = 0; i < len; ++i)
6170         if (!template_args_equal (TREE_VEC_ELT (opack, i),
6171                                   TREE_VEC_ELT (npack, i)))
6172           return 0;
6173       return 1;
6174     }
6175   else if (ot && TREE_CODE (ot) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
6176     {
6177       /* We get here probably because we are in the middle of substituting
6178          into the pattern of a pack expansion. In that case the
6179          ARGUMENT_PACK_SELECT temporarily replaces the pack argument we are
6180          interested in. So we want to use the initial pack argument for
6181          the comparison.  */
6182       ot = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (ot);
6183       if (nt && TREE_CODE (nt) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
6184         nt = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (nt);
6185       return template_args_equal (ot, nt);
6186     }
6187   else if (TYPE_P (nt))
6188     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
6189   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
6190     return 0;
6191   else
6192     return cp_tree_equal (ot, nt);
6193 }
6194
6195 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
6196    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
6197
6198 int
6199 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
6200 {
6201   int i;
6202
6203   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
6204     return 0;
6205
6206   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
6207     {
6208       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
6209       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
6210
6211       if (! template_args_equal (ot, nt))
6212         return 0;
6213     }
6214   return 1;
6215 }
6216
6217 static void
6218 add_pending_template (tree d)
6219 {
6220   tree ti = (TYPE_P (d)
6221              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
6222              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
6223   struct pending_template *pt;
6224   int level;
6225
6226   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
6227     return;
6228
6229   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
6230      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
6231      Compensate.  */
6232   level = !current_tinst_level || current_tinst_level->decl != d;
6233
6234   if (level)
6235     push_tinst_level (d);
6236
6237   pt = ggc_alloc_pending_template ();
6238   pt->next = NULL;
6239   pt->tinst = current_tinst_level;
6240   if (last_pending_template)
6241     last_pending_template->next = pt;
6242   else
6243     pending_templates = pt;
6244
6245   last_pending_template = pt;
6246
6247   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
6248
6249   if (level)
6250     pop_tinst_level ();
6251 }
6252
6253
6254 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
6255    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
6256    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
6257
6258 tree
6259 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
6260 {
6261   tree type;
6262
6263   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
6264     return error_mark_node;
6265
6266   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
6267   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
6268                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
6269
6270   if (BASELINK_P (fns))
6271     {
6272       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
6273                                          unknown_type_node,
6274                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
6275                                          arglist);
6276       return fns;
6277     }
6278
6279   type = TREE_TYPE (fns);
6280   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
6281     type = unknown_type_node;
6282
6283   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
6284 }
6285
6286 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
6287    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
6288    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
6289    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
6290    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
6291    DECL is returned.
6292
6293    Also handle the case when DECL is a TREE_LIST of ambiguous
6294    injected-class-names from different bases.  */
6295
6296 tree
6297 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
6298 {
6299   if (decl == NULL_TREE)
6300     return decl;
6301
6302   /* DR 176: A lookup that finds an injected-class-name (10.2
6303      [class.member.lookup]) can result in an ambiguity in certain cases
6304      (for example, if it is found in more than one base class). If all of
6305      the injected-class-names that are found refer to specializations of
6306      the same class template, and if the name is followed by a
6307      template-argument-list, the reference refers to the class template
6308      itself and not a specialization thereof, and is not ambiguous.  */
6309   if (TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
6310     {
6311       tree t, tmpl = NULL_TREE;
6312       for (t = decl; t; t = TREE_CHAIN (t))
6313         {
6314           tree elt = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TREE_VALUE (t));
6315           if (!tmpl)
6316             tmpl = elt;
6317           else if (tmpl != elt)
6318             break;
6319         }
6320       if (tmpl && t == NULL_TREE)
6321         return tmpl;
6322       else
6323         return decl;
6324     }
6325
6326   return (decl != NULL_TREE
6327           && DECL_SELF_REFERENCE_P (decl)
6328           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
6329     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
6330 }
6331
6332 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
6333    parameters, find the desired type.
6334
6335    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
6336
6337    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
6338    instantiate.
6339
6340    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
6341    the class we are looking up.
6342
6343    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
6344
6345    If the template class is really a local class in a template
6346    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
6347    being instantiated.
6348
6349    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
6350    template-id: the first time from the parser, while creating the
6351    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
6352    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
6353    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
6354    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
6355
6356 tree
6357 lookup_template_class (tree d1,
6358                        tree arglist,
6359                        tree in_decl,
6360                        tree context,
6361                        int entering_scope,
6362                        tsubst_flags_t complain)
6363 {
6364   tree templ = NULL_TREE, parmlist;
6365   tree t;
6366   spec_entry **slot;
6367   spec_entry *entry;
6368   spec_entry elt;
6369   hashval_t hash;
6370
6371   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
6372
6373   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
6374     {
6375       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
6376       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
6377         templ = value;
6378       else
6379         {
6380           if (context)
6381             push_decl_namespace (context);
6382           templ = lookup_name (d1);
6383           templ = maybe_get_template_decl_from_type_decl (templ);
6384           if (context)
6385             pop_decl_namespace ();
6386         }
6387       if (templ)
6388         context = DECL_CONTEXT (templ);
6389     }
6390   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && MAYBE_CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (d1)))
6391     {
6392       tree type = TREE_TYPE (d1);
6393
6394       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
6395          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
6396       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
6397         type = TREE_TYPE (type);
6398
6399       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
6400         {
6401           templ = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
6402           d1 = DECL_NAME (templ);
6403         }
6404     }
6405   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
6406            || (TYPE_P (d1) && MAYBE_CLASS_TYPE_P (d1)))
6407     {
6408       templ = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
6409       d1 = DECL_NAME (templ);
6410     }
6411   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
6412            && DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)
6413            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
6414     {
6415       templ = d1;
6416       d1 = DECL_NAME (templ);
6417       context = DECL_CONTEXT (templ);
6418     }
6419
6420   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
6421   if (! templ)
6422     {
6423       if (complain & tf_error)
6424         error ("%qT is not a template", d1);
6425       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6426     }
6427
6428   if (TREE_CODE (templ) != TEMPLATE_DECL
6429          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
6430             the user.  */
6431       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (templ)
6432           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (templ)))
6433     {
6434       if (complain & tf_error)
6435         {
6436           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
6437           if (in_decl)
6438             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
6439         }
6440       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6441     }
6442
6443   complain &= ~tf_user;
6444
6445   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (templ))
6446     {
6447       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
6448          template arguments */
6449
6450       tree parm;
6451       tree arglist2;
6452       tree outer;
6453
6454       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (templ);
6455
6456       /* Consider an example where a template template parameter declared as
6457
6458            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
6459
6460          The template parameter level of T and U are one level larger than
6461          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
6462          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
6463          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
6464          available when not appearing as default template argument, can be
6465          obtained from the arguments of the enclosing template.
6466
6467          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
6468          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
6469          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
6470          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
6471
6472       outer = DECL_CONTEXT (templ);
6473       if (outer)
6474         outer = TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (outer)));
6475       else if (current_template_parms)
6476         /* This is an argument of the current template, so we haven't set
6477            DECL_CONTEXT yet.  */
6478         outer = current_template_args ();
6479
6480       if (outer)
6481         arglist = add_to_template_args (outer, arglist);
6482
6483       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, templ,
6484                                         complain,
6485                                         /*require_all_args=*/true,
6486                                         /*use_default_args=*/true);
6487       if (arglist2 == error_mark_node
6488           || (!uses_template_parms (arglist2)
6489               && check_instantiated_args (templ, arglist2, complain)))
6490         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6491
6492       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (templ), arglist2);
6493       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
6494     }
6495   else
6496     {
6497       tree template_type = TREE_TYPE (templ);
6498       tree gen_tmpl;
6499       tree type_decl;
6500       tree found = NULL_TREE;
6501       int arg_depth;
6502       int parm_depth;
6503       int is_dependent_type;
6504       int use_partial_inst_tmpl = false;
6505
6506       gen_tmpl = most_general_template (templ);
6507       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
6508       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
6509       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6510
6511       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
6512         {
6513           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
6514              For example, given:
6515
6516                template <class T> struct S1 {
6517                  template <class U> struct S2 {};
6518                  template <class U> struct S2<U*> {};
6519                 };
6520
6521              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
6522              TEMPLATE will be `template <class T> template
6523              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
6524              arguments.  */
6525           arglist
6526             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (templ)),
6527                                            arglist);
6528           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6529         }
6530
6531       /* Now we should have enough arguments.  */
6532       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
6533
6534       /* From here on, we're only interested in the most general
6535          template.  */
6536
6537       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
6538          actually tsubst'd into the definition to create the
6539          instantiation.  */
6540       if (parm_depth > 1)
6541         {
6542           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
6543           int i;
6544           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
6545
6546           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
6547
6548           for (i = saved_depth,
6549                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
6550                i > 0 && t != NULL_TREE;
6551                --i, t = TREE_CHAIN (t))
6552             {
6553               tree a;
6554               if (i == saved_depth)
6555                 a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
6556                                            arglist, gen_tmpl,
6557                                            complain,
6558                                            /*require_all_args=*/true,
6559                                            /*use_default_args=*/true);
6560               else
6561                 /* Outer levels should have already been coerced.  */
6562                 a = TMPL_ARGS_LEVEL (arglist, i);
6563
6564               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
6565               if (a == error_mark_node)
6566                 {
6567                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
6568                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
6569                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6570                 }
6571
6572               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
6573
6574               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
6575                  that coerce_template_parms will see only the arguments
6576                  corresponding to the template parameters it is
6577                  examining.  */
6578               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6579             }
6580
6581           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
6582           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
6583
6584           arglist = bound_args;
6585         }
6586       else
6587         arglist
6588           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
6589                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6590                                    gen_tmpl,
6591                                    complain,
6592                                    /*require_all_args=*/true,
6593                                    /*use_default_args=*/true);
6594
6595       if (arglist == error_mark_node)
6596         /* We were unable to bind the arguments.  */
6597         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6598
6599       /* In the scope of a template class, explicit references to the
6600          template class refer to the type of the template, not any
6601          instantiation of it.  For example, in:
6602
6603            template <class T> class C { void f(C<T>); }
6604
6605          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
6606          class, however, such a reference is an instantiation.  */
6607       if ((entering_scope
6608            || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6609            || currently_open_class (template_type))
6610           /* comp_template_args is expensive, check it last.  */
6611           && comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
6612                                  arglist))
6613         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, template_type);
6614
6615       /* If we already have this specialization, return it.  */
6616       elt.tmpl = gen_tmpl;
6617       elt.args = arglist;
6618       hash = hash_specialization (&elt);
6619       entry = (spec_entry *) htab_find_with_hash (type_specializations,
6620                                                   &elt, hash);
6621
6622       if (entry)
6623         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, entry->spec);
6624
6625       is_dependent_type = uses_template_parms (arglist);
6626
6627       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
6628          failed.  */
6629       if (!is_dependent_type
6630           && check_instantiated_args (gen_tmpl,
6631                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6632                                       complain))
6633         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
6634
6635       if (!is_dependent_type
6636           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6637           && !LAMBDA_TYPE_P (TREE_TYPE (gen_tmpl))
6638           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (gen_tmpl)) == NAMESPACE_DECL)
6639         {
6640           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (gen_tmpl),
6641                                       DECL_NAME (gen_tmpl),
6642                                       /*tag_scope=*/ts_global);
6643           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
6644         }
6645
6646       context = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), arglist,
6647                         complain, in_decl);
6648       if (!context)
6649         context = global_namespace;
6650
6651       /* Create the type.  */
6652       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
6653         {
6654           if (!is_dependent_type)
6655             {
6656               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
6657               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type),
6658                               tsubst (ENUM_UNDERLYING_TYPE (template_type),
6659                                       arglist, complain, in_decl),
6660                               SCOPED_ENUM_P (template_type));
6661             }
6662           else
6663             {
6664               /* We don't want to call start_enum for this type, since
6665                  the values for the enumeration constants may involve
6666                  template parameters.  And, no one should be interested
6667                  in the enumeration constants for such a type.  */
6668               t = cxx_make_type (ENUMERAL_TYPE);
6669               SET_SCOPED_ENUM_P (t, SCOPED_ENUM_P (template_type));
6670             }
6671         }
6672       else
6673         {
6674           t = make_class_type (TREE_CODE (template_type));
6675           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
6676             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
6677           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
6678           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
6679
6680           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
6681           if (context == current_function_decl)
6682             pushtag (DECL_NAME (gen_tmpl), t, /*tag_scope=*/ts_current);
6683
6684           if (comp_template_args (CLASSTYPE_TI_ARGS (template_type), arglist))
6685             /* This instantiation is another name for the primary
6686                template type. Set the TYPE_CANONICAL field
6687                appropriately. */
6688             TYPE_CANONICAL (t) = template_type;
6689           else if (any_template_arguments_need_structural_equality_p (arglist))
6690             /* Some of the template arguments require structural
6691                equality testing, so this template class requires
6692                structural equality testing. */
6693             SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (t);
6694         }
6695
6696       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
6697          will already be set up.  */
6698       if (!TYPE_NAME (t))
6699         {
6700           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
6701
6702           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (gen_tmpl), t);
6703           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
6704           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
6705             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6706         }
6707       else
6708         type_decl = TYPE_NAME (t);
6709
6710       TREE_PRIVATE (type_decl)
6711         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6712       TREE_PROTECTED (type_decl)
6713         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
6714       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
6715         {
6716           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
6717           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
6718         }
6719
6720       /* Let's consider the explicit specialization of a member
6721          of a class template specialization that is implicitely instantiated,
6722          e.g.:
6723              template<class T>
6724              struct S
6725              {
6726                template<class U> struct M {}; //#0
6727              };
6728
6729              template<>
6730              template<>
6731              struct S<int>::M<char> //#1
6732              {
6733                int i;
6734              };
6735         [temp.expl.spec]/4 says this is valid.
6736
6737         In this case, when we write:
6738         S<int>::M<char> m;
6739
6740         M is instantiated from the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of #1, not from
6741         the one of #0.
6742
6743         When we encounter #1, we want to store the partial instantiation
6744         of M (template<class T> S<int>::M<T>) in it's CLASSTYPE_TI_TEMPLATE.
6745
6746         For all cases other than this "explicit specialization of member of a
6747         class template", we just want to store the most general template into
6748         the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of M.
6749
6750         This case of "explicit specialization of member of a class template"
6751         only happens when:
6752         1/ the enclosing class is an instantiation of, and therefore not
6753         the same as, the context of the most general template, and
6754         2/ we aren't looking at the partial instantiation itself, i.e.
6755         the innermost arguments are not the same as the innermost parms of
6756         the most general template.
6757
6758         So it's only when 1/ and 2/ happens that we want to use the partial
6759         instantiation of the member template in lieu of its most general
6760         template.  */
6761
6762       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6763           && TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (arglist)
6764           /* the enclosing class must be an instantiation...  */
6765           && CLASS_TYPE_P (context)
6766           && !same_type_p (context, DECL_CONTEXT (gen_tmpl)))
6767         {
6768           tree partial_inst_args;
6769           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6770           ++processing_template_decl;
6771           partial_inst_args =
6772             tsubst (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS
6773                         (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (gen_tmpl))),
6774                     arglist, complain, NULL_TREE);
6775           --processing_template_decl;
6776           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
6777           use_partial_inst_tmpl =
6778             /*...and we must not be looking at the partial instantiation
6779              itself. */
6780             !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
6781                                  partial_inst_args);
6782         }
6783
6784       if (!use_partial_inst_tmpl)
6785         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
6786         found = gen_tmpl;
6787       else
6788         {
6789           /* This is a full instantiation of a member template.  Find
6790              the partial instantiation of which this is an instance.  */
6791
6792           /* Temporarily reduce by one the number of levels in the ARGLIST
6793              so as to avoid comparing the last set of arguments.  */
6794           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
6795           found = tsubst (gen_tmpl, arglist, complain, NULL_TREE);
6796           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
6797           found = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (found);
6798         }
6799
6800       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, build_template_info (found, arglist));
6801
6802       elt.spec = t;
6803       slot = (spec_entry **) htab_find_slot_with_hash (type_specializations,
6804                                                        &elt, hash, INSERT);
6805       *slot = ggc_alloc_spec_entry ();
6806       **slot = elt;
6807
6808       /* Note this use of the partial instantiation so we can check it
6809          later in maybe_process_partial_specialization.  */
6810       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ)
6811         = tree_cons (arglist, t,
6812                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ));
6813
6814       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE && !is_dependent_type)
6815         /* Now that the type has been registered on the instantiations
6816            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
6817            constants may involve the enumeration type itself, we make
6818            sure to register the type first, and then create the
6819            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
6820            constants won't result in recursive calls here; we'll find
6821            the instantiation and exit above.  */
6822         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
6823
6824       if (is_dependent_type)
6825         /* If the type makes use of template parameters, the
6826            code that generates debugging information will crash.  */
6827         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
6828
6829       /* Possibly limit visibility based on template args.  */
6830       TREE_PUBLIC (type_decl) = 1;
6831       determine_visibility (type_decl);
6832
6833       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
6834     }
6835   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
6836 }
6837 \f
6838 struct pair_fn_data
6839 {
6840   tree_fn_t fn;
6841   void *data;
6842   /* True when we should also visit template parameters that occur in
6843      non-deduced contexts.  */
6844   bool include_nondeduced_p;
6845   struct pointer_set_t *visited;
6846 };
6847
6848 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
6849
6850 static tree
6851 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
6852 {
6853   tree t = *tp;
6854   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
6855   tree_fn_t fn = pfd->fn;
6856   void *data = pfd->data;
6857
6858   if (TYPE_P (t)
6859       && (pfd->include_nondeduced_p || TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE)
6860       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited,
6861                                  pfd->include_nondeduced_p))
6862     return error_mark_node;
6863
6864   switch (TREE_CODE (t))
6865     {
6866     case RECORD_TYPE:
6867       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6868         break;
6869       /* Fall through.  */
6870
6871     case UNION_TYPE:
6872     case ENUMERAL_TYPE:
6873       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6874         *walk_subtrees = 0;
6875       else if (for_each_template_parm (TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
6876                                        fn, data, pfd->visited, 
6877                                        pfd->include_nondeduced_p))
6878         return error_mark_node;
6879       break;
6880
6881     case INTEGER_TYPE:
6882       if (for_each_template_parm (TYPE_MIN_VALUE (t),
6883                                   fn, data, pfd->visited, 
6884                                   pfd->include_nondeduced_p)
6885           || for_each_template_parm (TYPE_MAX_VALUE (t),
6886                                      fn, data, pfd->visited,
6887                                      pfd->include_nondeduced_p))
6888         return error_mark_node;
6889       break;
6890
6891     case METHOD_TYPE:
6892       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
6893          explicitly here.  */
6894       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
6895                                   pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6896         return error_mark_node;
6897       /* Fall through.  */
6898
6899     case FUNCTION_TYPE:
6900       /* Check the return type.  */
6901       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
6902                                   pfd->include_nondeduced_p))
6903         return error_mark_node;
6904
6905       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
6906          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
6907          contain expressions that involve template parameters.  But,
6908          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
6909          instantiated, they don't contain template parameters, so
6910          there's no point in looking at them then, either.  */
6911       {
6912         tree parm;
6913
6914         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
6915           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
6916                                       pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6917             return error_mark_node;
6918
6919         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
6920            want walk_tree walking into them itself.  */
6921         *walk_subtrees = 0;
6922       }
6923       break;
6924
6925     case TYPEOF_TYPE:
6926       if (pfd->include_nondeduced_p
6927           && for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
6928                                      pfd->visited, 
6929                                      pfd->include_nondeduced_p))
6930         return error_mark_node;
6931       break;
6932
6933     case FUNCTION_DECL:
6934     case VAR_DECL:
6935       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
6936           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
6937                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6938         return error_mark_node;
6939       /* Fall through.  */
6940
6941     case PARM_DECL:
6942     case CONST_DECL:
6943       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
6944           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
6945                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6946         return error_mark_node;
6947       if (DECL_CONTEXT (t)
6948           && pfd->include_nondeduced_p
6949           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
6950                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6951         return error_mark_node;
6952       break;
6953
6954     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6955       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
6956       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited,
6957                                   pfd->include_nondeduced_p))
6958         return error_mark_node;
6959       /* Fall through.  */
6960
6961     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6962     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
6963     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
6964       if (fn && (*fn)(t, data))
6965         return error_mark_node;
6966       else if (!fn)
6967         return error_mark_node;
6968       break;
6969
6970     case TEMPLATE_DECL:
6971       /* A template template parameter is encountered.  */
6972       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
6973           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
6974                                      pfd->include_nondeduced_p))
6975         return error_mark_node;
6976
6977       /* Already substituted template template parameter */
6978       *walk_subtrees = 0;
6979       break;
6980
6981     case TYPENAME_TYPE:
6982       if (!fn
6983           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
6984                                      data, pfd->visited, 
6985                                      pfd->include_nondeduced_p))
6986         return error_mark_node;
6987       break;
6988
6989     case CONSTRUCTOR:
6990       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
6991           && pfd->include_nondeduced_p
6992           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
6993                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
6994                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
6995         return error_mark_node;
6996       break;
6997
6998     case INDIRECT_REF:
6999     case COMPONENT_REF:
7000       /* If there's no type, then this thing must be some expression
7001          involving template parameters.  */
7002       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
7003         return error_mark_node;
7004       break;
7005
7006     case MODOP_EXPR:
7007     case CAST_EXPR:
7008     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7009     case CONST_CAST_EXPR:
7010     case STATIC_CAST_EXPR:
7011     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7012     case ARROW_EXPR:
7013     case DOTSTAR_EXPR:
7014     case TYPEID_EXPR:
7015     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7016       if (!fn)
7017         return error_mark_node;
7018       break;
7019
7020     default:
7021       break;
7022     }
7023
7024   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
7025   return NULL_TREE;
7026 }
7027
7028 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
7029    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
7030    call FN with the parameter and the DATA.
7031    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
7032    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
7033    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
7034    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
7035    considered to be the function which always returns 1.
7036
7037    If INCLUDE_NONDEDUCED_P, then this routine will also visit template
7038    parameters that occur in non-deduced contexts.  When false, only
7039    visits those template parameters that can be deduced.  */
7040
7041 static int
7042 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
7043                         struct pointer_set_t *visited,
7044                         bool include_nondeduced_p)
7045 {
7046   struct pair_fn_data pfd;
7047   int result;
7048
7049   /* Set up.  */
7050   pfd.fn = fn;
7051   pfd.data = data;
7052   pfd.include_nondeduced_p = include_nondeduced_p;
7053
7054   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
7055      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
7056      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
7057      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
7058      visited list.)  */
7059   if (visited)
7060     pfd.visited = visited;
7061   else
7062     pfd.visited = pointer_set_create ();
7063   result = cp_walk_tree (&t,
7064                          for_each_template_parm_r,
7065                          &pfd,
7066                          pfd.visited) != NULL_TREE;
7067
7068   /* Clean up.  */
7069   if (!visited)
7070     {
7071       pointer_set_destroy (pfd.visited);
7072       pfd.visited = 0;
7073     }
7074
7075   return result;
7076 }
7077
7078 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
7079
7080 int
7081 uses_template_parms (tree t)
7082 {
7083   bool dependent_p;
7084   int saved_processing_template_decl;
7085
7086   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
7087   if (!saved_processing_template_decl)
7088     processing_template_decl = 1;
7089   if (TYPE_P (t))
7090     dependent_p = dependent_type_p (t);
7091   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
7092     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
7093   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
7094     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
7095                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
7096   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
7097     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
7098   else if (DECL_P (t)
7099            || EXPR_P (t)
7100            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
7101            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
7102            || TREE_CODE (t) == BASELINK
7103            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
7104            || TREE_CODE (t) == TRAIT_EXPR
7105            || TREE_CODE (t) == CONSTRUCTOR
7106            || CONSTANT_CLASS_P (t))
7107     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
7108                    || value_dependent_expression_p (t));
7109   else
7110     {
7111       gcc_assert (t == error_mark_node);
7112       dependent_p = false;
7113     }
7114
7115   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
7116
7117   return dependent_p;
7118 }
7119
7120 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
7121
7122 int
7123 uses_template_parms_level (tree t, int level)
7124 {
7125   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL,
7126                                  /*include_nondeduced_p=*/true);
7127 }
7128
7129 static int tinst_depth;
7130 extern int max_tinst_depth;
7131 #ifdef GATHER_STATISTICS
7132 int depth_reached;
7133 #endif
7134 static int tinst_level_tick;
7135 static int last_template_error_tick;
7136
7137 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
7138    for diagnostics and to restore it later.  */
7139
7140 int
7141 push_tinst_level (tree d)
7142 {
7143   struct tinst_level *new_level;
7144
7145   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
7146     {
7147       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
7148          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
7149          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
7150       if (uses_template_parms (d))
7151         return 0;
7152
7153       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
7154       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
7155              "-ftemplate-depth= to increase the maximum) instantiating %qD",
7156              max_tinst_depth, d);
7157
7158       print_instantiation_context ();
7159
7160       return 0;
7161     }
7162
7163   new_level = ggc_alloc_tinst_level ();
7164   new_level->decl = d;
7165   new_level->locus = input_location;
7166   new_level->in_system_header_p = in_system_header;
7167   new_level->next = current_tinst_level;
7168   current_tinst_level = new_level;
7169
7170   ++tinst_depth;
7171 #ifdef GATHER_STATISTICS
7172   if (tinst_depth > depth_reached)
7173     depth_reached = tinst_depth;
7174 #endif
7175
7176   ++tinst_level_tick;
7177   return 1;
7178 }
7179
7180 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
7181    context.  */
7182
7183 void
7184 pop_tinst_level (void)
7185 {
7186   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
7187      this instantiation.  */
7188   input_location = current_tinst_level->locus;
7189   current_tinst_level = current_tinst_level->next;
7190   --tinst_depth;
7191   ++tinst_level_tick;
7192 }
7193
7194 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
7195    instantiation context in which the instantiation was requested, which
7196    is one step out from LEVEL.  Return the corresponding DECL or TYPE.  */
7197
7198 static tree
7199 reopen_tinst_level (struct tinst_level *level)
7200 {
7201   struct tinst_level *t;
7202
7203   tinst_depth = 0;
7204   for (t = level; t; t = t->next)
7205     ++tinst_depth;
7206
7207   current_tinst_level = level;
7208   pop_tinst_level ();
7209   return level->decl;
7210 }
7211
7212 /* Returns the TINST_LEVEL which gives the original instantiation
7213    context.  */
7214
7215 struct tinst_level *
7216 outermost_tinst_level (void)
7217 {
7218   struct tinst_level *level = current_tinst_level;
7219   if (level)
7220     while (level->next)
7221       level = level->next;
7222   return level;
7223 }
7224
7225 /* Returns TRUE if PARM is a parameter of the template TEMPL.  */
7226
7227 bool
7228 parameter_of_template_p (tree parm, tree templ)
7229 {
7230   tree parms;
7231   int i;
7232
7233   if (!parm || !templ)
7234     return false;
7235
7236   gcc_assert (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm));
7237   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
7238
7239   parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (templ);
7240   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
7241
7242   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
7243     if (parm == TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i)))
7244       return true;
7245
7246   return false;
7247 }
7248
7249 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
7250    vector of template arguments, as for tsubst.
7251
7252    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
7253
7254 static tree
7255 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
7256 {
7257   tree new_friend;
7258
7259   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
7260       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
7261       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
7262     /* This was a friend declared with an explicit template
7263        argument list, e.g.:
7264
7265        friend void f<>(T);
7266
7267        to indicate that f was a template instantiation, not a new
7268        function declaration.  Now, we have to figure out what
7269        instantiation of what template.  */
7270     {
7271       tree template_id, arglist, fns;
7272       tree new_args;
7273       tree tmpl;
7274       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
7275
7276       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
7277          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
7278          current class with same name.  */
7279       push_nested_namespace (ns);
7280       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
7281                          tf_warning_or_error, NULL_TREE,
7282                          /*integral_constant_expression_p=*/false);
7283       pop_nested_namespace (ns);
7284       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
7285                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7286       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
7287
7288       new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7289       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
7290                                        &new_args,
7291                                        /*need_member_template=*/0,
7292                                        TREE_VEC_LENGTH (args),
7293                                        tsk_none);
7294       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
7295     }
7296
7297   new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7298
7299   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
7300      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
7301      the language.  For example, we might have had:
7302
7303      template <class T> struct S {
7304        template <class U> friend void f(T, U);
7305      };
7306
7307      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
7308      instantiation of anything.  */
7309   if (new_friend == error_mark_node)
7310     return error_mark_node;
7311
7312   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
7313   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
7314     {
7315       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
7316       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
7317         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
7318     }
7319
7320   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
7321      is not a template instantiation and should not be mangled like
7322      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
7323      later if we need it.  */
7324   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
7325     {
7326       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL);
7327       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
7328     }
7329
7330   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
7331     {
7332       tree old_decl;
7333       tree new_friend_template_info;
7334       tree new_friend_result_template_info;
7335       tree ns;
7336       int  new_friend_is_defn;
7337
7338       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
7339          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
7340          possible.  */
7341       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
7342       new_friend_is_defn =
7343             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
7344                            (template_for_substitution (new_friend)))
7345              != NULL_TREE);
7346       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
7347         {
7348           /* This declaration is a `primary' template.  */
7349           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
7350
7351           new_friend_result_template_info
7352             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
7353         }
7354       else
7355         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
7356
7357       /* Make the init_value nonzero so pushdecl knows this is a defn.  */
7358       if (new_friend_is_defn)
7359         DECL_INITIAL (new_friend) = error_mark_node;
7360
7361       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
7362          current namespace. However, the friend function should go
7363          into the namespace of the template.  */
7364       ns = decl_namespace_context (new_friend);
7365       push_nested_namespace (ns);
7366       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
7367       pop_nested_namespace (ns);
7368
7369       if (old_decl == error_mark_node)
7370         return error_mark_node;
7371
7372       if (old_decl != new_friend)
7373         {
7374           /* This new friend declaration matched an existing
7375              declaration.  For example, given:
7376
7377                template <class T> void f(T);
7378                template <class U> class C {
7379                  template <class T> friend void f(T) {}
7380                };
7381
7382              the friend declaration actually provides the definition
7383              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
7384              old_decl will be the out-of-class template declaration,
7385              while new_friend is the in-class definition.
7386
7387              But, if `f' was called before this point, the
7388              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
7389              to `T' but not to `U', references to which might appear
7390              in the definition of `f'.  Previously, the most general
7391              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
7392              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
7393              run through all specialization of `f', adding to their
7394              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
7395              new set of outer arguments, corresponding to the
7396              arguments for this class instantiation.
7397
7398              The same situation can arise with something like this:
7399
7400                friend void f(int);
7401                template <class T> class C {
7402                  friend void f(T) {}
7403                };
7404
7405              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
7406              in the class.  */
7407
7408           if (!new_friend_is_defn)
7409             /* On the other hand, if the in-class declaration does
7410                *not* provide a definition, then we don't want to alter
7411                existing definitions.  We can just leave everything
7412                alone.  */
7413             ;
7414           else
7415             {
7416               tree new_template = TI_TEMPLATE (new_friend_template_info);
7417               tree new_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
7418
7419               /* Overwrite whatever template info was there before, if
7420                  any, with the new template information pertaining to
7421                  the declaration.  */
7422               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
7423
7424               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
7425                 {
7426                   /* We should have called reregister_specialization in
7427                      duplicate_decls.  */
7428                   gcc_assert (retrieve_specialization (new_template,
7429                                                        new_args, 0)
7430                               == old_decl);
7431
7432                   /* Instantiate it if the global has already been used.  */
7433                   if (DECL_ODR_USED (old_decl))
7434                     instantiate_decl (old_decl, /*defer_ok=*/true,
7435                                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
7436                 }
7437               else
7438                 {
7439                   tree t;
7440
7441                   /* Indicate that the old function template is a partial
7442                      instantiation.  */
7443                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
7444                     = new_friend_result_template_info;
7445
7446                   gcc_assert (new_template
7447                               == most_general_template (new_template));
7448                   gcc_assert (new_template != old_decl);
7449
7450                   /* Reassign any specializations already in the hash table
7451                      to the new more general template, and add the
7452                      additional template args.  */
7453                   for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl);
7454                        t != NULL_TREE;
7455                        t = TREE_CHAIN (t))
7456                     {
7457                       tree spec = TREE_VALUE (t);
7458                       spec_entry elt;
7459
7460                       elt.tmpl = old_decl;
7461                       elt.args = DECL_TI_ARGS (spec);
7462                       elt.spec = NULL_TREE;
7463
7464                       htab_remove_elt (decl_specializations, &elt);
7465
7466                       DECL_TI_ARGS (spec)
7467                         = add_outermost_template_args (new_args,
7468                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
7469
7470                       register_specialization
7471                         (spec, new_template, DECL_TI_ARGS (spec), true, 0);
7472
7473                     }
7474                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
7475                 }
7476             }
7477
7478           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
7479              by duplicate_decls.  */
7480           new_friend = old_decl;
7481         }
7482     }
7483   else
7484     {
7485       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
7486       bool dependent_p;
7487
7488       /* In the code
7489            template <class T> class C {
7490              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
7491              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
7492            };
7493          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
7494          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
7495          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
7496          this isn't true for case 2.  */
7497       ++processing_template_decl;
7498       dependent_p = dependent_type_p (context);
7499       --processing_template_decl;
7500
7501       if (!dependent_p
7502           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
7503         return error_mark_node;
7504
7505       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
7506         {
7507           /* Check to see that the declaration is really present, and,
7508              possibly obtain an improved declaration.  */
7509           tree fn = check_classfn (context,
7510                                    new_friend, NULL_TREE);
7511
7512           if (fn)
7513             new_friend = fn;
7514         }
7515     }
7516
7517   return new_friend;
7518 }
7519
7520 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
7521    template arguments, as for tsubst.
7522
7523    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
7524    failure.  */
7525
7526 static tree
7527 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
7528 {
7529   tree friend_type;
7530   tree tmpl;
7531   tree context;
7532
7533   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
7534
7535   if (context)
7536     {
7537       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
7538         push_nested_namespace (context);
7539       else
7540         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
7541     }
7542
7543   /* Look for a class template declaration.  We look for hidden names
7544      because two friend declarations of the same template are the
7545      same.  For example, in:
7546
7547        struct A { 
7548          template <typename> friend class F;
7549        };
7550        template <typename> struct B { 
7551          template <typename> friend class F;
7552        };
7553
7554      both F templates are the same.  */
7555   tmpl = lookup_name_real (DECL_NAME (friend_tmpl), 0, 0,
7556                            /*block_p=*/true, 0, 
7557                            LOOKUP_COMPLAIN | LOOKUP_HIDDEN);
7558
7559   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
7560      situation like this:
7561
7562        template <class T>
7563        struct S {
7564          template <class U>
7565          friend struct S;
7566        };
7567
7568      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
7569      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
7570   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
7571     {
7572       tmpl = lookup_name_prefer_type (DECL_NAME (friend_tmpl), 1);
7573       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
7574     }
7575
7576   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
7577     {
7578       /* The friend template has already been declared.  Just
7579          check to see that the declarations match, and install any new
7580          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
7581          of course.  We only need the innermost template parameters
7582          because that is all that redeclare_class_template will look
7583          at.  */
7584       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
7585           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
7586         {
7587           tree parms;
7588           location_t saved_input_location;
7589           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
7590                                          args, tf_warning_or_error);
7591
7592           saved_input_location = input_location;
7593           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (friend_tmpl);
7594           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
7595           input_location = saved_input_location;
7596           
7597         }
7598
7599       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
7600     }
7601   else
7602     {
7603       /* The friend template has not already been declared.  In this
7604          case, the instantiation of the template class will cause the
7605          injection of this template into the global scope.  */
7606       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7607       if (tmpl == error_mark_node)
7608         return error_mark_node;
7609
7610       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
7611          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
7612          the new type because that is supposed to be the corresponding
7613          template decl, i.e., TMPL.  */
7614       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
7615       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
7616       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
7617       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
7618         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
7619
7620       /* Inject this template into the global scope.  */
7621       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
7622     }
7623
7624   if (context)
7625     {
7626       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
7627         pop_nested_namespace (context);
7628       else
7629         pop_nested_class ();
7630     }
7631
7632   return friend_type;
7633 }
7634
7635 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
7636    Otherwise returns one.  */
7637
7638 static int
7639 can_complete_type_without_circularity (tree type)
7640 {
7641   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
7642     return 0;
7643   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
7644     return 1;
7645   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
7646     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
7647   else if (CLASS_TYPE_P (type)
7648            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
7649     return 0;
7650   else
7651     return 1;
7652 }
7653
7654 /* Apply any attributes which had to be deferred until instantiation
7655    time.  DECL_P, ATTRIBUTES and ATTR_FLAGS are as cplus_decl_attributes;
7656    ARGS, COMPLAIN, IN_DECL are as tsubst.  */
7657
7658 static void
7659 apply_late_template_attributes (tree *decl_p, tree attributes, int attr_flags,
7660                                 tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7661 {
7662   tree last_dep = NULL_TREE;
7663   tree t;
7664   tree *p;
7665
7666   for (t = attributes; t; t = TREE_CHAIN (t))
7667     if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
7668       {
7669         last_dep = t;
7670         attributes = copy_list (attributes);
7671         break;
7672       }
7673
7674   if (DECL_P (*decl_p))
7675     {
7676       if (TREE_TYPE (*decl_p) == error_mark_node)
7677         return;
7678       p = &DECL_ATTRIBUTES (*decl_p);
7679     }
7680   else
7681     p = &TYPE_ATTRIBUTES (*decl_p);
7682
7683   if (last_dep)
7684     {
7685       tree late_attrs = NULL_TREE;
7686       tree *q = &late_attrs;
7687
7688       for (*p = attributes; *p; )
7689         {
7690           t = *p;
7691           if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
7692             {
7693               *p = TREE_CHAIN (t);
7694               TREE_CHAIN (t) = NULL_TREE;
7695               /* If the first attribute argument is an identifier, don't
7696                  pass it through tsubst.  Attributes like mode, format,
7697                  cleanup and several target specific attributes expect it
7698                  unmodified.  */
7699               if (TREE_VALUE (t)
7700                   && TREE_CODE (TREE_VALUE (t)) == TREE_LIST
7701                   && TREE_VALUE (TREE_VALUE (t))
7702                   && (TREE_CODE (TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)))
7703                       == IDENTIFIER_NODE))
7704                 {
7705                   tree chain
7706                     = tsubst_expr (TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)), args, complain,
7707                                    in_decl,
7708                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
7709                   if (chain != TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)))
7710                     TREE_VALUE (t)
7711                       = tree_cons (NULL_TREE, TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)),
7712                                    chain);
7713                 }
7714               else
7715                 TREE_VALUE (t)
7716                   = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), args, complain, in_decl,
7717                                  /*integral_constant_expression_p=*/false);
7718               *q = t;
7719               q = &TREE_CHAIN (t);
7720             }
7721           else
7722             p = &TREE_CHAIN (t);
7723         }
7724
7725       cplus_decl_attributes (decl_p, late_attrs, attr_flags);
7726     }
7727 }
7728
7729 /* Perform (or defer) access check for typedefs that were referenced
7730    from within the template TMPL code.
7731    This is a subroutine of instantiate_template and instantiate_class_template.
7732    TMPL is the template to consider and TARGS is the list of arguments of
7733    that template.  */
7734
7735 static void
7736 perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs)
7737 {
7738   location_t saved_location;
7739   int i;
7740   qualified_typedef_usage_t *iter;
7741
7742   if (!tmpl
7743       || (!CLASS_TYPE_P (tmpl)
7744           && TREE_CODE (tmpl) != FUNCTION_DECL))
7745     return;
7746
7747   saved_location = input_location;
7748   FOR_EACH_VEC_ELT (qualified_typedef_usage_t,
7749                     get_types_needing_access_check (tmpl),
7750                     i, iter)
7751     {
7752       tree type_decl = iter->typedef_decl;
7753       tree type_scope = iter->context;
7754
7755       if (!type_decl || !type_scope || !CLASS_TYPE_P (type_scope))
7756         continue;
7757
7758       if (uses_template_parms (type_decl))
7759         type_decl = tsubst (type_decl, targs, tf_error, NULL_TREE);
7760       if (uses_template_parms (type_scope))
7761         type_scope = tsubst (type_scope, targs, tf_error, NULL_TREE);
7762
7763       /* Make access check error messages point to the location
7764          of the use of the typedef.  */
7765       input_location = iter->locus;
7766       perform_or_defer_access_check (TYPE_BINFO (type_scope),
7767                                      type_decl, type_decl);
7768     }
7769     input_location = saved_location;
7770 }
7771
7772 tree
7773 instantiate_class_template (tree type)
7774 {
7775   tree templ, args, pattern, t, member;
7776   tree typedecl;
7777   tree pbinfo;
7778   tree base_list;
7779   unsigned int saved_maximum_field_alignment;
7780
7781   if (type == error_mark_node)
7782     return error_mark_node;
7783
7784   if (COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (type)
7785       || uses_template_parms (type))
7786     return type;
7787
7788   /* Figure out which template is being instantiated.  */
7789   templ = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
7790   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
7791
7792   /* Determine what specialization of the original template to
7793      instantiate.  */
7794   t = most_specialized_class (type, templ, tf_warning_or_error);
7795   if (t == error_mark_node)
7796     {
7797       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
7798       return error_mark_node;
7799     }
7800   else if (t)
7801     {
7802       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
7803          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
7804          the arguments appropriate for substitution.  For example,
7805          given:
7806
7807            template <class T> struct S {};
7808            template <class T> struct S<T*> {};
7809
7810          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
7811          presently be {int*} -- but we need {int}.  */
7812       pattern = TREE_TYPE (t);
7813       args = TREE_PURPOSE (t);
7814     }
7815   else
7816     {
7817       pattern = TREE_TYPE (templ);
7818       args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
7819     }
7820
7821   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
7822      there's nothing we can do.  */
7823   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
7824     return type;
7825
7826   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
7827   if (! push_tinst_level (type))
7828     return type;
7829
7830   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
7831      the process of being defined.  */
7832   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
7833
7834   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
7835      it now.  */
7836   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
7837
7838   push_to_top_level ();
7839   /* Use #pragma pack from the template context.  */
7840   saved_maximum_field_alignment = maximum_field_alignment;
7841   maximum_field_alignment = TYPE_PRECISION (pattern);
7842
7843   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
7844
7845   /* Set the input location to the most specialized template definition.
7846      This is needed if tsubsting causes an error.  */
7847   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (pattern);
7848   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (type)) =
7849     DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
7850
7851   TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (pattern);
7852   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
7853   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
7854   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
7855   TYPE_HAS_COPY_ASSIGN (type) = TYPE_HAS_COPY_ASSIGN (pattern);
7856   TYPE_HAS_CONST_COPY_ASSIGN (type) = TYPE_HAS_CONST_COPY_ASSIGN (pattern);
7857   TYPE_HAS_COPY_CTOR (type) = TYPE_HAS_COPY_CTOR (pattern);
7858   TYPE_HAS_CONST_COPY_CTOR (type) = TYPE_HAS_CONST_COPY_CTOR (pattern);
7859   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
7860   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
7861   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
7862   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
7863   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
7864   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
7865   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
7866     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
7867   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
7868     {
7869       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
7870       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
7871     }
7872
7873   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
7874
7875   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
7876      class; we need to look up the nested class by name before we can
7877      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
7878      class.  */
7879   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
7880               || COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type)));
7881
7882   base_list = NULL_TREE;
7883   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
7884     {
7885       tree pbase_binfo;
7886       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
7887       tree pushed_scope;
7888       int i;
7889
7890       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
7891          the accessibility of types named in dependent bases are
7892          looked up from.  */
7893       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
7894
7895       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
7896          basetypes.  */
7897       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
7898         {
7899           tree base;
7900           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
7901           tree expanded_bases = NULL_TREE;
7902           int idx, len = 1;
7903
7904           if (PACK_EXPANSION_P (BINFO_TYPE (pbase_binfo)))
7905             {
7906               expanded_bases = 
7907                 tsubst_pack_expansion (BINFO_TYPE (pbase_binfo),
7908                                        args, tf_error, NULL_TREE);
7909               if (expanded_bases == error_mark_node)
7910                 continue;
7911
7912               len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
7913             }
7914
7915           for (idx = 0; idx < len; idx++)
7916             {
7917               if (expanded_bases)
7918                 /* Extract the already-expanded base class.  */
7919                 base = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, idx);
7920               else
7921                 /* Substitute to figure out the base class.  */
7922                 base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, 
7923                                NULL_TREE);
7924
7925               if (base == error_mark_node)
7926                 continue;
7927
7928               base_list = tree_cons (access, base, base_list);
7929               if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
7930                 TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
7931             }
7932         }
7933
7934       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
7935       base_list = nreverse (base_list);
7936
7937       if (pushed_scope)
7938         pop_scope (pushed_scope);
7939     }
7940   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
7941      information.  */
7942   xref_basetypes (type, base_list);
7943
7944   apply_late_template_attributes (&type, TYPE_ATTRIBUTES (pattern),
7945                                   (int) ATTR_FLAG_TYPE_IN_PLACE,
7946                                   args, tf_error, NULL_TREE);
7947
7948   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
7949      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
7950      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
7951      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
7952      class, except we also need to push the enclosing classes.  */
7953   push_nested_class (type);
7954
7955   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
7956   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
7957        member; member = TREE_CHAIN (member))
7958     {
7959       tree t = TREE_VALUE (member);
7960
7961       if (TREE_PURPOSE (member))
7962         {
7963           if (TYPE_P (t))
7964             {
7965               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
7966
7967               tree newtag;
7968               bool class_template_p;
7969
7970               class_template_p = (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE
7971                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
7972                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (t));
7973               /* If the member is a class template, then -- even after
7974                  substitution -- there may be dependent types in the
7975                  template argument list for the class.  We increment
7976                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
7977                  that function will assume that no types are dependent
7978                  when outside of a template.  */
7979               if (class_template_p)
7980                 ++processing_template_decl;
7981               newtag = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
7982               if (class_template_p)
7983                 --processing_template_decl;
7984               if (newtag == error_mark_node)
7985                 continue;
7986
7987               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
7988                 {
7989                   tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7990
7991                   if (class_template_p)
7992                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
7993                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
7994                        instantiation (i.e., for the type of a member
7995                        template class nested within a template class.)
7996                        This behavior is required for
7997                        maybe_process_partial_specialization to work
7998                        correctly, but is not accurate in this case;
7999                        the TAG is not an instantiation of anything.
8000                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
8001                        instantiation, but the TYPE is not.) */
8002                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
8003
8004                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
8005                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
8006                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
8007                      this for enums because it will already have been done in
8008                      tsubst_enum.  */
8009                   if (name)
8010                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
8011                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
8012                 }
8013             }
8014           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
8015                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
8016             {
8017               /* Build new TYPE_METHODS.  */
8018               tree r;
8019
8020               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8021                 ++processing_template_decl;
8022               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
8023               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8024                 --processing_template_decl;
8025               set_current_access_from_decl (r);
8026               finish_member_declaration (r);
8027             }
8028           else
8029             {
8030               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
8031               if (TREE_CODE (t) == STATIC_ASSERT)
8032                 {
8033                   tree condition = 
8034                     tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), args, 
8035                                  tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8036                                  /*integral_constant_expression_p=*/true);
8037                   finish_static_assert (condition,
8038                                         STATIC_ASSERT_MESSAGE (t), 
8039                                         STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
8040                                         /*member_p=*/true);
8041                 }
8042               else if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
8043                 {
8044                   tree r;
8045
8046                   /* The file and line for this declaration, to
8047                      assist in error message reporting.  Since we
8048                      called push_tinst_level above, we don't need to
8049                      restore these.  */
8050                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8051
8052                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8053                     ++processing_template_decl;
8054                   r = tsubst (t, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8055                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8056                     --processing_template_decl;
8057                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
8058                     {
8059                       /* In [temp.inst]:
8060
8061                            [t]he initialization (and any associated
8062                            side-effects) of a static data member does
8063                            not occur unless the static data member is
8064                            itself used in a way that requires the
8065                            definition of the static data member to
8066                            exist.
8067
8068                          Therefore, we do not substitute into the
8069                          initialized for the static data member here.  */
8070                       finish_static_data_member_decl
8071                         (r,
8072                          /*init=*/NULL_TREE,
8073                          /*init_const_expr_p=*/false,
8074                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
8075                          /*flags=*/0);
8076                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
8077                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
8078                     }
8079                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
8080                     {
8081                       /* Determine whether R has a valid type and can be
8082                          completed later.  If R is invalid, then it is
8083                          replaced by error_mark_node so that it will not be
8084                          added to TYPE_FIELDS.  */
8085                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
8086                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
8087                         complete_type (rtype);
8088
8089                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
8090                         {
8091                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
8092                           r = error_mark_node;
8093                         }
8094                     }
8095
8096                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
8097                      such a thing will already have been added to the field
8098                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
8099                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
8100                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
8101                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
8102                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
8103                     {
8104                       set_current_access_from_decl (r);
8105                       finish_member_declaration (r);
8106                     }
8107                 }
8108             }
8109         }
8110       else
8111         {
8112           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
8113             {
8114               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
8115
8116               tree friend_type = t;
8117               bool adjust_processing_template_decl = false;
8118
8119               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
8120                 {
8121                   /* template <class T> friend class C;  */
8122                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
8123                   adjust_processing_template_decl = true;
8124                 }
8125               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
8126                 {
8127                   /* template <class T> friend class C::D;  */
8128                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
8129                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8130                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
8131                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
8132                   adjust_processing_template_decl = true;
8133                 }
8134               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
8135                 {
8136                   /* This could be either
8137
8138                        friend class T::C;
8139
8140                      when dependent_type_p is false or
8141
8142                        template <class U> friend class T::C;
8143
8144                      otherwise.  */
8145                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
8146                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8147                   /* Bump processing_template_decl for correct
8148                      dependent_type_p calculation.  */
8149                   ++processing_template_decl;
8150                   if (dependent_type_p (friend_type))
8151                     adjust_processing_template_decl = true;
8152                   --processing_template_decl;
8153                 }
8154               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
8155                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
8156                 {
8157                   /* friend class C;
8158
8159                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
8160                      from namespace scope directly, bypassing any name that
8161                      come from dependent base class.  */
8162                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
8163
8164                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
8165                      classes.  */
8166                   push_nested_namespace (ns);
8167                   friend_type =
8168                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
8169                                         /*tag_scope=*/ts_current);
8170                   pop_nested_namespace (ns);
8171                 }
8172               else if (uses_template_parms (friend_type))
8173                 /* friend class C<T>;  */
8174                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
8175                                       tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8176               /* Otherwise it's
8177
8178                    friend class C;
8179
8180                  where C is already declared or
8181
8182                    friend class C<int>;
8183
8184                  We don't have to do anything in these cases.  */
8185
8186               if (adjust_processing_template_decl)
8187                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
8188                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
8189                    important that we use make_friend_class since it will
8190                    perform some error-checking and output cross-reference
8191                    information.  */
8192                 ++processing_template_decl;
8193
8194               if (friend_type != error_mark_node)
8195                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
8196
8197               if (adjust_processing_template_decl)
8198                 --processing_template_decl;
8199             }
8200           else
8201             {
8202               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
8203               tree r;
8204
8205               /* The file and line for this declaration, to
8206                  assist in error message reporting.  Since we
8207                  called push_tinst_level above, we don't need to
8208                  restore these.  */
8209               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8210
8211               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8212                 {
8213                   ++processing_template_decl;
8214                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
8215                 }
8216
8217               r = tsubst_friend_function (t, args);
8218               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
8219               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8220                 {
8221                   pop_deferring_access_checks ();
8222                   --processing_template_decl;
8223                 }
8224             }
8225         }
8226     }
8227
8228   /* Set the file and line number information to whatever is given for
8229      the class itself.  This puts error messages involving generated
8230      implicit functions at a predictable point, and the same point
8231      that would be used for non-template classes.  */
8232   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
8233
8234   unreverse_member_declarations (type);
8235   finish_struct_1 (type);
8236   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
8237
8238   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
8239      any member functions.  We don't do this earlier because the
8240      default arguments may reference members of the class.  */
8241   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (templ))
8242     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = DECL_CHAIN (t))
8243       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
8244           /* Implicitly generated member functions will not have template
8245              information; they are not instantiations, but instead are
8246              created "fresh" for each instantiation.  */
8247           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
8248         tsubst_default_arguments (t);
8249
8250   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
8251      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
8252      added to the template at parsing time. Let's get those and perform
8253      the access checks then.  */
8254   perform_typedefs_access_check (pattern, args);
8255   perform_deferred_access_checks ();
8256   pop_nested_class ();
8257   maximum_field_alignment = saved_maximum_field_alignment;
8258   pop_from_top_level ();
8259   pop_deferring_access_checks ();
8260   pop_tinst_level ();
8261
8262   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
8263      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
8264      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
8265      the keyed_classes list.  */
8266   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
8267     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
8268
8269   return type;
8270 }
8271
8272 static tree
8273 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8274 {
8275   tree r;
8276
8277   if (!t)
8278     r = t;
8279   else if (TYPE_P (t))
8280     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
8281   else
8282     {
8283       if (!(complain & tf_warning))
8284         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
8285       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl,
8286                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
8287       if (!(complain & tf_warning))
8288         --c_inhibit_evaluation_warnings;
8289     }
8290   return r;
8291 }
8292
8293 /* Give a chain SPEC_PARM of PARM_DECLs, pack them into a
8294    NONTYPE_ARGUMENT_PACK.  */
8295
8296 static tree
8297 make_fnparm_pack (tree spec_parm)
8298 {
8299   /* Collect all of the extra "packed" parameters into an
8300      argument pack.  */
8301   tree parmvec;
8302   tree parmtypevec;
8303   tree argpack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
8304   tree argtypepack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
8305   int i, len = list_length (spec_parm);
8306
8307   /* Fill in PARMVEC and PARMTYPEVEC with all of the parameters.  */
8308   parmvec = make_tree_vec (len);
8309   parmtypevec = make_tree_vec (len);
8310   for (i = 0; i < len; i++, spec_parm = DECL_CHAIN (spec_parm))
8311     {
8312       TREE_VEC_ELT (parmvec, i) = spec_parm;
8313       TREE_VEC_ELT (parmtypevec, i) = TREE_TYPE (spec_parm);
8314     }
8315
8316   /* Build the argument packs.  */
8317   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argpack, parmvec);
8318   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argtypepack, parmtypevec);
8319   TREE_TYPE (argpack) = argtypepack;
8320
8321   return argpack;
8322 }        
8323
8324 /* Substitute ARGS into T, which is an pack expansion
8325    (i.e. TYPE_PACK_EXPANSION or EXPR_PACK_EXPANSION). Returns a
8326    TREE_VEC with the substituted arguments, a PACK_EXPANSION_* node
8327    (if only a partial substitution could be performed) or
8328    ERROR_MARK_NODE if there was an error.  */
8329 tree
8330 tsubst_pack_expansion (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
8331                        tree in_decl)
8332 {
8333   tree pattern;
8334   tree pack, packs = NULL_TREE, unsubstituted_packs = NULL_TREE;
8335   int i, len = -1;
8336   tree result;
8337   int incomplete = 0;
8338   htab_t saved_local_specializations = NULL;
8339
8340   gcc_assert (PACK_EXPANSION_P (t));
8341   pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (t);
8342
8343   /* Determine the argument packs that will instantiate the parameter
8344      packs used in the expansion expression. While we're at it,
8345      compute the number of arguments to be expanded and make sure it
8346      is consistent.  */
8347   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (t); pack; 
8348        pack = TREE_CHAIN (pack))
8349     {
8350       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
8351       tree arg_pack = NULL_TREE;
8352       tree orig_arg = NULL_TREE;
8353
8354       if (TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL)
8355         {
8356           if (!cp_unevaluated_operand)
8357             arg_pack = retrieve_local_specialization (parm_pack);
8358           else
8359             {
8360               /* We can't rely on local_specializations for a parameter
8361                  name used later in a function declaration (such as in a
8362                  late-specified return type).  Even if it exists, it might
8363                  have the wrong value for a recursive call.  Just make a
8364                  dummy decl, since it's only used for its type.  */
8365               arg_pack = tsubst_decl (parm_pack, args, complain);
8366               arg_pack = make_fnparm_pack (arg_pack);
8367             }
8368         }
8369       else
8370         {
8371           int level, idx, levels;
8372           template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
8373
8374           levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8375           if (level <= levels)
8376             arg_pack = TMPL_ARG (args, level, idx);
8377         }
8378
8379       orig_arg = arg_pack;
8380       if (arg_pack && TREE_CODE (arg_pack) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
8381         arg_pack = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg_pack);
8382       
8383       if (arg_pack && !ARGUMENT_PACK_P (arg_pack))
8384         /* This can only happen if we forget to expand an argument
8385            pack somewhere else. Just return an error, silently.  */
8386         {
8387           result = make_tree_vec (1);
8388           TREE_VEC_ELT (result, 0) = error_mark_node;
8389           return result;
8390         }
8391
8392       if (arg_pack
8393           && TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
8394           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0)))
8395         {
8396           tree expansion = TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0);
8397           tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (expansion);
8398           if ((TYPE_P (pattern) && same_type_p (pattern, parm_pack))
8399               || (!TYPE_P (pattern) && cp_tree_equal (parm_pack, pattern)))
8400             /* The argument pack that the parameter maps to is just an
8401                expansion of the parameter itself, such as one would
8402                find in the implicit typedef of a class inside the
8403                class itself.  Consider this parameter "unsubstituted",
8404                so that we will maintain the outer pack expansion.  */
8405             arg_pack = NULL_TREE;
8406         }
8407           
8408       if (arg_pack)
8409         {
8410           int my_len = 
8411             TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack));
8412
8413           /* It's all-or-nothing with incomplete argument packs.  */
8414           if (incomplete && !ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
8415             return error_mark_node;
8416           
8417           if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
8418             incomplete = 1;
8419
8420           if (len < 0)
8421             len = my_len;
8422           else if (len != my_len)
8423             {
8424               if (incomplete)
8425                 /* We got explicit args for some packs but not others;
8426                    do nothing now and try again after deduction.  */
8427                 return t;
8428               if (TREE_CODE (t) == TYPE_PACK_EXPANSION)
8429                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
8430                        "%<%T%>",
8431                        pattern);
8432               else
8433                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
8434                        "%<%E%>",
8435                        pattern);
8436               return error_mark_node;
8437             }
8438
8439           /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
8440              argument packs.  */
8441           packs = tree_cons (parm_pack, arg_pack, packs);
8442           TREE_TYPE (packs) = orig_arg;
8443         }
8444       else
8445         /* We can't substitute for this parameter pack.  */
8446         unsubstituted_packs = tree_cons (TREE_PURPOSE (pack),
8447                                          TREE_VALUE (pack),
8448                                          unsubstituted_packs);
8449     }
8450
8451   /* We cannot expand this expansion expression, because we don't have
8452      all of the argument packs we need. Substitute into the pattern
8453      and return a PACK_EXPANSION_*. The caller will need to deal with
8454      that.  */
8455   if (unsubstituted_packs)
8456     {
8457       tree new_pat;
8458       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
8459         new_pat = tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
8460                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
8461       else
8462         new_pat = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
8463       return make_pack_expansion (new_pat);
8464     }
8465
8466   /* We could not find any argument packs that work.  */
8467   if (len < 0)
8468     return error_mark_node;
8469
8470   if (cp_unevaluated_operand)
8471     {
8472       /* We're in a late-specified return type, so create our own local
8473          specializations table; the current table is either NULL or (in the
8474          case of recursive unification) might have bindings that we don't
8475          want to use or alter.  */
8476       saved_local_specializations = local_specializations;
8477       local_specializations = htab_create (37,
8478                                            hash_local_specialization,
8479                                            eq_local_specializations,
8480                                            NULL);
8481     }
8482
8483   /* For each argument in each argument pack, substitute into the
8484      pattern.  */
8485   result = make_tree_vec (len + incomplete);
8486   for (i = 0; i < len + incomplete; ++i)
8487     {
8488       /* For parameter pack, change the substitution of the parameter
8489          pack to the ith argument in its argument pack, then expand
8490          the pattern.  */
8491       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
8492         {
8493           tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
8494
8495           if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
8496             {
8497               /* Select the Ith argument from the pack.  */
8498               tree arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
8499               ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
8500               ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (arg) = i;
8501               mark_used (parm);
8502               register_local_specialization (arg, parm);
8503             }
8504           else
8505             {
8506               tree value = parm;
8507               int idx, level;
8508               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
8509               
8510               if (i < len) 
8511                 {
8512                   /* Select the Ith argument from the pack. */
8513                   value = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
8514                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (value) = TREE_VALUE (pack);
8515                   ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (value) = i;
8516                 }
8517
8518               /* Update the corresponding argument.  */
8519               TMPL_ARG (args, level, idx) = value;
8520             }
8521         }
8522
8523       /* Substitute into the PATTERN with the altered arguments.  */
8524       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
8525         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
8526           tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
8527                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
8528       else
8529         TREE_VEC_ELT (result, i) = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
8530
8531       if (i == len)
8532         /* When we have incomplete argument packs, the last "expanded"
8533            result is itself a pack expansion, which allows us
8534            to deduce more arguments.  */
8535         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
8536           make_pack_expansion (TREE_VEC_ELT (result, i));
8537
8538       if (TREE_VEC_ELT (result, i) == error_mark_node)
8539         {
8540           result = error_mark_node;
8541           break;
8542         }
8543     }
8544
8545   /* Update ARGS to restore the substitution from parameter packs to
8546      their argument packs.  */
8547   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
8548     {
8549       tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
8550
8551       if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
8552         register_local_specialization (TREE_TYPE (pack), parm);
8553       else
8554         {
8555           int idx, level;
8556           template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
8557           
8558           /* Update the corresponding argument.  */
8559           if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
8560             TREE_VEC_ELT (TREE_VEC_ELT (args, level -1 ), idx) =
8561               TREE_TYPE (pack);
8562           else
8563             TREE_VEC_ELT (args, idx) = TREE_TYPE (pack);
8564         }
8565     }
8566
8567   if (saved_local_specializations)
8568     {
8569       htab_delete (local_specializations);
8570       local_specializations = saved_local_specializations;
8571     }
8572   
8573   return result;
8574 }
8575
8576 /* Given PARM_DECL PARM, find the corresponding PARM_DECL in the template
8577    TMPL.  We do this using DECL_PARM_INDEX, which should work even with
8578    parameter packs; all parms generated from a function parameter pack will
8579    have the same DECL_PARM_INDEX.  */
8580
8581 tree
8582 get_pattern_parm (tree parm, tree tmpl)
8583 {
8584   tree pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
8585   tree patparm;
8586
8587   if (DECL_ARTIFICIAL (parm))
8588     {
8589       for (patparm = DECL_ARGUMENTS (pattern);
8590            patparm; patparm = DECL_CHAIN (patparm))
8591         if (DECL_ARTIFICIAL (patparm)
8592             && DECL_NAME (parm) == DECL_NAME (patparm))
8593           break;
8594     }
8595   else
8596     {
8597       patparm = FUNCTION_FIRST_USER_PARM (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
8598       patparm = chain_index (DECL_PARM_INDEX (parm)-1, patparm);
8599       gcc_assert (DECL_PARM_INDEX (patparm)
8600                   == DECL_PARM_INDEX (parm));
8601     }
8602
8603   return patparm;
8604 }
8605
8606 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
8607
8608 static tree
8609 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8610 {
8611   tree orig_t = t;
8612   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
8613   int need_new = 0, i, expanded_len_adjust = 0, out;
8614   tree *elts = XALLOCAVEC (tree, len);
8615
8616   for (i = 0; i < len; i++)
8617     {
8618       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
8619       tree new_arg;
8620
8621       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
8622         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
8623       else if (PACK_EXPANSION_P (orig_arg))
8624         {
8625           /* Substitute into an expansion expression.  */
8626           new_arg = tsubst_pack_expansion (orig_arg, args, complain, in_decl);
8627
8628           if (TREE_CODE (new_arg) == TREE_VEC)
8629             /* Add to the expanded length adjustment the number of
8630                expanded arguments. We subtract one from this
8631                measurement, because the argument pack expression
8632                itself is already counted as 1 in
8633                LEN. EXPANDED_LEN_ADJUST can actually be negative, if
8634                the argument pack is empty.  */
8635             expanded_len_adjust += TREE_VEC_LENGTH (new_arg) - 1;
8636         }
8637       else if (ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
8638         {
8639           /* Substitute into each of the arguments.  */
8640           new_arg = TYPE_P (orig_arg)
8641             ? cxx_make_type (TREE_CODE (orig_arg))
8642             : make_node (TREE_CODE (orig_arg));
8643           
8644           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (
8645             new_arg,
8646             tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (orig_arg),
8647                                   args, complain, in_decl));
8648
8649           if (ARGUMENT_PACK_ARGS (new_arg) == error_mark_node)
8650             new_arg = error_mark_node;
8651
8652           if (TREE_CODE (new_arg) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK) {
8653             TREE_TYPE (new_arg) = tsubst (TREE_TYPE (orig_arg), args,
8654                                           complain, in_decl);
8655             TREE_CONSTANT (new_arg) = TREE_CONSTANT (orig_arg);
8656
8657             if (TREE_TYPE (new_arg) == error_mark_node)
8658               new_arg = error_mark_node;
8659           }
8660         }
8661       else
8662         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
8663
8664       if (new_arg == error_mark_node)
8665         return error_mark_node;
8666
8667       elts[i] = new_arg;
8668       if (new_arg != orig_arg)
8669         need_new = 1;
8670     }
8671
8672   if (!need_new)
8673     return t;
8674
8675   /* Make space for the expanded arguments coming from template
8676      argument packs.  */
8677   t = make_tree_vec (len + expanded_len_adjust);
8678   /* ORIG_T can contain TREE_VECs. That happens if ORIG_T contains the
8679      arguments for a member template.
8680      In that case each TREE_VEC in ORIG_T represents a level of template
8681      arguments, and ORIG_T won't carry any non defaulted argument count.
8682      It will rather be the nested TREE_VECs that will carry one.
8683      In other words, ORIG_T carries a non defaulted argument count only
8684      if it doesn't contain any nested TREE_VEC.  */
8685   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t))
8686     {
8687       int count = GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t);
8688       count += expanded_len_adjust;
8689       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (t, count);
8690     }
8691   for (i = 0, out = 0; i < len; i++)
8692     {
8693       if ((PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i))
8694            || ARGUMENT_PACK_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i)))
8695           && TREE_CODE (elts[i]) == TREE_VEC)
8696         {
8697           int idx;
8698
8699           /* Now expand the template argument pack "in place".  */
8700           for (idx = 0; idx < TREE_VEC_LENGTH (elts[i]); idx++, out++)
8701             TREE_VEC_ELT (t, out) = TREE_VEC_ELT (elts[i], idx);
8702         }
8703       else
8704         {
8705           TREE_VEC_ELT (t, out) = elts[i];
8706           out++;
8707         }
8708     }
8709
8710   return t;
8711 }
8712
8713 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
8714    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
8715    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
8716    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
8717    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
8718    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
8719
8720 static tree
8721 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
8722 {
8723   tree r = NULL_TREE;
8724   tree* new_parms;
8725
8726   /* When substituting into a template, we must set
8727      PROCESSING_TEMPLATE_DECL as the template parameters may be
8728      dependent if they are based on one-another, and the dependency
8729      predicates are short-circuit outside of templates.  */
8730   ++processing_template_decl;
8731
8732   for (new_parms = &r;
8733        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
8734        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
8735          parms = TREE_CHAIN (parms))
8736     {
8737       tree new_vec =
8738         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
8739       int i;
8740
8741       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
8742         {
8743           tree tuple;
8744           tree default_value;
8745           tree parm_decl;
8746
8747           if (parms == error_mark_node)
8748             continue;
8749
8750           tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
8751
8752           if (tuple == error_mark_node)
8753             continue;
8754
8755           default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
8756           parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
8757
8758           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
8759           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
8760               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
8761             parm_decl = error_mark_node;
8762           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
8763                                                complain, NULL_TREE);
8764
8765           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
8766           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
8767         }
8768
8769       *new_parms =
8770         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
8771                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
8772                    new_vec, NULL_TREE);
8773     }
8774
8775   --processing_template_decl;
8776
8777   return r;
8778 }
8779
8780 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
8781    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
8782    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
8783    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
8784    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
8785
8786 static tree
8787 tsubst_aggr_type (tree t,
8788                   tree args,
8789                   tsubst_flags_t complain,
8790                   tree in_decl,
8791                   int entering_scope)
8792 {
8793   if (t == NULL_TREE)
8794     return NULL_TREE;
8795
8796   switch (TREE_CODE (t))
8797     {
8798     case RECORD_TYPE:
8799       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
8800         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8801
8802       /* Else fall through.  */
8803     case ENUMERAL_TYPE:
8804     case UNION_TYPE:
8805       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t) && uses_template_parms (t))
8806         {
8807           tree argvec;
8808           tree context;
8809           tree r;
8810           int saved_unevaluated_operand;
8811           int saved_inhibit_evaluation_warnings;
8812
8813           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
8814           saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
8815           cp_unevaluated_operand = 0;
8816           saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
8817           c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
8818
8819           /* First, determine the context for the type we are looking
8820              up.  */
8821           context = TYPE_CONTEXT (t);
8822           if (context)
8823             {
8824               context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
8825                                           in_decl, /*entering_scope=*/1);
8826               /* If context is a nested class inside a class template,
8827                  it may still need to be instantiated (c++/33959).  */
8828               if (TYPE_P (context))
8829                 context = complete_type (context);
8830             }
8831
8832           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
8833              type we are trying to find.  For example, given:
8834
8835                template <class T> struct S;
8836                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
8837
8838              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
8839              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
8840              S we only want {double}.  */
8841           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
8842                                          complain, in_decl);
8843           if (argvec == error_mark_node)
8844             r = error_mark_node;
8845           else
8846             {
8847               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
8848                                          entering_scope, complain);
8849               r = cp_build_qualified_type_real (r, cp_type_quals (t), complain);
8850             }
8851
8852           cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
8853           c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
8854
8855           return r;
8856         }
8857       else
8858         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
8859         return t;
8860
8861     default:
8862       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8863     }
8864 }
8865
8866 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
8867    FN), which has the indicated TYPE.  */
8868
8869 tree
8870 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
8871 {
8872   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
8873   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
8874
8875   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
8876      default argument here, not in tsubst.  In the case of
8877      something like:
8878
8879        template <class T>
8880        struct S {
8881          static T t();
8882          void f(T = t());
8883        };
8884
8885      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
8886      rather than in the current class.  */
8887   push_access_scope (fn);
8888   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
8889   if (cfun)
8890     {
8891       saved_class_ptr = current_class_ptr;
8892       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
8893       saved_class_ref = current_class_ref;
8894       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
8895     }
8896
8897   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
8898   /* The default argument expression may cause implicitly defined
8899      member functions to be synthesized, which will result in garbage
8900      collection.  We must treat this situation as if we were within
8901      the body of function so as to avoid collecting live data on the
8902      stack.  */
8903   ++function_depth;
8904   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
8905                      tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8906                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
8907   --function_depth;
8908   pop_deferring_access_checks();
8909
8910   /* Restore the "this" pointer.  */
8911   if (cfun)
8912     {
8913       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
8914       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
8915     }
8916
8917   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
8918   arg = check_default_argument (type, arg);
8919
8920   pop_access_scope (fn);
8921
8922   return arg;
8923 }
8924
8925 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
8926
8927 static void
8928 tsubst_default_arguments (tree fn)
8929 {
8930   tree arg;
8931   tree tmpl_args;
8932
8933   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
8934
8935   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
8936      its default arguments.  */
8937   if (uses_template_parms (tmpl_args))
8938     return;
8939
8940   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
8941        arg;
8942        arg = TREE_CHAIN (arg))
8943     if (TREE_PURPOSE (arg))
8944       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
8945                                                     TREE_VALUE (arg),
8946                                                     TREE_PURPOSE (arg));
8947 }
8948
8949 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
8950    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
8951    control of COMPLAIN.  */
8952
8953 static tree
8954 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
8955 {
8956 #define RETURN(EXP) do { r = (EXP); goto out; } while(0)
8957   location_t saved_loc;
8958   tree r = NULL_TREE;
8959   tree in_decl = t;
8960   hashval_t hash = 0;
8961
8962   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
8963   saved_loc = input_location;
8964   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8965
8966   switch (TREE_CODE (t))
8967     {
8968     case TEMPLATE_DECL:
8969       {
8970         /* We can get here when processing a member function template,
8971            member class template, or template template parameter.  */
8972         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
8973         tree spec;
8974         tree tmpl_args;
8975         tree full_args;
8976
8977         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
8978           {
8979             /* Template template parameter is treated here.  */
8980             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8981             if (new_type == error_mark_node)
8982               RETURN (error_mark_node);
8983
8984             r = copy_decl (t);
8985             DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
8986             TREE_TYPE (r) = new_type;
8987             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
8988               = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (decl),
8989                             TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
8990             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
8991               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
8992                                        complain);
8993             TYPE_NAME (new_type) = r;
8994             break;
8995           }
8996
8997         /* We might already have an instance of this template.
8998            The ARGS are for the surrounding class type, so the
8999            full args contain the tsubst'd args for the context,
9000            plus the innermost args from the template decl.  */
9001         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
9002           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
9003           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
9004         /* Because this is a template, the arguments will still be
9005            dependent, even after substitution.  If
9006            PROCESSING_TEMPLATE_DECL is not set, the dependency
9007            predicates will short-circuit.  */
9008         ++processing_template_decl;
9009         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
9010                                           complain, in_decl);
9011         --processing_template_decl;
9012         if (full_args == error_mark_node)
9013           RETURN (error_mark_node);
9014
9015         /* If this is a default template template argument,
9016            tsubst might not have changed anything.  */
9017         if (full_args == tmpl_args)
9018           RETURN (t);
9019
9020         hash = hash_tmpl_and_args (t, full_args);
9021         spec = retrieve_specialization (t, full_args, hash);
9022         if (spec != NULL_TREE)
9023           {
9024             r = spec;
9025             break;
9026           }
9027
9028         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
9029            original, but will record the current template arguments.
9030            We also create a new function declaration, which is just
9031            like the old one, but points to this new template, rather
9032            than the old one.  */
9033         r = copy_decl (t);
9034         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
9035         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9036
9037         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
9038
9039         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
9040           {
9041             tree new_type;
9042             ++processing_template_decl;
9043             new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9044             --processing_template_decl;
9045             if (new_type == error_mark_node)
9046               RETURN (error_mark_node);
9047
9048             TREE_TYPE (r) = new_type;
9049             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
9050             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
9051             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
9052             DECL_CONTEXT (r) = TYPE_CONTEXT (new_type);
9053           }
9054         else
9055           {
9056             tree new_decl;
9057             ++processing_template_decl;
9058             new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
9059             --processing_template_decl;
9060             if (new_decl == error_mark_node)
9061               RETURN (error_mark_node);
9062
9063             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
9064             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
9065             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
9066             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
9067             DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (new_decl);
9068           }
9069
9070         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9071         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
9072         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
9073
9074         /* The template parameters for this new template are all the
9075            template parameters for the old template, except the
9076            outermost level of parameters.  */
9077         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
9078           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
9079                                    complain);
9080
9081         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
9082           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
9083
9084         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
9085           /* Record this non-type partial instantiation.  */
9086           register_specialization (r, t,
9087                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
9088                                    false, hash);
9089       }
9090       break;
9091
9092     case FUNCTION_DECL:
9093       {
9094         tree ctx;
9095         tree argvec = NULL_TREE;
9096         tree *friends;
9097         tree gen_tmpl;
9098         tree type;
9099         int member;
9100         int args_depth;
9101         int parms_depth;
9102
9103         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
9104         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
9105
9106         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
9107           {
9108             tree spec;
9109             bool dependent_p;
9110
9111             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
9112                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
9113                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
9114                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
9115             ++processing_template_decl;
9116             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
9117             --processing_template_decl;
9118             if (!dependent_p)
9119               RETURN (t);
9120
9121             /* Calculate the most general template of which R is a
9122                specialization, and the complete set of arguments used to
9123                specialize R.  */
9124             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
9125             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
9126                                           (DECL_TEMPLATE_RESULT
9127                                                  (DECL_TI_TEMPLATE (t))),
9128                                            args, complain, in_decl);
9129
9130             /* Check to see if we already have this specialization.  */
9131             hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
9132             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
9133
9134             if (spec)
9135               {
9136                 r = spec;
9137                 break;
9138               }
9139
9140             /* We can see more levels of arguments than parameters if
9141                there was a specialization of a member template, like
9142                this:
9143
9144                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
9145                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
9146
9147                Here, we'll be substituting into the specialization,
9148                because that's where we can find the code we actually
9149                want to generate, but we'll have enough arguments for
9150                the most general template.
9151
9152                We also deal with the peculiar case:
9153
9154                  template <class T> struct S {
9155                    template <class U> friend void f();
9156                  };
9157                  template <class U> void f() {}
9158                  template S<int>;
9159                  template void f<double>();
9160
9161                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
9162                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
9163                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
9164                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
9165                situations like:
9166
9167                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
9168                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
9169
9170                which we can spot because the pattern will be a
9171                specialization in this case.  */
9172             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9173             parms_depth =
9174               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
9175             if (args_depth > parms_depth
9176                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
9177               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
9178           }
9179         else
9180           {
9181             /* This special case arises when we have something like this:
9182
9183                  template <class T> struct S {
9184                    friend void f<int>(int, double);
9185                  };
9186
9187                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
9188                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
9189                tsubst_friend_function, and we want only to create a
9190                new decl (R) with appropriate types so that we can call
9191                determine_specialization.  */
9192             gen_tmpl = NULL_TREE;
9193           }
9194
9195         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
9196           {
9197             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
9198               member = 2;
9199             else
9200               member = 1;
9201             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
9202                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
9203           }
9204         else
9205           {
9206             member = 0;
9207             ctx = DECL_CONTEXT (t);
9208           }
9209         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9210         if (type == error_mark_node)
9211           RETURN (error_mark_node);
9212
9213         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
9214            point, as they may not represent instantiations of this
9215            template, and in any case are considered separate under the
9216            discrete model.  */
9217         r = copy_decl (t);
9218         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
9219         TREE_TYPE (r) = type;
9220         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
9221         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
9222         SET_DECL_RTL (r, NULL);
9223         /* Leave DECL_INITIAL set on deleted instantiations.  */
9224         if (!DECL_DELETED_FN (r))
9225           DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
9226         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
9227
9228         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
9229           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
9230              case it's the name of one of the template's parameters.  */
9231           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
9232
9233         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
9234                                      complain, t);
9235         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
9236
9237         TREE_STATIC (r) = 0;
9238         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
9239         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
9240         /* If this is an instantiation of a function with internal
9241            linkage, we already know what object file linkage will be
9242            assigned to the instantiation.  */
9243         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
9244         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
9245         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9246         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
9247         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
9248         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
9249         DECL_STRUCT_FUNCTION (r) = NULL;
9250         TREE_USED (r) = 0;
9251         /* We'll re-clone as appropriate in instantiate_template.  */
9252         DECL_CLONED_FUNCTION (r) = NULL_TREE;
9253
9254         /* If we aren't complaining now, return on error before we register
9255            the specialization so that we'll complain eventually.  */
9256         if ((complain & tf_error) == 0
9257             && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
9258             && !grok_op_properties (r, /*complain=*/false))
9259           RETURN (error_mark_node);
9260
9261         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
9262            this in the special friend case mentioned above where
9263            GEN_TMPL is NULL.  */
9264         if (gen_tmpl)
9265           {
9266             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
9267               = build_template_info (gen_tmpl, argvec);
9268             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9269             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
9270
9271             /* We're not supposed to instantiate default arguments
9272                until they are called, for a template.  But, for a
9273                declaration like:
9274
9275                  template <class T> void f ()
9276                  { extern void g(int i = T()); }
9277
9278                we should do the substitution when the template is
9279                instantiated.  We handle the member function case in
9280                instantiate_class_template since the default arguments
9281                might refer to other members of the class.  */
9282             if (!member
9283                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
9284                 && !uses_template_parms (argvec))
9285               tsubst_default_arguments (r);
9286           }
9287         else
9288           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
9289
9290         /* Copy the list of befriending classes.  */
9291         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
9292              *friends;
9293              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
9294           {
9295             *friends = copy_node (*friends);
9296             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
9297                                             args, complain,
9298                                             in_decl);
9299           }
9300
9301         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
9302           {
9303             maybe_retrofit_in_chrg (r);
9304             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
9305               grok_ctor_properties (ctx, r);
9306             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
9307                If it isn't, that'll be handled by
9308                clone_constructors_and_destructors.  */
9309             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
9310               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
9311           }
9312         else if ((complain & tf_error) != 0
9313                  && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
9314                  && !grok_op_properties (r, /*complain=*/true))
9315           RETURN (error_mark_node);
9316
9317         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
9318           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
9319                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
9320                                             args, complain, in_decl));
9321
9322         /* Possibly limit visibility based on template args.  */
9323         DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
9324         if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
9325           {
9326             DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
9327             DECL_ATTRIBUTES (r)
9328               = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
9329           }
9330         determine_visibility (r);
9331         if (DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (r)
9332             && !processing_template_decl)
9333           defaulted_late_check (r);
9334
9335         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9336                                         args, complain, in_decl);
9337       }
9338       break;
9339
9340     case PARM_DECL:
9341       {
9342         tree type = NULL_TREE;
9343         int i, len = 1;
9344         tree expanded_types = NULL_TREE;
9345         tree prev_r = NULL_TREE;
9346         tree first_r = NULL_TREE;
9347
9348         if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
9349           {
9350             /* If there is a local specialization that isn't a
9351                parameter pack, it means that we're doing a "simple"
9352                substitution from inside tsubst_pack_expansion. Just
9353                return the local specialization (which will be a single
9354                parm).  */
9355             tree spec = retrieve_local_specialization (t);
9356             if (spec 
9357                 && TREE_CODE (spec) == PARM_DECL
9358                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (spec)) != TYPE_PACK_EXPANSION)
9359               RETURN (spec);
9360
9361             /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
9362                the parameters in this function parameter pack.  */
9363             expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (t), args,
9364                                                     complain, in_decl);
9365             if (TREE_CODE (expanded_types) == TREE_VEC)
9366               {
9367                 len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
9368
9369                 /* Zero-length parameter packs are boring. Just substitute
9370                    into the chain.  */
9371                 if (len == 0)
9372                   RETURN (tsubst (TREE_CHAIN (t), args, complain,
9373                                   TREE_CHAIN (t)));
9374               }
9375             else
9376               {
9377                 /* All we did was update the type. Make a note of that.  */
9378                 type = expanded_types;
9379                 expanded_types = NULL_TREE;
9380               }
9381           }
9382
9383         /* Loop through all of the parameter's we'll build. When T is
9384            a function parameter pack, LEN is the number of expanded
9385            types in EXPANDED_TYPES; otherwise, LEN is 1.  */
9386         r = NULL_TREE;
9387         for (i = 0; i < len; ++i)
9388           {
9389             prev_r = r;
9390             r = copy_node (t);
9391             if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
9392               SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
9393
9394             /* An argument of a function parameter pack is not a parameter
9395                pack.  */
9396             FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (r) = false;
9397
9398             if (expanded_types)
9399               /* We're on the Ith parameter of the function parameter
9400                  pack.  */
9401               {
9402                 /* Get the Ith type.  */
9403                 type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
9404
9405                 if (DECL_NAME (r))
9406                   /* Rename the parameter to include the index.  */
9407                   DECL_NAME (r) =
9408                     make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (r), i);
9409               }
9410             else if (!type)
9411               /* We're dealing with a normal parameter.  */
9412               type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9413
9414             type = type_decays_to (type);
9415             TREE_TYPE (r) = type;
9416             cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9417
9418             if (DECL_INITIAL (r))
9419               {
9420                 if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
9421                   DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
9422                 else
9423                   DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
9424                                              complain, in_decl);
9425               }
9426
9427             DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
9428
9429             if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
9430               DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
9431
9432             apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9433                                             args, complain, in_decl);
9434
9435             /* Keep track of the first new parameter we
9436                generate. That's what will be returned to the
9437                caller.  */
9438             if (!first_r)
9439               first_r = r;
9440
9441             /* Build a proper chain of parameters when substituting
9442                into a function parameter pack.  */
9443             if (prev_r)
9444               DECL_CHAIN (prev_r) = r;
9445           }
9446
9447         if (DECL_CHAIN (t))
9448           DECL_CHAIN (r) = tsubst (DECL_CHAIN (t), args,
9449                                    complain, DECL_CHAIN (t));
9450
9451         /* FIRST_R contains the start of the chain we've built.  */
9452         r = first_r;
9453       }
9454       break;
9455
9456     case FIELD_DECL:
9457       {
9458         tree type;
9459
9460         r = copy_decl (t);
9461         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9462         if (type == error_mark_node)
9463           RETURN (error_mark_node);
9464         TREE_TYPE (r) = type;
9465         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9466
9467         /* DECL_INITIAL gives the number of bits in a bit-field.  */
9468         DECL_INITIAL (r)
9469           = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
9470                          complain, in_decl,
9471                          /*integral_constant_expression_p=*/true);
9472         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
9473            finish_member_declaration.  */
9474         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9475         if (VOID_TYPE_P (type))
9476           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
9477
9478         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
9479                                         args, complain, in_decl);
9480       }
9481       break;
9482
9483     case USING_DECL:
9484       /* We reach here only for member using decls.  */
9485       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
9486         {
9487           r = do_class_using_decl
9488             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
9489              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
9490           if (!r)
9491             r = error_mark_node;
9492           else
9493             {
9494               TREE_PROTECTED (r) = TREE_PROTECTED (t);
9495               TREE_PRIVATE (r) = TREE_PRIVATE (t);
9496             }
9497         }
9498       else
9499         {
9500           r = copy_node (t);
9501           DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9502         }
9503       break;
9504
9505     case TYPE_DECL:
9506     case VAR_DECL:
9507       {
9508         tree argvec = NULL_TREE;
9509         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
9510         tree spec;
9511         tree tmpl = NULL_TREE;
9512         tree ctx;
9513         tree type = NULL_TREE;
9514         bool local_p;
9515
9516         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
9517             && t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
9518           {
9519             /* If this is the canonical decl, we don't have to
9520                mess with instantiations, and often we can't (for
9521                typename, template type parms and such).  Note that
9522                TYPE_NAME is not correct for the above test if
9523                we've copied the type for a typedef.  */
9524             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9525             if (type == error_mark_node)
9526               RETURN (error_mark_node);
9527             r = TYPE_NAME (type);
9528             break;
9529           }
9530
9531         /* Check to see if we already have the specialization we
9532            need.  */
9533         spec = NULL_TREE;
9534         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t) || DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
9535           {
9536             /* T is a static data member or namespace-scope entity.
9537                We have to substitute into namespace-scope variables
9538                (even though such entities are never templates) because
9539                of cases like:
9540                
9541                  template <class T> void f() { extern T t; }
9542
9543                where the entity referenced is not known until
9544                instantiation time.  */
9545             local_p = false;
9546             ctx = DECL_CONTEXT (t);
9547             if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
9548               {
9549                 ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
9550                                         complain,
9551                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
9552                 /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
9553                    specialization we want.  That situation occurs when
9554                    referencing a static data member within in its own
9555                    class.  We can use pointer equality, rather than
9556                    same_type_p, because DECL_CONTEXT is always
9557                    canonical.  */
9558                 if (ctx == DECL_CONTEXT (t))
9559                   spec = t;
9560               }
9561
9562             if (!spec)
9563               {
9564                 tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
9565                 gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9566                 argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
9567                 hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
9568                 spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
9569               }
9570           }
9571         else
9572           {
9573             /* A local variable.  */
9574             local_p = true;
9575             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
9576             ctx = NULL_TREE;
9577             spec = retrieve_local_specialization (t);
9578           }
9579         /* If we already have the specialization we need, there is
9580            nothing more to do.  */ 
9581         if (spec)
9582           {
9583             r = spec;
9584             break;
9585           }
9586
9587         /* Create a new node for the specialization we need.  */
9588         r = copy_decl (t);
9589         if (type == NULL_TREE)
9590           {
9591             if (is_typedef_decl (t))
9592               type = DECL_ORIGINAL_TYPE (t);
9593             else
9594               type = TREE_TYPE (t);
9595             if (TREE_CODE (t) == VAR_DECL && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (t))
9596               type = strip_array_domain (type);
9597             type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
9598           }
9599         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
9600           {
9601             /* Even if the original location is out of scope, the
9602                newly substituted one is not.  */
9603             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
9604             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
9605             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
9606             if (type == error_mark_node)
9607               RETURN (error_mark_node);
9608             if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
9609               {
9610                 /* It may seem that this case cannot occur, since:
9611
9612                      typedef void f();
9613                      void g() { f x; }
9614
9615                    declares a function, not a variable.  However:
9616       
9617                      typedef void f();
9618                      template <typename T> void g() { T t; }
9619                      template void g<f>();
9620
9621                    is an attempt to declare a variable with function
9622                    type.  */
9623                 error ("variable %qD has function type",
9624                        /* R is not yet sufficiently initialized, so we
9625                           just use its name.  */
9626                        DECL_NAME (r));
9627                 RETURN (error_mark_node);
9628               }
9629             type = complete_type (type);
9630             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
9631               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
9632             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
9633
9634             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
9635               {
9636                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
9637                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl,
9638                                   /*constant_expression_p=*/false);
9639                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
9640               }
9641           }
9642         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
9643           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
9644         TREE_TYPE (r) = type;
9645         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
9646         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
9647         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
9648         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
9649         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
9650           SET_DECL_RTL (r, NULL);
9651         /* The initializer must not be expanded until it is required;
9652            see [temp.inst].  */
9653         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
9654         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
9655           SET_DECL_RTL (r, NULL);
9656         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
9657         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
9658           {
9659             /* Possibly limit visibility based on template args.  */
9660             DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
9661             if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
9662               {
9663                 DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
9664                 DECL_ATTRIBUTES (r)
9665                   = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
9666               }
9667             determine_visibility (r);
9668           }
9669
9670         if (!local_p)
9671           {
9672             /* A static data member declaration is always marked
9673                external when it is declared in-class, even if an
9674                initializer is present.  We mimic the non-template
9675                processing here.  */
9676             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
9677
9678             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
9679             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (tmpl, argvec);
9680             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9681           }
9682         else if (cp_unevaluated_operand)
9683           {
9684             /* We're substituting this var in a decltype outside of its
9685                scope, such as for a lambda return type.  Don't add it to
9686                local_specializations, do perform auto deduction.  */
9687             tree auto_node = type_uses_auto (type);
9688             tree init
9689               = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl,
9690                              /*constant_expression_p=*/false);
9691
9692             if (auto_node && init && describable_type (init))
9693               {
9694                 type = do_auto_deduction (type, init, auto_node);
9695                 TREE_TYPE (r) = type;
9696               }
9697           }
9698         else
9699           register_local_specialization (r, t);
9700
9701         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9702
9703         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r),
9704                                         /*flags=*/0,
9705                                         args, complain, in_decl);
9706
9707         /* Preserve a typedef that names a type.  */
9708         if (is_typedef_decl (r))
9709           {
9710             DECL_ORIGINAL_TYPE (r) = NULL_TREE;
9711             set_underlying_type (r);
9712           }
9713
9714         layout_decl (r, 0);
9715       }
9716       break;
9717
9718     default:
9719       gcc_unreachable ();
9720     }
9721 #undef RETURN
9722
9723  out:
9724   /* Restore the file and line information.  */
9725   input_location = saved_loc;
9726
9727   return r;
9728 }
9729
9730 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
9731
9732 static tree
9733 tsubst_arg_types (tree arg_types,
9734                   tree args,
9735                   tsubst_flags_t complain,
9736                   tree in_decl)
9737 {
9738   tree remaining_arg_types;
9739   tree type = NULL_TREE;
9740   int i = 1;
9741   tree expanded_args = NULL_TREE;
9742   tree default_arg;
9743
9744   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
9745     return arg_types;
9746
9747   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
9748                                           args, complain, in_decl);
9749   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
9750     return error_mark_node;
9751
9752   if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (arg_types)))
9753     {
9754       /* For a pack expansion, perform substitution on the
9755          entire expression. Later on, we'll handle the arguments
9756          one-by-one.  */
9757       expanded_args = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (arg_types),
9758                                             args, complain, in_decl);
9759
9760       if (TREE_CODE (expanded_args) == TREE_VEC)
9761         /* So that we'll spin through the parameters, one by one.  */
9762         i = TREE_VEC_LENGTH (expanded_args);
9763       else
9764         {
9765           /* We only partially substituted into the parameter
9766              pack. Our type is TYPE_PACK_EXPANSION.  */
9767           type = expanded_args;
9768           expanded_args = NULL_TREE;
9769         }
9770     }
9771
9772   while (i > 0) {
9773     --i;
9774     
9775     if (expanded_args)
9776       type = TREE_VEC_ELT (expanded_args, i);
9777     else if (!type)
9778       type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
9779
9780     if (type == error_mark_node)
9781       return error_mark_node;
9782     if (VOID_TYPE_P (type))
9783       {
9784         if (complain & tf_error)
9785           {
9786             error ("invalid parameter type %qT", type);
9787             if (in_decl)
9788               error ("in declaration %q+D", in_decl);
9789           }
9790         return error_mark_node;
9791     }
9792     
9793     /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
9794        top-level qualifiers as required.  */
9795     type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
9796
9797     /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
9798        mandates that they be instantiated only when needed, which is
9799        done in build_over_call.  */
9800     default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
9801
9802     if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
9803       {
9804         /* We've instantiated a template before its default arguments
9805            have been parsed.  This can happen for a nested template
9806            class, and is not an error unless we require the default
9807            argument in a call of this function.  */
9808         remaining_arg_types = 
9809           tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
9810         VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), 
9811                        remaining_arg_types);
9812       }
9813     else
9814       remaining_arg_types = 
9815         hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
9816   }
9817         
9818   return remaining_arg_types;
9819 }
9820
9821 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
9822    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
9823    initial substitution of explicitly provided template parameters
9824    during argument deduction forbids substitution into the
9825    exception-specification:
9826
9827      [temp.deduct]
9828
9829      All references in the function type of the function template to  the
9830      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
9831      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
9832      in  the function type of the function template results in an invalid
9833      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
9834      exception specifications is done only when the function is instanti-
9835      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
9836      results in an invalid type.]  */
9837
9838 static tree
9839 tsubst_function_type (tree t,
9840                       tree args,
9841                       tsubst_flags_t complain,
9842                       tree in_decl)
9843 {
9844   tree return_type;
9845   tree arg_types;
9846   tree fntype;
9847
9848   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
9849   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
9850
9851   /* Substitute the return type.  */
9852   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9853   if (return_type == error_mark_node)
9854     return error_mark_node;
9855   /* The standard does not presently indicate that creation of a
9856      function type with an invalid return type is a deduction failure.
9857      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
9858      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
9859   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
9860       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
9861     {
9862       if (complain & tf_error)
9863         {
9864           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
9865             error ("function returning an array");
9866           else
9867             error ("function returning a function");
9868         }
9869       return error_mark_node;
9870     }
9871
9872   /* Substitute the argument types.  */
9873   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
9874                                 complain, in_decl);
9875   if (arg_types == error_mark_node)
9876     return error_mark_node;
9877
9878   /* Construct a new type node and return it.  */
9879   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
9880     {
9881       fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
9882       fntype = apply_memfn_quals (fntype, type_memfn_quals (t));
9883     }
9884   else
9885     {
9886       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
9887       if (! MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
9888         {
9889           /* [temp.deduct]
9890
9891              Type deduction may fail for any of the following
9892              reasons:
9893
9894              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
9895              is not a class type.  */
9896           if (complain & tf_error)
9897             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
9898                       r);
9899           return error_mark_node;
9900         }
9901
9902       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
9903                                            TREE_CHAIN (arg_types));
9904     }
9905   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
9906
9907   return fntype;
9908 }
9909
9910 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
9911    ARGS into that specification, and return the substituted
9912    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
9913
9914 static tree
9915 tsubst_exception_specification (tree fntype,
9916                                 tree args,
9917                                 tsubst_flags_t complain,
9918                                 tree in_decl)
9919 {
9920   tree specs;
9921   tree new_specs;
9922
9923   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
9924   new_specs = NULL_TREE;
9925   if (specs && TREE_PURPOSE (specs))
9926     {
9927       /* A noexcept-specifier.  */
9928       new_specs = tsubst_copy_and_build
9929         (TREE_PURPOSE (specs), args, complain, in_decl, /*function_p=*/false,
9930          /*integral_constant_expression_p=*/true);
9931       new_specs = build_noexcept_spec (new_specs, complain);
9932     }
9933   else if (specs)
9934     {
9935       if (! TREE_VALUE (specs))
9936         new_specs = specs;
9937       else
9938         while (specs)
9939           {
9940             tree spec;
9941             int i, len = 1;
9942             tree expanded_specs = NULL_TREE;
9943
9944             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (specs)))
9945               {
9946                 /* Expand the pack expansion type.  */
9947                 expanded_specs = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (specs),
9948                                                        args, complain,
9949                                                        in_decl);
9950
9951                 if (expanded_specs == error_mark_node)
9952                   return error_mark_node;
9953                 else if (TREE_CODE (expanded_specs) == TREE_VEC)
9954                   len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_specs);
9955                 else
9956                   {
9957                     /* We're substituting into a member template, so
9958                        we got a TYPE_PACK_EXPANSION back.  Add that
9959                        expansion and move on.  */
9960                     gcc_assert (TREE_CODE (expanded_specs) 
9961                                 == TYPE_PACK_EXPANSION);
9962                     new_specs = add_exception_specifier (new_specs,
9963                                                          expanded_specs,
9964                                                          complain);
9965                     specs = TREE_CHAIN (specs);
9966                     continue;
9967                   }
9968               }
9969
9970             for (i = 0; i < len; ++i)
9971               {
9972                 if (expanded_specs)
9973                   spec = TREE_VEC_ELT (expanded_specs, i);
9974                 else
9975                   spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
9976                 if (spec == error_mark_node)
9977                   return spec;
9978                 new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, 
9979                                                      complain);
9980               }
9981
9982             specs = TREE_CHAIN (specs);
9983           }
9984     }
9985   return new_specs;
9986 }
9987
9988 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
9989    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
9990    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
9991    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
9992    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
9993    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
9994    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
9995    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
9996    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
9997    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
9998    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
9999    yet.
10000
10001    This function is used for dealing with types, decls and the like;
10002    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
10003
10004 tree
10005 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10006 {
10007   enum tree_code code;
10008   tree type, r;
10009
10010   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
10011       || t == integer_type_node
10012       || t == void_type_node
10013       || t == char_type_node
10014       || t == unknown_type_node
10015       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
10016     return t;
10017
10018   if (DECL_P (t))
10019     return tsubst_decl (t, args, complain);
10020
10021   if (args == NULL_TREE)
10022     return t;
10023
10024   code = TREE_CODE (t);
10025
10026   if (code == IDENTIFIER_NODE)
10027     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
10028   else
10029     type = TREE_TYPE (t);
10030
10031   gcc_assert (type != unknown_type_node);
10032
10033   /* Reuse typedefs.  We need to do this to handle dependent attributes,
10034      such as attribute aligned.  */
10035   if (TYPE_P (t)
10036       && TYPE_NAME (t)
10037       && TYPE_NAME (t) != TYPE_MAIN_DECL (t))
10038     {
10039       tree decl = TYPE_NAME (t);
10040       
10041       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
10042           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
10043           && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (decl)))
10044         {
10045           tree tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
10046           tree gen_args = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args, complain, in_decl);
10047           r = retrieve_specialization (tmpl, gen_args, 0);
10048         }
10049       else if (DECL_FUNCTION_SCOPE_P (decl)
10050                && DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
10051                && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (DECL_CONTEXT (decl))))
10052         r = retrieve_local_specialization (decl);
10053       else
10054         /* The typedef is from a non-template context.  */
10055         return t;
10056
10057       if (r)
10058         {
10059           r = TREE_TYPE (r);
10060           r = cp_build_qualified_type_real
10061             (r, cp_type_quals (t) | cp_type_quals (r),
10062              complain | tf_ignore_bad_quals);
10063           return r;
10064         }
10065       /* Else we must be instantiating the typedef, so fall through.  */
10066     }
10067
10068   if (type
10069       && code != TYPENAME_TYPE
10070       && code != TEMPLATE_TYPE_PARM
10071       && code != IDENTIFIER_NODE
10072       && code != FUNCTION_TYPE
10073       && code != METHOD_TYPE)
10074     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
10075   if (type == error_mark_node)
10076     return error_mark_node;
10077
10078   switch (code)
10079     {
10080     case RECORD_TYPE:
10081     case UNION_TYPE:
10082     case ENUMERAL_TYPE:
10083       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
10084                                /*entering_scope=*/0);
10085
10086     case ERROR_MARK:
10087     case IDENTIFIER_NODE:
10088     case VOID_TYPE:
10089     case REAL_TYPE:
10090     case COMPLEX_TYPE:
10091     case VECTOR_TYPE:
10092     case BOOLEAN_TYPE:
10093     case INTEGER_CST:
10094     case REAL_CST:
10095     case STRING_CST:
10096       return t;
10097
10098     case INTEGER_TYPE:
10099       if (t == integer_type_node)
10100         return t;
10101
10102       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
10103           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
10104         return t;
10105
10106       {
10107         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
10108
10109         max = tsubst_expr (omax, args, complain, in_decl,
10110                            /*integral_constant_expression_p=*/false);
10111
10112         /* Fix up type of the magic NOP_EXPR with TREE_SIDE_EFFECTS if
10113            needed.  */
10114         if (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR
10115             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax)
10116             && !TREE_TYPE (max))
10117           TREE_TYPE (max) = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (max, 0));
10118
10119         max = mark_rvalue_use (max);
10120         max = fold_decl_constant_value (max);
10121
10122         /* If we're in a partial instantiation, preserve the magic NOP_EXPR
10123            with TREE_SIDE_EFFECTS that indicates this is not an integral
10124            constant expression.  */
10125         if (processing_template_decl
10126             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax) && TREE_CODE (omax) == NOP_EXPR)
10127           {
10128             gcc_assert (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR);
10129             TREE_SIDE_EFFECTS (max) = 1;
10130           }
10131
10132         if (TREE_CODE (max) != INTEGER_CST
10133             && !at_function_scope_p ()
10134             && !TREE_SIDE_EFFECTS (max)
10135             && !value_dependent_expression_p (max))
10136           {
10137             if (complain & tf_error)
10138               error ("array bound is not an integer constant");
10139             return error_mark_node;
10140           }
10141
10142         /* [temp.deduct]
10143
10144            Type deduction may fail for any of the following
10145            reasons:
10146
10147              Attempting to create an array with a size that is
10148              zero or negative.  */
10149         if (integer_zerop (max) && !(complain & tf_error))
10150           /* We must fail if performing argument deduction (as
10151              indicated by the state of complain), so that
10152              another substitution can be found.  */
10153           return error_mark_node;
10154         else if (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
10155                  && INT_CST_LT (max, integer_zero_node))
10156           {
10157             if (complain & tf_error)
10158               error ("creating array with negative size (%qE)", max);
10159
10160             return error_mark_node;
10161           }
10162
10163         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
10164       }
10165
10166     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
10167     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10168     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10169     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10170       {
10171         int idx;
10172         int level;
10173         int levels;
10174         tree arg = NULL_TREE;
10175
10176         r = NULL_TREE;
10177
10178         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
10179         template_parm_level_and_index (t, &level, &idx); 
10180
10181         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
10182         if (level <= levels)
10183           {
10184             arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
10185
10186             if (arg && TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
10187               /* See through ARGUMENT_PACK_SELECT arguments. */
10188               arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
10189           }
10190
10191         if (arg == error_mark_node)
10192           return error_mark_node;
10193         else if (arg != NULL_TREE)
10194           {
10195             if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
10196               /* If ARG is an argument pack, we don't actually want to
10197                  perform a substitution here, because substitutions
10198                  for argument packs are only done
10199                  element-by-element. We can get to this point when
10200                  substituting the type of a non-type template
10201                  parameter pack, when that type actually contains
10202                  template parameter packs from an outer template, e.g.,
10203
10204                  template<typename... Types> struct A {
10205                    template<Types... Values> struct B { };
10206                  };  */
10207               return t;
10208
10209             if (code == TEMPLATE_TYPE_PARM)
10210               {
10211                 int quals;
10212                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
10213
10214                 quals = cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t);
10215                   
10216                 return cp_build_qualified_type_real
10217                   (arg, quals, complain | tf_ignore_bad_quals);
10218               }
10219             else if (code == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10220               {
10221                 /* We are processing a type constructed from a
10222                    template template parameter.  */
10223                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
10224                                       args, complain, in_decl);
10225                 if (argvec == error_mark_node)
10226                   return error_mark_node;
10227
10228                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
10229                    are resolving nested-types in the signature of a
10230                    member function templates.  Otherwise ARG is a
10231                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
10232                    instantiated.  */
10233                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10234                   arg = TYPE_NAME (arg);
10235
10236                 r = lookup_template_class (arg,
10237                                            argvec, in_decl,
10238                                            DECL_CONTEXT (arg),
10239                                             /*entering_scope=*/0,
10240                                            complain);
10241                 return cp_build_qualified_type_real
10242                   (r, cp_type_quals (t), complain);
10243               }
10244             else
10245               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
10246               return unshare_expr (arg);
10247           }
10248
10249         if (level == 1)
10250           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
10251              unify.  This means that we don't yet have any information
10252              about the template parameter in question.  */
10253           return t;
10254
10255         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
10256            more deeply nested template.  Make a new version of this
10257            template parameter, but with a lower level.  */
10258         switch (code)
10259           {
10260           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
10261           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10262           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10263             if (cp_type_quals (t))
10264               {
10265                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
10266                 r = cp_build_qualified_type_real
10267                   (r, cp_type_quals (t),
10268                    complain | (code == TEMPLATE_TYPE_PARM
10269                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
10270               }
10271             else
10272               {
10273                 r = copy_type (t);
10274                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
10275                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
10276                                                 r, levels, args, complain);
10277                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
10278                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
10279                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
10280                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
10281
10282                 if (TREE_CODE (r) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10283                   /* We have reduced the level of the template
10284                      template parameter, but not the levels of its
10285                      template parameters, so canonical_type_parameter
10286                      will not be able to find the canonical template
10287                      template parameter for this level. Thus, we
10288                      require structural equality checking to compare
10289                      TEMPLATE_TEMPLATE_PARMs. */
10290                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
10291                 else if (TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (t))
10292                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
10293                 else
10294                   TYPE_CANONICAL (r) = canonical_type_parameter (r);
10295
10296                 if (code == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10297                   {
10298                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
10299                                           complain, in_decl);
10300                     if (argvec == error_mark_node)
10301                       return error_mark_node;
10302
10303                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
10304                       = build_template_info (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec);
10305                   }
10306               }
10307             break;
10308
10309           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10310             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels, args, complain);
10311             break;
10312
10313           default:
10314             gcc_unreachable ();
10315           }
10316
10317         return r;
10318       }
10319
10320     case TREE_LIST:
10321       {
10322         tree purpose, value, chain;
10323
10324         if (t == void_list_node)
10325           return t;
10326
10327         purpose = TREE_PURPOSE (t);
10328         if (purpose)
10329           {
10330             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
10331             if (purpose == error_mark_node)
10332               return error_mark_node;
10333           }
10334         value = TREE_VALUE (t);
10335         if (value)
10336           {
10337             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
10338             if (value == error_mark_node)
10339               return error_mark_node;
10340           }
10341         chain = TREE_CHAIN (t);
10342         if (chain && chain != void_type_node)
10343           {
10344             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
10345             if (chain == error_mark_node)
10346               return error_mark_node;
10347           }
10348         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
10349             && value == TREE_VALUE (t)
10350             && chain == TREE_CHAIN (t))
10351           return t;
10352         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
10353       }
10354
10355     case TREE_BINFO:
10356       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
10357       gcc_unreachable ();
10358
10359     case TREE_VEC:
10360       /* A vector of template arguments.  */
10361       gcc_assert (!type);
10362       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
10363
10364     case POINTER_TYPE:
10365     case REFERENCE_TYPE:
10366       {
10367         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
10368           return t;
10369
10370         /* [temp.deduct]
10371
10372            Type deduction may fail for any of the following
10373            reasons:
10374
10375            -- Attempting to create a pointer to reference type.
10376            -- Attempting to create a reference to a reference type or
10377               a reference to void.
10378
10379           Core issue 106 says that creating a reference to a reference
10380           during instantiation is no longer a cause for failure. We
10381           only enforce this check in strict C++98 mode.  */
10382         if ((TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
10383              && (((cxx_dialect == cxx98) && flag_iso) || code != REFERENCE_TYPE))
10384             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
10385           {
10386             static location_t last_loc;
10387
10388             /* We keep track of the last time we issued this error
10389                message to avoid spewing a ton of messages during a
10390                single bad template instantiation.  */
10391             if (complain & tf_error
10392                 && last_loc != input_location)
10393               {
10394                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
10395                   error ("forming reference to void");
10396                else if (code == POINTER_TYPE)
10397                  error ("forming pointer to reference type %qT", type);
10398                else
10399                   error ("forming reference to reference type %qT", type);
10400                 last_loc = input_location;
10401               }
10402
10403             return error_mark_node;
10404           }
10405         else if (code == POINTER_TYPE)
10406           {
10407             r = build_pointer_type (type);
10408             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
10409               r = build_ptrmemfunc_type (r);
10410           }
10411         else if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10412           /* In C++0x, during template argument substitution, when there is an
10413              attempt to create a reference to a reference type, reference
10414              collapsing is applied as described in [14.3.1/4 temp.arg.type]:
10415
10416              "If a template-argument for a template-parameter T names a type
10417              that is a reference to a type A, an attempt to create the type
10418              'lvalue reference to cv T' creates the type 'lvalue reference to
10419              A,' while an attempt to create the type type rvalue reference to
10420              cv T' creates the type T"
10421           */
10422           r = cp_build_reference_type
10423               (TREE_TYPE (type),
10424                TYPE_REF_IS_RVALUE (t) && TYPE_REF_IS_RVALUE (type));
10425         else
10426           r = cp_build_reference_type (type, TYPE_REF_IS_RVALUE (t));
10427         r = cp_build_qualified_type_real (r, cp_type_quals (t), complain);
10428
10429         if (r != error_mark_node)
10430           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
10431           layout_type (r);
10432
10433         return r;
10434       }
10435     case OFFSET_TYPE:
10436       {
10437         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
10438         if (r == error_mark_node || !MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
10439           {
10440             /* [temp.deduct]
10441
10442                Type deduction may fail for any of the following
10443                reasons:
10444
10445                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
10446                   is not a class type.  */
10447             if (complain & tf_error)
10448               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
10449             return error_mark_node;
10450           }
10451         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10452           {
10453             if (complain & tf_error)
10454               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
10455             return error_mark_node;
10456           }
10457         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
10458           {
10459             if (complain & tf_error)
10460               error ("creating pointer to member of type void");
10461             return error_mark_node;
10462           }
10463         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
10464         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
10465           {
10466             /* The type of the implicit object parameter gets its
10467                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
10468             tree memptr;
10469             tree method_type = build_memfn_type (type, r, type_memfn_quals (type));
10470             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
10471             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
10472                                                  complain);
10473           }
10474         else
10475           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
10476                                                cp_type_quals (t),
10477                                                complain);
10478       }
10479     case FUNCTION_TYPE:
10480     case METHOD_TYPE:
10481       {
10482         tree fntype;
10483         tree specs;
10484         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
10485         if (fntype == error_mark_node)
10486           return error_mark_node;
10487
10488         /* Substitute the exception specification.  */
10489         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
10490                                                 in_decl);
10491         if (specs == error_mark_node)
10492           return error_mark_node;
10493         if (specs)
10494           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
10495         return fntype;
10496       }
10497     case ARRAY_TYPE:
10498       {
10499         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
10500         if (domain == error_mark_node)
10501           return error_mark_node;
10502
10503         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
10504            it will obviously be the same as T.  */
10505         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
10506           return t;
10507
10508         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
10509
10510            [temp.deduct]
10511
10512            The deduction may fail for any of the following reasons:
10513
10514            -- Attempting to create an array with an element type that
10515               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
10516               an abstract class type.  */
10517         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
10518             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
10519             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
10520           {
10521             if (complain & tf_error)
10522               error ("creating array of %qT", type);
10523             return error_mark_node;
10524           }
10525         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
10526           {
10527             if (complain & tf_error)
10528               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
10529                      type);
10530             return error_mark_node;
10531           }
10532
10533         r = build_cplus_array_type (type, domain);
10534
10535         if (TYPE_USER_ALIGN (t))
10536           {
10537             TYPE_ALIGN (r) = TYPE_ALIGN (t);
10538             TYPE_USER_ALIGN (r) = 1;
10539           }
10540
10541         return r;
10542       }
10543
10544     case PLUS_EXPR:
10545     case MINUS_EXPR:
10546       {
10547         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10548         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
10549
10550         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10551           return error_mark_node;
10552
10553         return fold_build2_loc (input_location,
10554                                 code, TREE_TYPE (t), e1, e2);
10555       }
10556
10557     case NEGATE_EXPR:
10558     case NOP_EXPR:
10559       {
10560         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10561         if (e == error_mark_node)
10562           return error_mark_node;
10563
10564         return fold_build1_loc (input_location, code, TREE_TYPE (t), e);
10565       }
10566
10567     case TYPENAME_TYPE:
10568       {
10569         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
10570                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
10571         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
10572                               complain, in_decl);
10573
10574         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
10575           return error_mark_node;
10576
10577         if (!MAYBE_CLASS_TYPE_P (ctx))
10578           {
10579             if (complain & tf_error)
10580               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
10581             return error_mark_node;
10582           }
10583         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
10584           {
10585             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
10586                have complete type in order to allow things like:
10587
10588                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
10589
10590                But, such constructs have already been resolved by this
10591                point, so here CTX really should have complete type, unless
10592                it's a partial instantiation.  */
10593             if (!(complain & tf_no_class_instantiations))
10594               ctx = complete_type (ctx);
10595             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
10596               {
10597                 if (complain & tf_error)
10598                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
10599                 return error_mark_node;
10600               }
10601           }
10602
10603         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
10604                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
10605         if (f == error_mark_node)
10606           return f;
10607         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
10608           {
10609             complain |= tf_ignore_bad_quals;
10610             f = TREE_TYPE (f);
10611           }
10612
10613         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
10614           {
10615             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
10616               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
10617                      t, f);
10618             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
10619               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
10620                      t, f);
10621           }
10622
10623         return cp_build_qualified_type_real
10624           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
10625       }
10626
10627     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
10628       {
10629         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
10630                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
10631         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
10632         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
10633
10634         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
10635           return error_mark_node;
10636
10637         if (parm_list)
10638           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
10639         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
10640       }
10641
10642     case INDIRECT_REF:
10643     case ADDR_EXPR:
10644     case CALL_EXPR:
10645       gcc_unreachable ();
10646
10647     case ARRAY_REF:
10648       {
10649         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10650         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl,
10651                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
10652         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10653           return error_mark_node;
10654
10655         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
10656       }
10657
10658     case SCOPE_REF:
10659       {
10660         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
10661         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
10662         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
10663           return error_mark_node;
10664
10665         return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
10666                                      e1, e2, QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
10667       }
10668
10669     case TYPEOF_TYPE:
10670       {
10671         tree type;
10672
10673         ++cp_unevaluated_operand;
10674         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
10675
10676         type = tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
10677                             complain, in_decl,
10678                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
10679
10680         --cp_unevaluated_operand;
10681         --c_inhibit_evaluation_warnings;
10682
10683         type = finish_typeof (type);
10684         return cp_build_qualified_type_real (type,
10685                                              cp_type_quals (t)
10686                                              | cp_type_quals (type),
10687                                              complain);
10688       }
10689
10690     case DECLTYPE_TYPE:
10691       {
10692         tree type;
10693
10694         ++cp_unevaluated_operand;
10695         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
10696
10697         type = tsubst_expr (DECLTYPE_TYPE_EXPR (t), args,
10698                             complain, in_decl,
10699                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
10700
10701         --cp_unevaluated_operand;
10702         --c_inhibit_evaluation_warnings;
10703
10704         if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_CAPTURE (t))
10705           type = lambda_capture_field_type (type);
10706         else if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_RETURN (t))
10707           type = lambda_return_type (type);
10708         else
10709           type = finish_decltype_type
10710             (type, DECLTYPE_TYPE_ID_EXPR_OR_MEMBER_ACCESS_P (t));
10711         return cp_build_qualified_type_real (type,
10712                                              cp_type_quals (t)
10713                                              | cp_type_quals (type),
10714                                              complain);
10715       }
10716
10717     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
10718     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
10719       {
10720         tree r = TYPE_P (t) ? cxx_make_type (code) : make_node (code);
10721         tree packed_out = 
10722           tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (t), 
10723                                 args,
10724                                 complain,
10725                                 in_decl);
10726         SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (r, packed_out);
10727
10728         /* For template nontype argument packs, also substitute into
10729            the type.  */
10730         if (code == NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
10731           TREE_TYPE (r) = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10732
10733         return r;
10734       }
10735       break;
10736
10737     default:
10738       sorry ("use of %qs in template", tree_code_name [(int) code]);
10739       return error_mark_node;
10740     }
10741 }
10742
10743 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
10744    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
10745    operator.  */
10746
10747 static tree
10748 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
10749                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10750 {
10751     tree name;
10752     tree qualifying_scope;
10753     tree fns;
10754     tree optype;
10755     tree template_args = 0;
10756     bool template_id_p = false;
10757
10758     /* A baselink indicates a function from a base class.  Both the
10759        BASELINK_ACCESS_BINFO and the base class referenced may
10760        indicate bases of the template class, rather than the
10761        instantiated class.  In addition, lookups that were not
10762        ambiguous before may be ambiguous now.  Therefore, we perform
10763        the lookup again.  */
10764     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
10765     qualifying_scope = tsubst (qualifying_scope, args,
10766                                complain, in_decl);
10767     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
10768     optype = tsubst (BASELINK_OPTYPE (baselink), args, complain, in_decl);
10769     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10770       {
10771         template_id_p = true;
10772         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
10773         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
10774         if (template_args)
10775           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
10776                                                 complain, in_decl);
10777       }
10778     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
10779     if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (name))
10780       name = mangle_conv_op_name_for_type (optype);
10781     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
10782     if (!baselink)
10783       return error_mark_node;
10784
10785     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
10786        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
10787        later by overload resolution will be marked as used at that
10788        point.)  */
10789     if (BASELINK_P (baselink))
10790       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
10791     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
10792       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
10793
10794     /* Add back the template arguments, if present.  */
10795     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
10796       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
10797         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
10798                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
10799                     template_args);
10800     /* Update the conversion operator type.  */
10801     BASELINK_OPTYPE (baselink) = optype;
10802
10803     if (!object_type)
10804       object_type = current_class_type;
10805     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
10806                                                    qualifying_scope,
10807                                                    object_type);
10808 }
10809
10810 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
10811    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
10812    itself; false if more of the postfix-expression follows the
10813    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
10814    of "&".  */
10815
10816 static tree
10817 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
10818                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
10819                      bool done, bool address_p)
10820 {
10821   tree expr;
10822   tree scope;
10823   tree name;
10824   bool is_template;
10825   tree template_args;
10826
10827   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
10828
10829   /* Figure out what name to look up.  */
10830   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
10831   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10832     {
10833       is_template = true;
10834       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
10835       if (template_args)
10836         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
10837                                               complain, in_decl);
10838       name = TREE_OPERAND (name, 0);
10839     }
10840   else
10841     {
10842       is_template = false;
10843       template_args = NULL_TREE;
10844     }
10845
10846   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
10847      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
10848      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
10849      substituting will not help.  */
10850   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
10851   if (args)
10852     {
10853       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
10854       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
10855     }
10856   else
10857     expr = name;
10858
10859   if (dependent_scope_p (scope))
10860     return build_qualified_name (NULL_TREE, scope, expr,
10861                                  QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id));
10862
10863   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
10864     {
10865       if (TREE_CODE (expr) == BIT_NOT_EXPR)
10866         {
10867           /* A BIT_NOT_EXPR is used to represent a destructor.  */
10868           if (!check_dtor_name (scope, TREE_OPERAND (expr, 0)))
10869             {
10870               error ("qualifying type %qT does not match destructor name ~%qT",
10871                      scope, TREE_OPERAND (expr, 0));
10872               expr = error_mark_node;
10873             }
10874           else
10875             expr = lookup_qualified_name (scope, complete_dtor_identifier,
10876                                           /*is_type_p=*/0, false);
10877         }
10878       else
10879         expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
10880       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
10881                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
10882         {
10883           if (complain & tf_error)
10884             {
10885               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
10886                      "instantiation yields a type", qualified_id);
10887               inform (input_location, "say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
10888             }
10889           return error_mark_node;
10890         }
10891     }
10892
10893   if (DECL_P (expr))
10894     {
10895       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
10896                                            scope);
10897       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
10898       mark_used (expr);
10899     }
10900
10901   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
10902     {
10903       if (complain & tf_error)
10904         qualified_name_lookup_error (scope,
10905                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
10906                                      expr, input_location);
10907       return error_mark_node;
10908     }
10909
10910   if (is_template)
10911     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
10912
10913   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
10914     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
10915                                  expr, input_location);
10916   else if (TYPE_P (scope))
10917     {
10918       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
10919               (expr, scope, current_class_type));
10920       expr = (finish_qualified_id_expr
10921               (scope, expr, done, address_p,
10922                QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id),
10923                /*template_arg_p=*/false));
10924     }
10925
10926   /* Expressions do not generally have reference type.  */
10927   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF
10928       /* However, if we're about to form a pointer-to-member, we just
10929          want the referenced member referenced.  */
10930       && TREE_CODE (expr) != OFFSET_REF)
10931     expr = convert_from_reference (expr);
10932
10933   return expr;
10934 }
10935
10936 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
10937    template parms; to finish processing the resultant expression, use
10938    tsubst_expr.  */
10939
10940 static tree
10941 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10942 {
10943   enum tree_code code;
10944   tree r;
10945
10946   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node || args == NULL_TREE)
10947     return t;
10948
10949   code = TREE_CODE (t);
10950
10951   switch (code)
10952     {
10953     case PARM_DECL:
10954       r = retrieve_local_specialization (t);
10955
10956       if (r == NULL)
10957         {
10958           tree c;
10959           /* This can happen for a parameter name used later in a function
10960              declaration (such as in a late-specified return type).  Just
10961              make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
10962           gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
10963           /* We copy T because want to tsubst the PARM_DECL only,
10964              not the following PARM_DECLs that are chained to T.  */
10965           c = copy_node (t);
10966           r = tsubst_decl (c, args, complain);
10967           /* Give it the template pattern as its context; its true context
10968              hasn't been instantiated yet and this is good enough for
10969              mangling.  */
10970           DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (t);
10971         }
10972       
10973       if (TREE_CODE (r) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
10974         r = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (r);
10975       mark_used (r);
10976       return r;
10977
10978     case CONST_DECL:
10979       {
10980         tree enum_type;
10981         tree v;
10982
10983         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
10984           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
10985         /* There is no need to substitute into namespace-scope
10986            enumerators.  */
10987         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
10988           return t;
10989         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
10990         if (args == NULL_TREE)
10991           return integral_constant_value (t);
10992
10993         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
10994            Consider:
10995
10996              template <int I> int f() {
10997              enum E { a = I };
10998              struct S { void g() { E e = a; } };
10999              };
11000
11001            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
11002            clever enough to find f<7>::a.  */
11003         enum_type
11004           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
11005                               /*entering_scope=*/0);
11006
11007         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
11008              v != NULL_TREE;
11009              v = TREE_CHAIN (v))
11010           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
11011             return TREE_VALUE (v);
11012
11013           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
11014              name-lookup found it during preliminary parsing, we
11015              should find it again here during instantiation.  */
11016         gcc_unreachable ();
11017       }
11018       return t;
11019
11020     case FIELD_DECL:
11021       if (DECL_CONTEXT (t))
11022         {
11023           tree ctx;
11024
11025           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
11026                                   /*entering_scope=*/1);
11027           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
11028             {
11029               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
11030               if (!r)
11031                 {
11032                   if (complain & tf_error)
11033                     error ("using invalid field %qD", t);
11034                   return error_mark_node;
11035                 }
11036               return r;
11037             }
11038         }
11039
11040       return t;
11041
11042     case VAR_DECL:
11043     case FUNCTION_DECL:
11044       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
11045           || local_variable_p (t))
11046         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
11047       mark_used (t);
11048       return t;
11049
11050     case BASELINK:
11051       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
11052
11053     case TEMPLATE_DECL:
11054       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
11055         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
11056                        args, complain, in_decl);
11057       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
11058         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
11059       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
11060                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
11061         {
11062           /* Template template argument like the following example need
11063              special treatment:
11064
11065                template <template <class> class TT> struct C {};
11066                template <class T> struct D {
11067                  template <class U> struct E {};
11068                  C<E> c;                                // #1
11069                };
11070                D<int> d;                                // #2
11071
11072              We are processing the template argument `E' in #1 for
11073              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
11074              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
11075              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
11076
11077           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
11078           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
11079         }
11080       else
11081         /* Ordinary template template argument.  */
11082         return t;
11083
11084     case CAST_EXPR:
11085     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
11086     case CONST_CAST_EXPR:
11087     case STATIC_CAST_EXPR:
11088     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
11089     case NOP_EXPR:
11090       return build1
11091         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
11092          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
11093
11094     case SIZEOF_EXPR:
11095       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
11096         {
11097           /* We only want to compute the number of arguments.  */
11098           tree expanded = tsubst_pack_expansion (TREE_OPERAND (t, 0), args,
11099                                                 complain, in_decl);
11100           int len = 0;
11101
11102           if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
11103             len = TREE_VEC_LENGTH (expanded);
11104
11105           if (expanded == error_mark_node)
11106             return error_mark_node;
11107           else if (PACK_EXPANSION_P (expanded)
11108                    || (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC
11109                        && len > 0
11110                        && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (expanded, len-1))))
11111             {
11112               if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
11113                 expanded = TREE_VEC_ELT (expanded, len - 1);
11114
11115               if (TYPE_P (expanded))
11116                 return cxx_sizeof_or_alignof_type (expanded, SIZEOF_EXPR, 
11117                                                    complain & tf_error);
11118               else
11119                 return cxx_sizeof_or_alignof_expr (expanded, SIZEOF_EXPR,
11120                                                    complain & tf_error);
11121             }
11122           else
11123             return build_int_cst (size_type_node, len);
11124         }
11125       /* Fall through */
11126
11127     case INDIRECT_REF:
11128     case NEGATE_EXPR:
11129     case TRUTH_NOT_EXPR:
11130     case BIT_NOT_EXPR:
11131     case ADDR_EXPR:
11132     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
11133     case ALIGNOF_EXPR:
11134     case ARROW_EXPR:
11135     case THROW_EXPR:
11136     case TYPEID_EXPR:
11137     case REALPART_EXPR:
11138     case IMAGPART_EXPR:
11139       return build1
11140         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
11141          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
11142
11143     case COMPONENT_REF:
11144       {
11145         tree object;
11146         tree name;
11147
11148         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
11149         name = TREE_OPERAND (t, 1);
11150         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
11151           {
11152             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
11153                                 complain, in_decl);
11154             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
11155           }
11156         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
11157                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
11158           {
11159             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
11160                                      complain, in_decl);
11161             name = TREE_OPERAND (name, 1);
11162             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
11163                                 complain, in_decl);
11164             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
11165             name = build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
11166                                          base, name,
11167                                          /*template_p=*/false);
11168           }
11169         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
11170           name = tsubst_baselink (name,
11171                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
11172                                   args, complain,
11173                                   in_decl);
11174         else
11175           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
11176         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
11177       }
11178
11179     case PLUS_EXPR:
11180     case MINUS_EXPR:
11181     case MULT_EXPR:
11182     case TRUNC_DIV_EXPR:
11183     case CEIL_DIV_EXPR:
11184     case FLOOR_DIV_EXPR:
11185     case ROUND_DIV_EXPR:
11186     case EXACT_DIV_EXPR:
11187     case BIT_AND_EXPR:
11188     case BIT_IOR_EXPR:
11189     case BIT_XOR_EXPR:
11190     case TRUNC_MOD_EXPR:
11191     case FLOOR_MOD_EXPR:
11192     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
11193     case TRUTH_ORIF_EXPR:
11194     case TRUTH_AND_EXPR:
11195     case TRUTH_OR_EXPR:
11196     case RSHIFT_EXPR:
11197     case LSHIFT_EXPR:
11198     case RROTATE_EXPR:
11199     case LROTATE_EXPR:
11200     case EQ_EXPR:
11201     case NE_EXPR:
11202     case MAX_EXPR:
11203     case MIN_EXPR:
11204     case LE_EXPR:
11205     case GE_EXPR:
11206     case LT_EXPR:
11207     case GT_EXPR:
11208     case COMPOUND_EXPR:
11209     case DOTSTAR_EXPR:
11210     case MEMBER_REF:
11211     case PREDECREMENT_EXPR:
11212     case PREINCREMENT_EXPR:
11213     case POSTDECREMENT_EXPR:
11214     case POSTINCREMENT_EXPR:
11215       return build_nt
11216         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11217          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
11218
11219     case SCOPE_REF:
11220       return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
11221                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0),
11222                                                 args, complain, in_decl),
11223                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1),
11224                                                 args, complain, in_decl),
11225                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
11226
11227     case ARRAY_REF:
11228       return build_nt
11229         (ARRAY_REF,
11230          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11231          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
11232          NULL_TREE, NULL_TREE);
11233
11234     case CALL_EXPR:
11235       {
11236         int n = VL_EXP_OPERAND_LENGTH (t);
11237         tree result = build_vl_exp (CALL_EXPR, n);
11238         int i;
11239         for (i = 0; i < n; i++)
11240           TREE_OPERAND (t, i) = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, i), args,
11241                                              complain, in_decl);
11242         return result;
11243       }
11244
11245     case COND_EXPR:
11246     case MODOP_EXPR:
11247     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
11248       {
11249         r = build_nt
11250           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11251            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
11252            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
11253         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
11254         return r;
11255       }
11256
11257     case NEW_EXPR:
11258       {
11259         r = build_nt
11260         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11261          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
11262          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
11263         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
11264         return r;
11265       }
11266
11267     case DELETE_EXPR:
11268       {
11269         r = build_nt
11270         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11271          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
11272         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
11273         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
11274         return r;
11275       }
11276
11277     case TEMPLATE_ID_EXPR:
11278       {
11279         /* Substituted template arguments */
11280         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
11281         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
11282
11283         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
11284         if (targs)
11285           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
11286
11287         return lookup_template_function (fn, targs);
11288       }
11289
11290     case TREE_LIST:
11291       {
11292         tree purpose, value, chain;
11293
11294         if (t == void_list_node)
11295           return t;
11296
11297         purpose = TREE_PURPOSE (t);
11298         if (purpose)
11299           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
11300         value = TREE_VALUE (t);
11301         if (value)
11302           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
11303         chain = TREE_CHAIN (t);
11304         if (chain && chain != void_type_node)
11305           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
11306         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
11307             && value == TREE_VALUE (t)
11308             && chain == TREE_CHAIN (t))
11309           return t;
11310         return tree_cons (purpose, value, chain);
11311       }
11312
11313     case RECORD_TYPE:
11314     case UNION_TYPE:
11315     case ENUMERAL_TYPE:
11316     case INTEGER_TYPE:
11317     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
11318     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11319     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11320     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11321     case POINTER_TYPE:
11322     case REFERENCE_TYPE:
11323     case OFFSET_TYPE:
11324     case FUNCTION_TYPE:
11325     case METHOD_TYPE:
11326     case ARRAY_TYPE:
11327     case TYPENAME_TYPE:
11328     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
11329     case TYPEOF_TYPE:
11330     case DECLTYPE_TYPE:
11331     case TYPE_DECL:
11332       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
11333
11334     case IDENTIFIER_NODE:
11335       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
11336         {
11337           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11338           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
11339         }
11340       else
11341         return t;
11342
11343     case CONSTRUCTOR:
11344       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
11345       gcc_unreachable ();
11346
11347     case VA_ARG_EXPR:
11348       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
11349                                           in_decl),
11350                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
11351
11352     case CLEANUP_POINT_EXPR:
11353       /* We shouldn't have built any of these during initial template
11354          generation.  Instead, they should be built during instantiation
11355          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
11356       gcc_unreachable ();
11357
11358     case OFFSET_REF:
11359       r = build2
11360         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
11361          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
11362          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
11363       PTRMEM_OK_P (r) = PTRMEM_OK_P (t);
11364       mark_used (TREE_OPERAND (r, 1));
11365       return r;
11366
11367     case EXPR_PACK_EXPANSION:
11368       error ("invalid use of pack expansion expression");
11369       return error_mark_node;
11370
11371     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11372       error ("use %<...%> to expand argument pack");
11373       return error_mark_node;
11374
11375     default:
11376       return t;
11377     }
11378 }
11379
11380 /* Like tsubst_copy, but specifically for OpenMP clauses.  */
11381
11382 static tree
11383 tsubst_omp_clauses (tree clauses, tree args, tsubst_flags_t complain,
11384                     tree in_decl)
11385 {
11386   tree new_clauses = NULL, nc, oc;
11387
11388   for (oc = clauses; oc ; oc = OMP_CLAUSE_CHAIN (oc))
11389     {
11390       nc = copy_node (oc);
11391       OMP_CLAUSE_CHAIN (nc) = new_clauses;
11392       new_clauses = nc;
11393
11394       switch (OMP_CLAUSE_CODE (nc))
11395         {
11396         case OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE:
11397           if (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc))
11398             {
11399               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc) = push_stmt_list ();
11400               tsubst_expr (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc), args, complain,
11401                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
11402               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc)
11403                 = pop_stmt_list (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc));
11404             }
11405           /* FALLTHRU */
11406         case OMP_CLAUSE_PRIVATE:
11407         case OMP_CLAUSE_SHARED:
11408         case OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE:
11409         case OMP_CLAUSE_REDUCTION:
11410         case OMP_CLAUSE_COPYIN:
11411         case OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE:
11412         case OMP_CLAUSE_IF:
11413         case OMP_CLAUSE_NUM_THREADS:
11414         case OMP_CLAUSE_SCHEDULE:
11415         case OMP_CLAUSE_COLLAPSE:
11416           OMP_CLAUSE_OPERAND (nc, 0)
11417             = tsubst_expr (OMP_CLAUSE_OPERAND (oc, 0), args, complain, 
11418                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
11419           break;
11420         case OMP_CLAUSE_NOWAIT:
11421         case OMP_CLAUSE_ORDERED:
11422         case OMP_CLAUSE_DEFAULT:
11423         case OMP_CLAUSE_UNTIED:
11424           break;
11425         default:
11426           gcc_unreachable ();
11427         }
11428     }
11429
11430   return finish_omp_clauses (nreverse (new_clauses));
11431 }
11432
11433 /* Like tsubst_copy_and_build, but unshare TREE_LIST nodes.  */
11434
11435 static tree
11436 tsubst_copy_asm_operands (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
11437                           tree in_decl)
11438 {
11439 #define RECUR(t) tsubst_copy_asm_operands (t, args, complain, in_decl)
11440
11441   tree purpose, value, chain;
11442
11443   if (t == NULL)
11444     return t;
11445
11446   if (TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
11447     return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
11448                                   /*function_p=*/false,
11449                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
11450
11451   if (t == void_list_node)
11452     return t;
11453
11454   purpose = TREE_PURPOSE (t);
11455   if (purpose)
11456     purpose = RECUR (purpose);
11457   value = TREE_VALUE (t);
11458   if (value && TREE_CODE (value) != LABEL_DECL)
11459     value = RECUR (value);
11460   chain = TREE_CHAIN (t);
11461   if (chain && chain != void_type_node)
11462     chain = RECUR (chain);
11463   return tree_cons (purpose, value, chain);
11464 #undef RECUR
11465 }
11466
11467 /* Substitute one OMP_FOR iterator.  */
11468
11469 static void
11470 tsubst_omp_for_iterator (tree t, int i, tree declv, tree initv,
11471                          tree condv, tree incrv, tree *clauses,
11472                          tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11473                          bool integral_constant_expression_p)
11474 {
11475 #define RECUR(NODE)                             \
11476   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
11477                integral_constant_expression_p)
11478   tree decl, init, cond, incr, auto_node;
11479
11480   init = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INIT (t), i);
11481   gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
11482   decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
11483   init = TREE_OPERAND (init, 1);
11484   auto_node = type_uses_auto (TREE_TYPE (decl));
11485   if (auto_node && init)
11486     {
11487       tree init_expr = init;
11488       if (TREE_CODE (init_expr) == DECL_EXPR)
11489         init_expr = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (init_expr));
11490       init_expr = RECUR (init_expr);
11491       TREE_TYPE (decl)
11492         = do_auto_deduction (TREE_TYPE (decl), init_expr, auto_node);
11493     }
11494   gcc_assert (!type_dependent_expression_p (decl));
11495
11496   if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
11497     {
11498       cond = RECUR (TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i));
11499       incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
11500       if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
11501         incr = build_x_modify_expr (RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NOP_EXPR,
11502                                     RECUR (TREE_OPERAND (incr, 1)),
11503                                     complain);
11504       else
11505         incr = RECUR (incr);
11506       TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
11507       TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
11508       TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
11509       TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
11510       return;
11511     }
11512
11513   if (init && TREE_CODE (init) != DECL_EXPR)
11514     {
11515       tree c;
11516       for (c = *clauses; c ; c = OMP_CLAUSE_CHAIN (c))
11517         {
11518           if ((OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_PRIVATE
11519                || OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE)
11520               && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11521             break;
11522           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE
11523                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11524             error ("iteration variable %qD should not be firstprivate", decl);
11525           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_REDUCTION
11526                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
11527             error ("iteration variable %qD should not be reduction", decl);
11528         }
11529       if (c == NULL)
11530         {
11531           c = build_omp_clause (input_location, OMP_CLAUSE_PRIVATE);
11532           OMP_CLAUSE_DECL (c) = decl;
11533           c = finish_omp_clauses (c);
11534           if (c)
11535             {
11536               OMP_CLAUSE_CHAIN (c) = *clauses;
11537               *clauses = c;
11538             }
11539         }
11540     }
11541   cond = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i);
11542   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
11543     cond = build2 (TREE_CODE (cond), boolean_type_node,
11544                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 0)),
11545                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 1)));
11546   else
11547     cond = RECUR (cond);
11548   incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
11549   switch (TREE_CODE (incr))
11550     {
11551     case PREINCREMENT_EXPR:
11552     case PREDECREMENT_EXPR:
11553     case POSTINCREMENT_EXPR:
11554     case POSTDECREMENT_EXPR:
11555       incr = build2 (TREE_CODE (incr), TREE_TYPE (decl),
11556                      RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NULL_TREE);
11557       break;
11558     case MODIFY_EXPR:
11559       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
11560           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
11561         {
11562           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 1);
11563           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
11564                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
11565                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
11566                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
11567                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
11568         }
11569       else
11570         incr = RECUR (incr);
11571       break;
11572     case MODOP_EXPR:
11573       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
11574           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
11575         {
11576           tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0));
11577           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl), lhs,
11578                          build2 (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)),
11579                                  TREE_TYPE (decl), lhs,
11580                                  RECUR (TREE_OPERAND (incr, 2))));
11581         }
11582       else if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == NOP_EXPR
11583                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == PLUS_EXPR
11584                    || (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == MINUS_EXPR)))
11585         {
11586           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 2);
11587           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
11588                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
11589                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
11590                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
11591                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
11592         }
11593       else
11594         incr = RECUR (incr);
11595       break;
11596     default:
11597       incr = RECUR (incr);
11598       break;
11599     }
11600
11601   TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
11602   TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
11603   TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
11604   TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
11605 #undef RECUR
11606 }
11607
11608 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
11609    processing.  */
11610
11611 static tree
11612 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11613              bool integral_constant_expression_p)
11614 {
11615 #define RECUR(NODE)                             \
11616   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
11617                integral_constant_expression_p)
11618
11619   tree stmt, tmp;
11620
11621   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
11622     return t;
11623
11624   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
11625     input_location = EXPR_LOCATION (t);
11626   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
11627     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
11628
11629   switch (TREE_CODE (t))
11630     {
11631     case STATEMENT_LIST:
11632       {
11633         tree_stmt_iterator i;
11634         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
11635           RECUR (tsi_stmt (i));
11636         break;
11637       }
11638
11639     case CTOR_INITIALIZER:
11640       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
11641                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
11642       break;
11643
11644     case RETURN_EXPR:
11645       finish_return_stmt (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
11646       break;
11647
11648     case EXPR_STMT:
11649       tmp = RECUR (EXPR_STMT_EXPR (t));
11650       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
11651         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
11652       else
11653         finish_expr_stmt (tmp);
11654       break;
11655
11656     case USING_STMT:
11657       do_using_directive (RECUR (USING_STMT_NAMESPACE (t)));
11658       break;
11659
11660     case DECL_EXPR:
11661       {
11662         tree decl;
11663         tree init;
11664
11665         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
11666         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
11667           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
11668         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
11669           {
11670             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
11671             tree name = DECL_NAME (decl);
11672             tree decl;
11673
11674             scope = RECUR (scope);
11675             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
11676                                           /*is_type_p=*/false,
11677                                           /*complain=*/false);
11678             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
11679               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl, input_location);
11680             else
11681               do_local_using_decl (decl, scope, name);
11682           }
11683         else
11684           {
11685             init = DECL_INITIAL (decl);
11686             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11687             if (decl != error_mark_node)
11688               {
11689                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
11690                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
11691                    handle local variables, and since we've already done
11692                    all that needs to be done, that's the right thing to
11693                    do.  */
11694                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11695                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
11696                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
11697                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
11698                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
11699                   finish_anon_union (decl);
11700                 else
11701                   {
11702                     maybe_push_decl (decl);
11703                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
11704                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
11705                       {
11706                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
11707                            initializer.  */
11708                         const char *const name
11709                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
11710                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
11711                       }
11712                     else
11713                       {
11714                         tree t = RECUR (init);
11715
11716                         if (init && !t)
11717                           {
11718                             /* If we had an initializer but it
11719                                instantiated to nothing,
11720                                value-initialize the object.  This will
11721                                only occur when the initializer was a
11722                                pack expansion where the parameter packs
11723                                used in that expansion were of length
11724                                zero.  */
11725                             init = build_value_init (TREE_TYPE (decl),
11726                                                      complain);
11727                             if (TREE_CODE (init) == AGGR_INIT_EXPR)
11728                               init = get_target_expr (init);
11729                           }
11730                         else
11731                           init = t;
11732                       }
11733
11734                     cp_finish_decl (decl, init, false, NULL_TREE, 0);
11735                   }
11736               }
11737           }
11738
11739         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
11740            clause of an if/for/while construct.  */
11741         return decl;
11742       }
11743
11744     case FOR_STMT:
11745       stmt = begin_for_stmt ();
11746       RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
11747       finish_for_init_stmt (stmt);
11748       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
11749       finish_for_cond (tmp, stmt);
11750       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
11751       finish_for_expr (tmp, stmt);
11752       RECUR (FOR_BODY (t));
11753       finish_for_stmt (stmt);
11754       break;
11755
11756     case RANGE_FOR_STMT:
11757       {
11758         tree decl, expr;
11759         stmt = begin_for_stmt ();
11760         decl = RANGE_FOR_DECL (t);
11761         decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11762         maybe_push_decl (decl);
11763         expr = RECUR (RANGE_FOR_EXPR (t));
11764         stmt = cp_convert_range_for (stmt, decl, expr);
11765         RECUR (RANGE_FOR_BODY (t));
11766         finish_for_stmt (stmt);
11767       }
11768       break;
11769
11770     case WHILE_STMT:
11771       stmt = begin_while_stmt ();
11772       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
11773       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
11774       RECUR (WHILE_BODY (t));
11775       finish_while_stmt (stmt);
11776       break;
11777
11778     case DO_STMT:
11779       stmt = begin_do_stmt ();
11780       RECUR (DO_BODY (t));
11781       finish_do_body (stmt);
11782       tmp = RECUR (DO_COND (t));
11783       finish_do_stmt (tmp, stmt);
11784       break;
11785
11786     case IF_STMT:
11787       stmt = begin_if_stmt ();
11788       tmp = RECUR (IF_COND (t));
11789       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
11790       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
11791       finish_then_clause (stmt);
11792
11793       if (ELSE_CLAUSE (t))
11794         {
11795           begin_else_clause (stmt);
11796           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
11797           finish_else_clause (stmt);
11798         }
11799
11800       finish_if_stmt (stmt);
11801       break;
11802
11803     case BIND_EXPR:
11804       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
11805         stmt = begin_function_body ();
11806       else
11807         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
11808                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
11809
11810       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
11811
11812       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
11813         finish_function_body (stmt);
11814       else
11815         finish_compound_stmt (stmt);
11816       break;
11817
11818     case BREAK_STMT:
11819       finish_break_stmt ();
11820       break;
11821
11822     case CONTINUE_STMT:
11823       finish_continue_stmt ();
11824       break;
11825
11826     case SWITCH_STMT:
11827       stmt = begin_switch_stmt ();
11828       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
11829       finish_switch_cond (tmp, stmt);
11830       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
11831       finish_switch_stmt (stmt);
11832       break;
11833
11834     case CASE_LABEL_EXPR:
11835       finish_case_label (EXPR_LOCATION (t),
11836                          RECUR (CASE_LOW (t)),
11837                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
11838       break;
11839
11840     case LABEL_EXPR:
11841       {
11842         tree decl = LABEL_EXPR_LABEL (t);
11843         tree label;
11844
11845         label = finish_label_stmt (DECL_NAME (decl));
11846         if (DECL_ATTRIBUTES (decl) != NULL_TREE)
11847           cplus_decl_attributes (&label, DECL_ATTRIBUTES (decl), 0);
11848       }
11849       break;
11850
11851     case GOTO_EXPR:
11852       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
11853       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
11854         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
11855            non-computed gotos must not be; the identifier in question
11856            will have no binding.  */
11857         tmp = RECUR (tmp);
11858       else
11859         tmp = DECL_NAME (tmp);
11860       finish_goto_stmt (tmp);
11861       break;
11862
11863     case ASM_EXPR:
11864       tmp = finish_asm_stmt
11865         (ASM_VOLATILE_P (t),
11866          RECUR (ASM_STRING (t)),
11867          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
11868          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
11869          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl),
11870          tsubst_copy_asm_operands (ASM_LABELS (t), args, complain, in_decl));
11871       {
11872         tree asm_expr = tmp;
11873         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
11874           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
11875         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
11876       }
11877       break;
11878
11879     case TRY_BLOCK:
11880       if (CLEANUP_P (t))
11881         {
11882           stmt = begin_try_block ();
11883           RECUR (TRY_STMTS (t));
11884           finish_cleanup_try_block (stmt);
11885           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
11886         }
11887       else
11888         {
11889           tree compound_stmt = NULL_TREE;
11890
11891           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11892             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
11893           else
11894             stmt = begin_try_block ();
11895
11896           RECUR (TRY_STMTS (t));
11897
11898           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11899             finish_function_try_block (stmt);
11900           else
11901             finish_try_block (stmt);
11902
11903           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
11904           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
11905             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
11906           else
11907             finish_handler_sequence (stmt);
11908         }
11909       break;
11910
11911     case HANDLER:
11912       {
11913         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
11914
11915         if (decl)
11916           {
11917             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
11918             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
11919                this variable.  We've already done all that needs to be
11920                done.  */
11921             if (decl != error_mark_node)
11922               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
11923           }
11924         stmt = begin_handler ();
11925         finish_handler_parms (decl, stmt);
11926         RECUR (HANDLER_BODY (t));
11927         finish_handler (stmt);
11928       }
11929       break;
11930
11931     case TAG_DEFN:
11932       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
11933       break;
11934
11935     case STATIC_ASSERT:
11936       {
11937         tree condition = 
11938           tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), 
11939                        args,
11940                        complain, in_decl,
11941                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
11942         finish_static_assert (condition,
11943                               STATIC_ASSERT_MESSAGE (t),
11944                               STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
11945                               /*member_p=*/false);
11946       }
11947       break;
11948
11949     case OMP_PARALLEL:
11950       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
11951                                 args, complain, in_decl);
11952       stmt = begin_omp_parallel ();
11953       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
11954       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
11955         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
11956       break;
11957
11958     case OMP_TASK:
11959       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_TASK_CLAUSES (t),
11960                                 args, complain, in_decl);
11961       stmt = begin_omp_task ();
11962       RECUR (OMP_TASK_BODY (t));
11963       finish_omp_task (tmp, stmt);
11964       break;
11965
11966     case OMP_FOR:
11967       {
11968         tree clauses, body, pre_body;
11969         tree declv, initv, condv, incrv;
11970         int i;
11971
11972         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
11973                                       args, complain, in_decl);
11974         declv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11975         initv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11976         condv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11977         incrv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
11978
11979         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)); i++)
11980           tsubst_omp_for_iterator (t, i, declv, initv, condv, incrv,
11981                                    &clauses, args, complain, in_decl,
11982                                    integral_constant_expression_p);
11983
11984         stmt = begin_omp_structured_block ();
11985
11986         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (initv); i++)
11987           if (TREE_VEC_ELT (initv, i) == NULL
11988               || TREE_CODE (TREE_VEC_ELT (initv, i)) != DECL_EXPR)
11989             TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
11990           else if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_VEC_ELT (initv, i))))
11991             {
11992               tree init = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
11993               gcc_assert (init == TREE_VEC_ELT (declv, i));
11994               TREE_VEC_ELT (initv, i) = NULL_TREE;
11995             }
11996           else
11997             {
11998               tree decl_expr = TREE_VEC_ELT (initv, i);
11999               tree init = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr));
12000               gcc_assert (init != NULL);
12001               TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (init);
12002               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = NULL;
12003               RECUR (decl_expr);
12004               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = init;
12005             }
12006
12007         pre_body = push_stmt_list ();
12008         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
12009         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
12010
12011         body = push_stmt_list ();
12012         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
12013         body = pop_stmt_list (body);
12014
12015         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), declv, initv, condv, incrv,
12016                             body, pre_body, clauses);
12017
12018         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
12019       }
12020       break;
12021
12022     case OMP_SECTIONS:
12023     case OMP_SINGLE:
12024       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
12025       stmt = push_stmt_list ();
12026       RECUR (OMP_BODY (t));
12027       stmt = pop_stmt_list (stmt);
12028
12029       t = copy_node (t);
12030       OMP_BODY (t) = stmt;
12031       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
12032       add_stmt (t);
12033       break;
12034
12035     case OMP_SECTION:
12036     case OMP_CRITICAL:
12037     case OMP_MASTER:
12038     case OMP_ORDERED:
12039       stmt = push_stmt_list ();
12040       RECUR (OMP_BODY (t));
12041       stmt = pop_stmt_list (stmt);
12042
12043       t = copy_node (t);
12044       OMP_BODY (t) = stmt;
12045       add_stmt (t);
12046       break;
12047
12048     case OMP_ATOMIC:
12049       gcc_assert (OMP_ATOMIC_DEPENDENT_P (t));
12050       {
12051         tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
12052         tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
12053         tree rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
12054         finish_omp_atomic (TREE_CODE (op1), lhs, rhs);
12055       }
12056       break;
12057
12058     case EXPR_PACK_EXPANSION:
12059       error ("invalid use of pack expansion expression");
12060       return error_mark_node;
12061
12062     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
12063       error ("use %<...%> to expand argument pack");
12064       return error_mark_node;
12065
12066     default:
12067       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
12068
12069       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
12070                                     /*function_p=*/false,
12071                                     integral_constant_expression_p);
12072     }
12073
12074   return NULL_TREE;
12075 #undef RECUR
12076 }
12077
12078 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
12079    call.  Return the substituted version of T.  */
12080
12081 static tree
12082 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
12083                                     tsubst_flags_t complain,
12084                                     tree in_decl)
12085 {
12086   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
12087     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
12088                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
12089   else
12090     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
12091                                /*function_p=*/false,
12092                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
12093
12094   return t;
12095 }
12096
12097 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
12098    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
12099
12100 tree
12101 tsubst_copy_and_build (tree t,
12102                        tree args,
12103                        tsubst_flags_t complain,
12104                        tree in_decl,
12105                        bool function_p,
12106                        bool integral_constant_expression_p)
12107 {
12108 #define RECUR(NODE)                                             \
12109   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
12110                          /*function_p=*/false,                  \
12111                          integral_constant_expression_p)
12112
12113   tree op1;
12114
12115   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
12116     return t;
12117
12118   switch (TREE_CODE (t))
12119     {
12120     case USING_DECL:
12121       t = DECL_NAME (t);
12122       /* Fall through.  */
12123     case IDENTIFIER_NODE:
12124       {
12125         tree decl;
12126         cp_id_kind idk;
12127         bool non_integral_constant_expression_p;
12128         const char *error_msg;
12129
12130         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
12131           {
12132             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12133             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
12134           }
12135
12136         /* Look up the name.  */
12137         decl = lookup_name (t);
12138
12139         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
12140            failure, not NULL_TREE.  */
12141         if (decl == NULL_TREE)
12142           decl = error_mark_node;
12143
12144         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
12145                                      &idk,
12146                                      integral_constant_expression_p,
12147                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
12148                                      &non_integral_constant_expression_p,
12149                                      /*template_p=*/false,
12150                                      /*done=*/true,
12151                                      /*address_p=*/false,
12152                                      /*template_arg_p=*/false,
12153                                      &error_msg,
12154                                      input_location);
12155         if (error_msg)
12156           error (error_msg);
12157         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
12158           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
12159         return decl;
12160       }
12161
12162     case TEMPLATE_ID_EXPR:
12163       {
12164         tree object;
12165         tree templ = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12166         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
12167
12168         if (targs)
12169           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
12170
12171         if (TREE_CODE (templ) == COMPONENT_REF)
12172           {
12173             object = TREE_OPERAND (templ, 0);
12174             templ = TREE_OPERAND (templ, 1);
12175           }
12176         else
12177           object = NULL_TREE;
12178         templ = lookup_template_function (templ, targs);
12179
12180         if (object)
12181           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (templ),
12182                          object, templ, NULL_TREE);
12183         else
12184           return baselink_for_fns (templ);
12185       }
12186
12187     case INDIRECT_REF:
12188       {
12189         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12190
12191         if (REFERENCE_REF_P (t))
12192           {
12193             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
12194                such an indirect ref, but the substitution of the cast
12195                will have also added such an indirect ref.  */
12196             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
12197               r = convert_from_reference (r);
12198           }
12199         else
12200           r = build_x_indirect_ref (r, RO_UNARY_STAR, complain);
12201         return r;
12202       }
12203
12204     case NOP_EXPR:
12205       return build_nop
12206         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12207          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12208
12209     case CAST_EXPR:
12210     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12211     case CONST_CAST_EXPR:
12212     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12213     case STATIC_CAST_EXPR:
12214       {
12215         tree type;
12216         tree op;
12217
12218         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12219         if (integral_constant_expression_p
12220             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
12221           {
12222             if (complain & tf_error)
12223               error ("a cast to a type other than an integral or "
12224                      "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
12225             return error_mark_node; 
12226           }
12227
12228         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12229
12230         switch (TREE_CODE (t))
12231           {
12232           case CAST_EXPR:
12233             return build_functional_cast (type, op, complain);
12234           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12235             return build_reinterpret_cast (type, op, complain);
12236           case CONST_CAST_EXPR:
12237             return build_const_cast (type, op, complain);
12238           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12239             return build_dynamic_cast (type, op, complain);
12240           case STATIC_CAST_EXPR:
12241             return build_static_cast (type, op, complain);
12242           default:
12243             gcc_unreachable ();
12244           }
12245       }
12246
12247     case POSTDECREMENT_EXPR:
12248     case POSTINCREMENT_EXPR:
12249       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12250                                                 args, complain, in_decl);
12251       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1, complain);
12252
12253     case PREDECREMENT_EXPR:
12254     case PREINCREMENT_EXPR:
12255     case NEGATE_EXPR:
12256     case BIT_NOT_EXPR:
12257     case ABS_EXPR:
12258     case TRUTH_NOT_EXPR:
12259     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
12260     case REALPART_EXPR:
12261     case IMAGPART_EXPR:
12262       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12263                                complain);
12264
12265     case ADDR_EXPR:
12266       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
12267       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
12268         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
12269                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
12270       else
12271         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
12272                                                   in_decl);
12273       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
12274         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1),
12275                                           EXPR_LOCATION (op1));
12276       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1, complain);
12277
12278     case PLUS_EXPR:
12279     case MINUS_EXPR:
12280     case MULT_EXPR:
12281     case TRUNC_DIV_EXPR:
12282     case CEIL_DIV_EXPR:
12283     case FLOOR_DIV_EXPR:
12284     case ROUND_DIV_EXPR:
12285     case EXACT_DIV_EXPR:
12286     case BIT_AND_EXPR:
12287     case BIT_IOR_EXPR:
12288     case BIT_XOR_EXPR:
12289     case TRUNC_MOD_EXPR:
12290     case FLOOR_MOD_EXPR:
12291     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
12292     case TRUTH_ORIF_EXPR:
12293     case TRUTH_AND_EXPR:
12294     case TRUTH_OR_EXPR:
12295     case RSHIFT_EXPR:
12296     case LSHIFT_EXPR:
12297     case RROTATE_EXPR:
12298     case LROTATE_EXPR:
12299     case EQ_EXPR:
12300     case NE_EXPR:
12301     case MAX_EXPR:
12302     case MIN_EXPR:
12303     case LE_EXPR:
12304     case GE_EXPR:
12305     case LT_EXPR:
12306     case GT_EXPR:
12307     case MEMBER_REF:
12308     case DOTSTAR_EXPR:
12309       return build_x_binary_op
12310         (TREE_CODE (t),
12311          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12312          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 0))
12313           ? ERROR_MARK
12314           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0))),
12315          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12316          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 1))
12317           ? ERROR_MARK
12318           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1))),
12319          /*overloaded_p=*/NULL,
12320          complain);
12321
12322     case SCOPE_REF:
12323       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
12324                                   /*address_p=*/false);
12325     case ARRAY_REF:
12326       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12327                                                 args, complain, in_decl);
12328       return build_x_array_ref (op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)), complain);
12329
12330     case SIZEOF_EXPR:
12331       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
12332         return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12333       /* Fall through */
12334       
12335     case ALIGNOF_EXPR:
12336       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
12337       if (!args)
12338         {
12339           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
12340              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
12341              the substitutions may not work.  */
12342           if (!TYPE_P (op1))
12343             op1 = TREE_TYPE (op1);
12344         }
12345       else
12346         {
12347           ++cp_unevaluated_operand;
12348           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
12349           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
12350                                        /*function_p=*/false,
12351                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
12352           --cp_unevaluated_operand;
12353           --c_inhibit_evaluation_warnings;
12354         }
12355       if (TYPE_P (op1))
12356         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), 
12357                                            complain & tf_error);
12358       else
12359         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t), 
12360                                            complain & tf_error);
12361
12362     case NOEXCEPT_EXPR:
12363       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
12364       ++cp_unevaluated_operand;
12365       ++c_inhibit_evaluation_warnings;
12366       op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
12367                                    /*function_p=*/false,
12368                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
12369       --cp_unevaluated_operand;
12370       --c_inhibit_evaluation_warnings;
12371       return finish_noexcept_expr (op1, complain);
12372
12373     case MODOP_EXPR:
12374       {
12375         tree r = build_x_modify_expr
12376           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12377            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
12378            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12379            complain);
12380         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
12381            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
12382            than plain assignment.  In the former case, it was already
12383            set and must be copied.  In the latter case,
12384            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
12385            here.  */
12386         if (TREE_NO_WARNING (t))
12387           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
12388         return r;
12389       }
12390
12391     case ARROW_EXPR:
12392       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12393                                                 args, complain, in_decl);
12394       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12395       if (DECL_P (op1))
12396         mark_used (op1);
12397       return build_x_arrow (op1);
12398
12399     case NEW_EXPR:
12400       {
12401         tree placement = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12402         tree init = RECUR (TREE_OPERAND (t, 3));
12403         VEC(tree,gc) *placement_vec;
12404         VEC(tree,gc) *init_vec;
12405         tree ret;
12406
12407         if (placement == NULL_TREE)
12408           placement_vec = NULL;
12409         else
12410           {
12411             placement_vec = make_tree_vector ();
12412             for (; placement != NULL_TREE; placement = TREE_CHAIN (placement))
12413               VEC_safe_push (tree, gc, placement_vec, TREE_VALUE (placement));
12414           }
12415
12416         /* If there was an initializer in the original tree, but it
12417            instantiated to an empty list, then we should pass a
12418            non-NULL empty vector to tell build_new that it was an
12419            empty initializer() rather than no initializer.  This can
12420            only happen when the initializer is a pack expansion whose
12421            parameter packs are of length zero.  */
12422         if (init == NULL_TREE && TREE_OPERAND (t, 3) == NULL_TREE)
12423           init_vec = NULL;
12424         else
12425           {
12426             init_vec = make_tree_vector ();
12427             if (init == void_zero_node)
12428               gcc_assert (init_vec != NULL);
12429             else
12430               {
12431                 for (; init != NULL_TREE; init = TREE_CHAIN (init))
12432                   VEC_safe_push (tree, gc, init_vec, TREE_VALUE (init));
12433               }
12434           }
12435
12436         ret = build_new (&placement_vec,
12437                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12438                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12439                          &init_vec,
12440                          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t),
12441                          complain);
12442
12443         if (placement_vec != NULL)
12444           release_tree_vector (placement_vec);
12445         if (init_vec != NULL)
12446           release_tree_vector (init_vec);
12447
12448         return ret;
12449       }
12450
12451     case DELETE_EXPR:
12452      return delete_sanity
12453        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12454         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12455         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
12456         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
12457
12458     case COMPOUND_EXPR:
12459       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12460                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12461                                     complain);
12462
12463     case CALL_EXPR:
12464       {
12465         tree function;
12466         VEC(tree,gc) *call_args;
12467         unsigned int nargs, i;
12468         bool qualified_p;
12469         bool koenig_p;
12470         tree ret;
12471
12472         function = CALL_EXPR_FN (t);
12473         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
12474            not Koenig lookup should be performed.  */
12475         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
12476         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
12477           {
12478             qualified_p = true;
12479             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
12480                                             /*done=*/false,
12481                                             /*address_p=*/false);
12482           }
12483         else
12484           {
12485             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
12486               {
12487                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
12488
12489                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
12490                                || (BASELINK_P (op)
12491                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
12492               }
12493             else
12494               qualified_p = false;
12495
12496             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
12497                                               in_decl,
12498                                               !qualified_p,
12499                                               integral_constant_expression_p);
12500
12501             if (BASELINK_P (function))
12502               qualified_p = true;
12503           }
12504
12505         nargs = call_expr_nargs (t);
12506         call_args = make_tree_vector ();
12507         for (i = 0; i < nargs; ++i)
12508           {
12509             tree arg = CALL_EXPR_ARG (t, i);
12510
12511             if (!PACK_EXPANSION_P (arg))
12512               VEC_safe_push (tree, gc, call_args,
12513                              RECUR (CALL_EXPR_ARG (t, i)));
12514             else
12515               {
12516                 /* Expand the pack expansion and push each entry onto
12517                    CALL_ARGS.  */
12518                 arg = tsubst_pack_expansion (arg, args, complain, in_decl);
12519                 if (TREE_CODE (arg) == TREE_VEC)
12520                   {
12521                     unsigned int len, j;
12522
12523                     len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
12524                     for (j = 0; j < len; ++j)
12525                       {
12526                         tree value = TREE_VEC_ELT (arg, j);
12527                         if (value != NULL_TREE)
12528                           value = convert_from_reference (value);
12529                         VEC_safe_push (tree, gc, call_args, value);
12530                       }
12531                   }
12532                 else
12533                   {
12534                     /* A partial substitution.  Add one entry.  */
12535                     VEC_safe_push (tree, gc, call_args, arg);
12536                   }
12537               }
12538           }
12539
12540         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
12541            lookup finds a non-function, in accordance with the
12542            expected resolution of DR 218.  */
12543         if (koenig_p
12544             && ((is_overloaded_fn (function)
12545                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
12546                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
12547                     to denote the function.  */
12548                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
12549                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
12550             /* Only do this when substitution turns a dependent call
12551                into a non-dependent call.  */
12552             && type_dependent_expression_p_push (t)
12553             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
12554           function = perform_koenig_lookup (function, call_args, false);
12555
12556         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
12557           {
12558             unqualified_name_lookup_error (function);
12559             release_tree_vector (call_args);
12560             return error_mark_node;
12561           }
12562
12563         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12564         if (DECL_P (function))
12565           mark_used (function);
12566
12567         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
12568           ret = build_offset_ref_call_from_tree (function, &call_args);
12569         else if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
12570           {
12571             tree instance = TREE_OPERAND (function, 0);
12572             tree fn = TREE_OPERAND (function, 1);
12573
12574             if (processing_template_decl
12575                 && (type_dependent_expression_p (instance)
12576                     || (!BASELINK_P (fn)
12577                         && TREE_CODE (fn) != FIELD_DECL)
12578                     || type_dependent_expression_p (fn)
12579                     || any_type_dependent_arguments_p (call_args)))
12580               ret = build_nt_call_vec (function, call_args);
12581             else if (!BASELINK_P (fn))
12582               ret = finish_call_expr (function, &call_args,
12583                                        /*disallow_virtual=*/false,
12584                                        /*koenig_p=*/false,
12585                                        complain);
12586             else
12587               ret = (build_new_method_call
12588                       (instance, fn,
12589                        &call_args, NULL_TREE,
12590                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
12591                        /*fn_p=*/NULL,
12592                        complain));
12593           }
12594         else
12595           ret = finish_call_expr (function, &call_args,
12596                                   /*disallow_virtual=*/qualified_p,
12597                                   koenig_p,
12598                                   complain);
12599
12600         release_tree_vector (call_args);
12601
12602         return ret;
12603       }
12604
12605     case COND_EXPR:
12606       return build_x_conditional_expr
12607         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12608          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12609          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
12610          complain);
12611
12612     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
12613       return finish_pseudo_destructor_expr
12614         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12615          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
12616          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
12617
12618     case TREE_LIST:
12619       {
12620         tree purpose, value, chain;
12621
12622         if (t == void_list_node)
12623           return t;
12624
12625         if ((TREE_PURPOSE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_PURPOSE (t)))
12626             || (TREE_VALUE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (t))))
12627           {
12628             /* We have pack expansions, so expand those and
12629                create a new list out of it.  */
12630             tree purposevec = NULL_TREE;
12631             tree valuevec = NULL_TREE;
12632             tree chain;
12633             int i, len = -1;
12634
12635             /* Expand the argument expressions.  */
12636             if (TREE_PURPOSE (t))
12637               purposevec = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), args,
12638                                                  complain, in_decl);
12639             if (TREE_VALUE (t))
12640               valuevec = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (t), args,
12641                                                complain, in_decl);
12642
12643             /* Build the rest of the list.  */
12644             chain = TREE_CHAIN (t);
12645             if (chain && chain != void_type_node)
12646               chain = RECUR (chain);
12647
12648             /* Determine the number of arguments.  */
12649             if (purposevec && TREE_CODE (purposevec) == TREE_VEC)
12650               {
12651                 len = TREE_VEC_LENGTH (purposevec);
12652                 gcc_assert (!valuevec || len == TREE_VEC_LENGTH (valuevec));
12653               }
12654             else if (TREE_CODE (valuevec) == TREE_VEC)
12655               len = TREE_VEC_LENGTH (valuevec);
12656             else
12657               {
12658                 /* Since we only performed a partial substitution into
12659                    the argument pack, we only return a single list
12660                    node.  */
12661                 if (purposevec == TREE_PURPOSE (t)
12662                     && valuevec == TREE_VALUE (t)
12663                     && chain == TREE_CHAIN (t))
12664                   return t;
12665
12666                 return tree_cons (purposevec, valuevec, chain);
12667               }
12668             
12669             /* Convert the argument vectors into a TREE_LIST */
12670             i = len;
12671             while (i > 0)
12672               {
12673                 /* Grab the Ith values.  */
12674                 i--;
12675                 purpose = purposevec ? TREE_VEC_ELT (purposevec, i) 
12676                                      : NULL_TREE;
12677                 value 
12678                   = valuevec ? convert_from_reference (TREE_VEC_ELT (valuevec, i)) 
12679                              : NULL_TREE;
12680
12681                 /* Build the list (backwards).  */
12682                 chain = tree_cons (purpose, value, chain);
12683               }
12684
12685             return chain;
12686           }
12687
12688         purpose = TREE_PURPOSE (t);
12689         if (purpose)
12690           purpose = RECUR (purpose);
12691         value = TREE_VALUE (t);
12692         if (value)
12693           value = RECUR (value);
12694         chain = TREE_CHAIN (t);
12695         if (chain && chain != void_type_node)
12696           chain = RECUR (chain);
12697         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
12698             && value == TREE_VALUE (t)
12699             && chain == TREE_CHAIN (t))
12700           return t;
12701         return tree_cons (purpose, value, chain);
12702       }
12703
12704     case COMPONENT_REF:
12705       {
12706         tree object;
12707         tree object_type;
12708         tree member;
12709
12710         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
12711                                                      args, complain, in_decl);
12712         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
12713         if (DECL_P (object))
12714           mark_used (object);
12715         object_type = TREE_TYPE (object);
12716
12717         member = TREE_OPERAND (t, 1);
12718         if (BASELINK_P (member))
12719           member = tsubst_baselink (member,
12720                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
12721                                     args, complain, in_decl);
12722         else
12723           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
12724         if (member == error_mark_node)
12725           return error_mark_node;
12726
12727         if (object_type && !CLASS_TYPE_P (object_type))
12728           {
12729             if (SCALAR_TYPE_P (object_type))
12730               {
12731                 tree s = NULL_TREE;
12732                 tree dtor = member;
12733
12734                 if (TREE_CODE (dtor) == SCOPE_REF)
12735                   {
12736                     s = TREE_OPERAND (dtor, 0);
12737                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 1);
12738                   }
12739                 if (TREE_CODE (dtor) == BIT_NOT_EXPR)
12740                   {
12741                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 0);
12742                     if (TYPE_P (dtor))
12743                       return finish_pseudo_destructor_expr (object, s, dtor);
12744                   }
12745               }
12746           }
12747         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
12748                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12749           {
12750             tree tmpl;
12751             tree args;
12752
12753             /* Lookup the template functions now that we know what the
12754                scope is.  */
12755             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
12756             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
12757             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
12758                                             /*is_type_p=*/false,
12759                                             /*complain=*/false);
12760             if (BASELINK_P (member))
12761               {
12762                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
12763                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
12764                               args);
12765                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
12766                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
12767                            object_type));
12768               }
12769             else
12770               {
12771                 qualified_name_lookup_error (object_type, tmpl, member,
12772                                              input_location);
12773                 return error_mark_node;
12774               }
12775           }
12776         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
12777                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
12778                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
12779           {
12780             if (complain & tf_error)
12781               {
12782                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
12783                   error ("%qT is not a class or namespace",
12784                          TREE_OPERAND (member, 0));
12785                 else
12786                   error ("%qD is not a class or namespace",
12787                          TREE_OPERAND (member, 0));
12788               }
12789             return error_mark_node;
12790           }
12791         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
12792           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
12793
12794         return finish_class_member_access_expr (object, member,
12795                                                 /*template_p=*/false,
12796                                                 complain);
12797       }
12798
12799     case THROW_EXPR:
12800       return build_throw
12801         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12802
12803     case CONSTRUCTOR:
12804       {
12805         VEC(constructor_elt,gc) *n;
12806         constructor_elt *ce;
12807         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
12808         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12809         bool process_index_p;
12810         int newlen;
12811         bool need_copy_p = false;
12812         tree r;
12813
12814         if (type == error_mark_node)
12815           return error_mark_node;
12816
12817         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
12818         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
12819           return t;
12820
12821         /* We do not want to process the index of aggregate
12822            initializers as they are identifier nodes which will be
12823            looked up by digest_init.  */
12824         process_index_p = !(type && MAYBE_CLASS_TYPE_P (type));
12825
12826         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
12827         newlen = VEC_length (constructor_elt, n);
12828         FOR_EACH_VEC_ELT (constructor_elt, n, idx, ce)
12829           {
12830             if (ce->index && process_index_p)
12831               ce->index = RECUR (ce->index);
12832
12833             if (PACK_EXPANSION_P (ce->value))
12834               {
12835                 /* Substitute into the pack expansion.  */
12836                 ce->value = tsubst_pack_expansion (ce->value, args, complain,
12837                                                   in_decl);
12838
12839                 if (ce->value == error_mark_node)
12840                   ;
12841                 else if (TREE_VEC_LENGTH (ce->value) == 1)
12842                   /* Just move the argument into place.  */
12843                   ce->value = TREE_VEC_ELT (ce->value, 0);
12844                 else
12845                   {
12846                     /* Update the length of the final CONSTRUCTOR
12847                        arguments vector, and note that we will need to
12848                        copy.*/
12849                     newlen = newlen + TREE_VEC_LENGTH (ce->value) - 1;
12850                     need_copy_p = true;
12851                   }
12852               }
12853             else
12854               ce->value = RECUR (ce->value);
12855           }
12856
12857         if (need_copy_p)
12858           {
12859             VEC(constructor_elt,gc) *old_n = n;
12860
12861             n = VEC_alloc (constructor_elt, gc, newlen);
12862             FOR_EACH_VEC_ELT (constructor_elt, old_n, idx, ce)
12863               {
12864                 if (TREE_CODE (ce->value) == TREE_VEC)
12865                   {
12866                     int i, len = TREE_VEC_LENGTH (ce->value);
12867                     for (i = 0; i < len; ++i)
12868                       CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0,
12869                                               TREE_VEC_ELT (ce->value, i));
12870                   }
12871                 else
12872                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0, ce->value);
12873               }
12874           }
12875
12876         r = build_constructor (init_list_type_node, n);
12877         CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (r) = CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (t);
12878
12879         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
12880           return finish_compound_literal (type, r);
12881
12882         return r;
12883       }
12884
12885     case TYPEID_EXPR:
12886       {
12887         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
12888         if (TYPE_P (operand_0))
12889           return get_typeid (operand_0);
12890         return build_typeid (operand_0);
12891       }
12892
12893     case VAR_DECL:
12894       if (!args)
12895         return t;
12896       /* Fall through */
12897
12898     case PARM_DECL:
12899       {
12900         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12901
12902         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
12903           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
12904              the appropriate INDIRECT_REF.  */
12905           r = convert_from_reference (r);
12906         return r;
12907       }
12908
12909     case VA_ARG_EXPR:
12910       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
12911                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
12912                                           in_decl));
12913
12914     case OFFSETOF_EXPR:
12915       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12916
12917     case TRAIT_EXPR:
12918       {
12919         tree type1 = tsubst_copy (TRAIT_EXPR_TYPE1 (t), args,
12920                                   complain, in_decl);
12921
12922         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (t);
12923         if (type2)
12924           type2 = tsubst_copy (type2, args, complain, in_decl);
12925         
12926         return finish_trait_expr (TRAIT_EXPR_KIND (t), type1, type2);
12927       }
12928
12929     case STMT_EXPR:
12930       {
12931         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
12932         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
12933
12934         cur_stmt_expr = stmt_expr;
12935         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
12936                      integral_constant_expression_p);
12937         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
12938         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
12939
12940         /* If the resulting list of expression statement is empty,
12941            fold it further into void_zero_node.  */
12942         if (empty_expr_stmt_p (stmt_expr))
12943           stmt_expr = void_zero_node;
12944
12945         return stmt_expr;
12946       }
12947
12948     case CONST_DECL:
12949       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
12950       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
12951          to their underlying values.  */
12952       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
12953         {
12954           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
12955           return DECL_INITIAL (t);
12956         }
12957       return t;
12958
12959     case LAMBDA_EXPR:
12960       {
12961         tree r = build_lambda_expr ();
12962
12963         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
12964         TREE_TYPE (r) = type;
12965         CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type) = r;
12966
12967         LAMBDA_EXPR_LOCATION (r)
12968           = LAMBDA_EXPR_LOCATION (t);
12969         LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (r)
12970           = LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (t);
12971         LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (r) = LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (t);
12972         LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (r)
12973           = (LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (t));
12974         LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (r)
12975           = RECUR (LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (t));
12976         LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (r)
12977           = RECUR (LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (t));
12978         LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (r)
12979           = RECUR (LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (t));
12980
12981         /* Do this again now that LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE is set.  */
12982         determine_visibility (TYPE_NAME (type));
12983         /* Now that we know visibility, instantiate the type so we have a
12984            declaration of the op() for later calls to lambda_function.  */
12985         complete_type (type);
12986
12987         type = tsubst (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12988         if (type)
12989           apply_lambda_return_type (r, type);
12990
12991         return build_lambda_object (r);
12992       }
12993
12994     default:
12995       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
12996       {
12997         tree subst
12998           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
12999                                          in_decl, /*function_p=*/false);
13000         if (subst)
13001           return subst;
13002       }
13003       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
13004     }
13005
13006 #undef RECUR
13007 }
13008
13009 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
13010    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
13011    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
13012    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
13013
13014 static bool
13015 check_instantiated_arg (tree tmpl, tree t, tsubst_flags_t complain)
13016 {
13017   if (ARGUMENT_PACK_P (t))
13018     {
13019       tree vec = ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
13020       int len = TREE_VEC_LENGTH (vec);
13021       bool result = false;
13022       int i;
13023
13024       for (i = 0; i < len; ++i)
13025         if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (vec, i), complain))
13026           result = true;
13027       return result;
13028     }
13029   else if (TYPE_P (t))
13030     {
13031       /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
13032          of a class or enumeration declared in a local scope)
13033          shall not be used to declare an entity with linkage.
13034          This implies that names with no linkage cannot be used as
13035          template arguments
13036
13037          DR 757 relaxes this restriction for C++0x.  */
13038       tree nt = (cxx_dialect > cxx98 ? NULL_TREE
13039                  : no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false));
13040
13041       if (nt)
13042         {
13043           /* DR 488 makes use of a type with no linkage cause
13044              type deduction to fail.  */
13045           if (complain & tf_error)
13046             {
13047               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
13048                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
13049               else
13050                 error ("template argument for %qD uses local type %qT",
13051                        tmpl, t);
13052             }
13053           return true;
13054         }
13055       /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
13056          allow variably-modified types as template arguments.  */
13057       else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
13058         {
13059           if (complain & tf_error)
13060             error ("%qT is a variably modified type", t);
13061           return true;
13062         }
13063     }
13064   /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
13065      constant.  */
13066   else if (TREE_TYPE (t)
13067            && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
13068            && !TREE_CONSTANT (t))
13069     {
13070       if (complain & tf_error)
13071         error ("integral expression %qE is not constant", t);
13072       return true;
13073     }
13074   return false;
13075 }
13076
13077 static bool
13078 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
13079 {
13080   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
13081   bool result = false;
13082
13083   for (ix = 0; ix != len; ix++)
13084     {
13085       if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (args, ix), complain))
13086         result = true;
13087     }
13088   if (result && (complain & tf_error))
13089     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
13090   return result;
13091 }
13092
13093 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
13094    the template arguments in TARG_PTR.  */
13095
13096 tree
13097 instantiate_template (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
13098 {
13099   tree targ_ptr = orig_args;
13100   tree fndecl;
13101   tree gen_tmpl;
13102   tree spec;
13103   HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
13104
13105   if (tmpl == error_mark_node)
13106     return error_mark_node;
13107
13108   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
13109
13110   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
13111   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
13112     {
13113       tree spec;
13114       tree clone;
13115
13116       /* Use DECL_ABSTRACT_ORIGIN because only FUNCTION_DECLs have
13117          DECL_CLONED_FUNCTION.  */
13118       spec = instantiate_template (DECL_ABSTRACT_ORIGIN (tmpl),
13119                                    targ_ptr, complain);
13120       if (spec == error_mark_node)
13121         return error_mark_node;
13122
13123       /* Look for the clone.  */
13124       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
13125         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
13126           return clone;
13127       /* We should always have found the clone by now.  */
13128       gcc_unreachable ();
13129       return NULL_TREE;
13130     }
13131
13132   /* Check to see if we already have this specialization.  */
13133   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
13134   if (tmpl != gen_tmpl)
13135     /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
13136        arguments we must add the arguments used to perform the
13137        partial instantiation.  */
13138     targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
13139                                             targ_ptr);
13140
13141   /* It would be nice to avoid hashing here and then again in tsubst_decl,
13142      but it doesn't seem to be on the hot path.  */
13143   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr, 0);
13144
13145   gcc_assert (tmpl == gen_tmpl
13146               || ((fndecl = retrieve_specialization (tmpl, orig_args, 0))
13147                   == spec)
13148               || fndecl == NULL_TREE);
13149
13150   if (spec != NULL_TREE)
13151     return spec;
13152
13153   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
13154                                complain))
13155     return error_mark_node;
13156
13157   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
13158      parameters and return types have to be checked.  However this
13159      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
13160      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
13161      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
13162   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
13163
13164   /* Although PROCESSING_TEMPLATE_DECL may be true at this point
13165      (because, for example, we have encountered a non-dependent
13166      function call in the body of a template function and must now
13167      determine which of several overloaded functions will be called),
13168      within the instantiation itself we are not processing a
13169      template.  */  
13170   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
13171   processing_template_decl = 0;
13172   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
13173   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
13174                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
13175   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
13176   if (fndecl == error_mark_node)
13177     return error_mark_node;
13178
13179   /* Now we know the specialization, compute access previously
13180      deferred.  */
13181   push_access_scope (fndecl);
13182
13183   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
13184      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
13185      added to the template at parsing time. Let's get those and perfom
13186      the acces checks then.  */
13187   perform_typedefs_access_check (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl), targ_ptr);
13188   perform_deferred_access_checks ();
13189   pop_access_scope (fndecl);
13190   pop_deferring_access_checks ();
13191
13192   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
13193      template, not the most general template.  */
13194   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
13195
13196   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
13197      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
13198      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
13199      instantiating the template clones.  */
13200   if (DECL_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (DECL_CHAIN (gen_tmpl)))
13201     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
13202
13203   return fndecl;
13204 }
13205
13206 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  ARGS is an array with
13207    NARGS elements of the arguments that are being used when calling
13208    it.  TARGS is a vector into which the deduced template arguments
13209    are placed.
13210
13211    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
13212    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
13213    printed only for an incomplete match.
13214
13215    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
13216    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
13217
13218    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
13219    template-id.
13220
13221    The parameter STRICT is one of:
13222
13223    DEDUCE_CALL:
13224      We are deducing arguments for a function call, as in
13225      [temp.deduct.call].
13226
13227    DEDUCE_CONV:
13228      We are deducing arguments for a conversion function, as in
13229      [temp.deduct.conv].
13230
13231    DEDUCE_EXACT:
13232      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
13233      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
13234      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
13235      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
13236
13237 int
13238 fn_type_unification (tree fn,
13239                      tree explicit_targs,
13240                      tree targs,
13241                      const tree *args,
13242                      unsigned int nargs,
13243                      tree return_type,
13244                      unification_kind_t strict,
13245                      int flags)
13246 {
13247   tree parms;
13248   tree fntype;
13249   int result;
13250   bool incomplete_argument_packs_p = false;
13251
13252   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
13253
13254   fntype = TREE_TYPE (fn);
13255   if (explicit_targs)
13256     {
13257       /* [temp.deduct]
13258
13259          The specified template arguments must match the template
13260          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
13261          must not be more arguments than there are parameters;
13262          otherwise type deduction fails.
13263
13264          Nontype arguments must match the types of the corresponding
13265          nontype template parameters, or must be convertible to the
13266          types of the corresponding nontype parameters as specified in
13267          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
13268
13269          All references in the function type of the function template
13270          to the corresponding template parameters are replaced by the
13271          specified template argument values.  If a substitution in a
13272          template parameter or in the function type of the function
13273          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
13274       tree tparms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn);
13275       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
13276       tree converted_args;
13277       bool incomplete = false;
13278
13279       if (explicit_targs == error_mark_node)
13280         return 1;
13281
13282       converted_args
13283         = (coerce_template_parms (tparms, explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
13284                                   /*require_all_args=*/false,
13285                                   /*use_default_args=*/false));
13286       if (converted_args == error_mark_node)
13287         return 1;
13288
13289       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
13290          necessary so that, for instance, explicitly declared function
13291          arguments can match null pointed constants.  If we were given
13292          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
13293          processing during substitution as we could create partial
13294          instantiations.  */
13295       for (i = 0; i < len; i++)
13296         {
13297           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13298           bool parameter_pack = false;
13299
13300           /* Dig out the actual parm.  */
13301           if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
13302               || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
13303             {
13304               parm = TREE_TYPE (parm);
13305               parameter_pack = TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm);
13306             }
13307           else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
13308             {
13309               parm = DECL_INITIAL (parm);
13310               parameter_pack = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
13311             }
13312
13313           if (parameter_pack)
13314             {
13315               int level, idx;
13316               tree targ;
13317               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
13318
13319               /* Mark the argument pack as "incomplete". We could
13320                  still deduce more arguments during unification.  */
13321               targ = TMPL_ARG (converted_args, level, idx);
13322               if (targ)
13323                 {
13324                   ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P(targ) = 1;
13325                   ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) 
13326                     = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
13327                 }
13328
13329               /* We have some incomplete argument packs.  */
13330               incomplete_argument_packs_p = true;
13331             }
13332         }
13333
13334       if (incomplete_argument_packs_p)
13335         /* Any substitution is guaranteed to be incomplete if there
13336            are incomplete argument packs, because we can still deduce
13337            more arguments.  */
13338         incomplete = 1;
13339       else
13340         incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
13341
13342       processing_template_decl += incomplete;
13343       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
13344       processing_template_decl -= incomplete;
13345
13346       if (fntype == error_mark_node)
13347         return 1;
13348
13349       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
13350       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
13351         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
13352     }
13353
13354   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
13355   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
13356
13357   if (return_type)
13358     {
13359       tree *new_args;
13360
13361       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
13362       new_args = XALLOCAVEC (tree, nargs + 1);
13363       new_args[0] = return_type;
13364       memcpy (new_args + 1, args, nargs * sizeof (tree));
13365       args = new_args;
13366       ++nargs;
13367     }
13368
13369   /* We allow incomplete unification without an error message here
13370      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
13371      callers must be ready to deal with unification failures in any
13372      event.  */
13373   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
13374                                   targs, parms, args, nargs, /*subr=*/0,
13375                                   strict, flags);
13376
13377   if (result == 0 && incomplete_argument_packs_p)
13378     {
13379       int i, len = NUM_TMPL_ARGS (targs);
13380
13381       /* Clear the "incomplete" flags on all argument packs.  */
13382       for (i = 0; i < len; i++)
13383         {
13384           tree arg = TREE_VEC_ELT (targs, i);
13385           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
13386             {
13387               ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg) = 0;
13388               ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (arg) = NULL_TREE;
13389             }
13390         }
13391     }
13392
13393   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
13394      ensure that the arguments deduced for the template template
13395      parameters have compatible template parameter lists.  We cannot
13396      check this property before we have deduced all template
13397      arguments, because the template parameter types of a template
13398      template parameter might depend on prior template parameters
13399      deduced after the template template parameter.  The following
13400      ill-formed example illustrates this issue:
13401
13402        template<typename T, template<T> class C> void f(C<5>, T);
13403
13404        template<int N> struct X {};
13405
13406        void g() {
13407          f(X<5>(), 5l); // error: template argument deduction fails
13408        }
13409
13410      The template parameter list of 'C' depends on the template type
13411      parameter 'T', but 'C' is deduced to 'X' before 'T' is deduced to
13412      'long'.  Thus, we can't check that 'C' cannot bind to 'X' at the
13413      time that we deduce 'C'.  */
13414   if (result == 0
13415       && !template_template_parm_bindings_ok_p 
13416            (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), targs))
13417     return 1;
13418
13419   if (result == 0)
13420     /* All is well so far.  Now, check:
13421
13422        [temp.deduct]
13423
13424        When all template arguments have been deduced, all uses of
13425        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
13426        the corresponding deduced argument values.  If the
13427        substitution results in an invalid type, as described above,
13428        type deduction fails.  */
13429     {
13430       tree substed = tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE);
13431       if (substed == error_mark_node)
13432         return 1;
13433
13434       /* If we're looking for an exact match, check that what we got
13435          is indeed an exact match.  It might not be if some template
13436          parameters are used in non-deduced contexts.  */
13437       if (strict == DEDUCE_EXACT)
13438         {
13439           unsigned int i;
13440
13441           tree sarg
13442             = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (substed));
13443           if (return_type)
13444             sarg = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (substed), sarg);
13445           for (i = 0; i < nargs && sarg; ++i, sarg = TREE_CHAIN (sarg))
13446             if (!same_type_p (args[i], TREE_VALUE (sarg)))
13447               return 1;
13448         }
13449     }
13450
13451   return result;
13452 }
13453
13454 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
13455    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
13456    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
13457    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
13458    the argument passed to the call, or the type of the value
13459    initialized with the result of the conversion function.
13460    ARG_EXPR is the original argument expression, which may be null.  */
13461
13462 static int
13463 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
13464                                   tree* parm,
13465                                   tree* arg,
13466                                   tree arg_expr)
13467 {
13468   int result = 0;
13469
13470   switch (strict)
13471     {
13472     case DEDUCE_CALL:
13473       break;
13474
13475     case DEDUCE_CONV:
13476       {
13477         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
13478            function; the handling is precisely symmetric since PARM
13479            will initialize ARG rather than vice versa.  */
13480         tree* temp = parm;
13481         parm = arg;
13482         arg = temp;
13483         break;
13484       }
13485
13486     case DEDUCE_EXACT:
13487       /* Core issue #873: Do the DR606 thing (see below) for these cases,
13488          too, but here handle it by stripping the reference from PARM
13489          rather than by adding it to ARG.  */
13490       if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
13491           && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
13492           && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13493           && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
13494           && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE
13495           && !TYPE_REF_IS_RVALUE (*arg))
13496         *parm = TREE_TYPE (*parm);
13497       /* Nothing else to do in this case.  */
13498       return 0;
13499
13500     default:
13501       gcc_unreachable ();
13502     }
13503
13504   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
13505     {
13506       /* [temp.deduct.call]
13507
13508          If P is not a reference type:
13509
13510          --If A is an array type, the pointer type produced by the
13511          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
13512          used in place of A for type deduction; otherwise,
13513
13514          --If A is a function type, the pointer type produced by
13515          the function-to-pointer standard conversion
13516          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
13517          otherwise,
13518
13519          --If A is a cv-qualified type, the top level
13520          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
13521          deduction.  */
13522       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
13523         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
13524       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
13525         *arg = build_pointer_type (*arg);
13526       else
13527         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
13528     }
13529
13530   /* From C++0x [14.8.2.1/3 temp.deduct.call] (after DR606), "If P is
13531      of the form T&&, where T is a template parameter, and the argument
13532      is an lvalue, T is deduced as A& */
13533   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
13534       && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
13535       && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
13536       && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
13537       && arg_expr && real_lvalue_p (arg_expr))
13538     *arg = build_reference_type (*arg);
13539
13540   /* [temp.deduct.call]
13541
13542      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
13543      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
13544      reference type, the type referred to by P is used for
13545      type deduction.  */
13546   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
13547   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
13548     {
13549       *parm = TREE_TYPE (*parm);
13550       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
13551     }
13552
13553   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
13554      too (which has been swapped into ARG).  */
13555   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
13556     *arg = TREE_TYPE (*arg);
13557
13558   return result;
13559 }
13560
13561 /* Most parms like fn_type_unification.
13562
13563    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
13564    arguments of a function or method parameter of a function
13565    template). */
13566
13567 static int
13568 type_unification_real (tree tparms,
13569                        tree targs,
13570                        tree xparms,
13571                        const tree *xargs,
13572                        unsigned int xnargs,
13573                        int subr,
13574                        unification_kind_t strict,
13575                        int flags)
13576 {
13577   tree parm, arg, arg_expr;
13578   int i;
13579   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
13580   int sub_strict;
13581   int saw_undeduced = 0;
13582   tree parms;
13583   const tree *args;
13584   unsigned int nargs;
13585   unsigned int ia;
13586
13587   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
13588   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
13589   gcc_assert (ntparms > 0);
13590
13591   /* Reset the number of non-defaulted template arguments contained
13592      in in TARGS.  */
13593   NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs) = NULL_TREE;
13594
13595   switch (strict)
13596     {
13597     case DEDUCE_CALL:
13598       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
13599                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
13600       break;
13601
13602     case DEDUCE_CONV:
13603       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
13604       break;
13605
13606     case DEDUCE_EXACT:
13607       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
13608       break;
13609
13610     default:
13611       gcc_unreachable ();
13612     }
13613
13614  again:
13615   parms = xparms;
13616   args = xargs;
13617   nargs = xnargs;
13618
13619   ia = 0;
13620   while (parms && parms != void_list_node
13621          && ia < nargs)
13622     {
13623       if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
13624         break;
13625
13626       parm = TREE_VALUE (parms);
13627       parms = TREE_CHAIN (parms);
13628       arg = args[ia];
13629       ++ia;
13630       arg_expr = NULL;
13631
13632       if (arg == error_mark_node)
13633         return 1;
13634       if (arg == unknown_type_node)
13635         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
13636            template args from other function args.  */
13637         continue;
13638
13639       /* Conversions will be performed on a function argument that
13640          corresponds with a function parameter that contains only
13641          non-deducible template parameters and explicitly specified
13642          template parameters.  */
13643       if (!uses_template_parms (parm))
13644         {
13645           tree type;
13646
13647           if (!TYPE_P (arg))
13648             type = TREE_TYPE (arg);
13649           else
13650             type = arg;
13651
13652           if (same_type_p (parm, type))
13653             continue;
13654           if (strict != DEDUCE_EXACT
13655               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
13656                                   flags))
13657             continue;
13658
13659           return 1;
13660         }
13661
13662       if (!TYPE_P (arg))
13663         {
13664           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
13665           if (type_unknown_p (arg))
13666             {
13667               /* [temp.deduct.type] 
13668
13669                  A template-argument can be deduced from a pointer to
13670                  function or pointer to member function argument if
13671                  the set of overloaded functions does not contain
13672                  function templates and at most one of a set of
13673                  overloaded functions provides a unique match.  */
13674               if (resolve_overloaded_unification
13675                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict))
13676                 continue;
13677
13678               return 1;
13679             }
13680           arg_expr = arg;
13681           arg = unlowered_expr_type (arg);
13682           if (arg == error_mark_node)
13683             return 1;
13684         }
13685
13686       {
13687         int arg_strict = sub_strict;
13688
13689         if (!subr)
13690           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg,
13691                                                           arg_expr);
13692
13693         if (arg == init_list_type_node && arg_expr)
13694           arg = arg_expr;
13695         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
13696           return 1;
13697       }
13698     }
13699
13700
13701   if (parms 
13702       && parms != void_list_node
13703       && TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
13704     {
13705       /* Unify the remaining arguments with the pack expansion type.  */
13706       tree argvec;
13707       tree parmvec = make_tree_vec (1);
13708
13709       /* Allocate a TREE_VEC and copy in all of the arguments */ 
13710       argvec = make_tree_vec (nargs - ia);
13711       for (i = 0; ia < nargs; ++ia, ++i)
13712         TREE_VEC_ELT (argvec, i) = args[ia];
13713
13714       /* Copy the parameter into parmvec.  */
13715       TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = TREE_VALUE (parms);
13716       if (unify_pack_expansion (tparms, targs, parmvec, argvec, strict,
13717                                 /*call_args_p=*/true, /*subr=*/subr))
13718         return 1;
13719
13720       /* Advance to the end of the list of parameters.  */
13721       parms = TREE_CHAIN (parms);
13722     }
13723
13724   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
13725      are present, and the parm list isn't variadic.  */
13726   if (ia < nargs && parms == void_list_node)
13727     return 1;
13728   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
13729   if (parms && parms != void_list_node
13730       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
13731     return 1;
13732
13733   if (!subr)
13734     for (i = 0; i < ntparms; i++)
13735       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
13736         {
13737           tree tparm;
13738
13739           if (TREE_VEC_ELT (tparms, i) == error_mark_node)
13740             continue;
13741
13742           tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13743
13744           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
13745              a type parameter, try another pass; its type may have been
13746              deduced from a later argument than the one from which
13747              this parameter can be deduced.  */
13748           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
13749               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
13750               && !saw_undeduced++)
13751             goto again;
13752
13753           /* Core issue #226 (C++0x) [temp.deduct]:
13754
13755                If a template argument has not been deduced, its
13756                default template argument, if any, is used. 
13757
13758              When we are in C++98 mode, TREE_PURPOSE will either
13759              be NULL_TREE or ERROR_MARK_NODE, so we do not need
13760              to explicitly check cxx_dialect here.  */
13761           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i)))
13762             {
13763               tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13764               tree arg = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
13765               arg = tsubst_template_arg (arg, targs, tf_none, NULL_TREE);
13766               arg = convert_template_argument (parm, arg, targs, tf_none,
13767                                                i, NULL_TREE);
13768               if (arg == error_mark_node)
13769                 return 1;
13770               else
13771                 {
13772                   TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
13773                   /* The position of the first default template argument,
13774                      is also the number of non-defaulted arguments in TARGS.
13775                      Record that.  */
13776                   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
13777                     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, i);
13778                   continue;
13779                 }
13780             }
13781
13782           /* If the type parameter is a parameter pack, then it will
13783              be deduced to an empty parameter pack.  */
13784           if (template_parameter_pack_p (tparm))
13785             {
13786               tree arg;
13787
13788               if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
13789                 {
13790                   arg = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
13791                   TREE_TYPE (arg)  = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (tparm));
13792                   TREE_CONSTANT (arg) = 1;
13793                 }
13794               else
13795                 arg = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
13796
13797               SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (arg, make_tree_vec (0));
13798
13799               TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
13800               continue;
13801             }
13802
13803           return 2;
13804         }
13805 #ifdef ENABLE_CHECKING
13806   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
13807     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, TREE_VEC_LENGTH (targs));
13808 #endif
13809
13810   return 0;
13811 }
13812
13813 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
13814    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
13815    we try deducing template args from each of the overloads, and if
13816    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
13817    true on success.  */
13818
13819 static bool
13820 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
13821                                 tree targs,
13822                                 tree parm,
13823                                 tree arg,
13824                                 unification_kind_t strict,
13825                                 int sub_strict)
13826 {
13827   tree tempargs = copy_node (targs);
13828   int good = 0;
13829   tree goodfn = NULL_TREE;
13830   bool addr_p;
13831
13832   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
13833     {
13834       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
13835       addr_p = true;
13836     }
13837   else
13838     addr_p = false;
13839
13840   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
13841     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
13842        function name.  */
13843     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
13844
13845   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
13846     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
13847
13848   /* Strip baselink information.  */
13849   if (BASELINK_P (arg))
13850     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
13851
13852   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13853     {
13854       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
13855          the affected templates before we try to unify, in case the
13856          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
13857
13858       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
13859       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
13860
13861       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13862         {
13863           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
13864           tree subargs, elem;
13865
13866           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
13867             continue;
13868
13869           ++processing_template_decl;
13870           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
13871                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
13872           if (subargs)
13873             {
13874               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
13875               if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
13876                                     elem, strict, sub_strict, addr_p)
13877                   && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
13878                 {
13879                   goodfn = elem;
13880                   ++good;
13881                 }
13882             }
13883           --processing_template_decl;
13884         }
13885     }
13886   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
13887            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
13888     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
13889        -- but the deduction does not succeed because the expression is
13890        not just the function on its own.  */
13891     return false;
13892   else
13893     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13894       if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
13895                             TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
13896                             strict, sub_strict, addr_p)
13897           && (!goodfn || !decls_match (goodfn, OVL_CURRENT (arg))))
13898         {
13899           goodfn = OVL_CURRENT (arg);
13900           ++good;
13901         }
13902
13903   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
13904      to function or pointer to member function argument if the set of
13905      overloaded functions does not contain function templates and at most
13906      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
13907
13908      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
13909      deduce anything.  */
13910
13911   if (good == 1)
13912     {
13913       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
13914       for (; i--; )
13915         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
13916           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
13917     }
13918   if (good)
13919     return true;
13920
13921   return false;
13922 }
13923
13924 /* Core DR 115: In contexts where deduction is done and fails, or in
13925    contexts where deduction is not done, if a template argument list is
13926    specified and it, along with any default template arguments, identifies
13927    a single function template specialization, then the template-id is an
13928    lvalue for the function template specialization.  */
13929
13930 tree
13931 resolve_nondeduced_context (tree orig_expr)
13932 {
13933   tree expr, offset, baselink;
13934   bool addr;
13935
13936   if (!type_unknown_p (orig_expr))
13937     return orig_expr;
13938
13939   expr = orig_expr;
13940   addr = false;
13941   offset = NULL_TREE;
13942   baselink = NULL_TREE;
13943
13944   if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
13945     {
13946       expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
13947       addr = true;
13948     }
13949   if (TREE_CODE (expr) == OFFSET_REF)
13950     {
13951       offset = expr;
13952       expr = TREE_OPERAND (expr, 1);
13953     }
13954   if (TREE_CODE (expr) == BASELINK)
13955     {
13956       baselink = expr;
13957       expr = BASELINK_FUNCTIONS (expr);
13958     }
13959
13960   if (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13961     {
13962       int good = 0;
13963       tree goodfn = NULL_TREE;
13964
13965       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
13966          the affected templates before we try to unify, in case the
13967          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
13968
13969       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (expr, 1);
13970       tree arg = TREE_OPERAND (expr, 0);
13971       tree badfn = NULL_TREE;
13972       tree badargs = NULL_TREE;
13973
13974       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
13975         {
13976           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
13977           tree subargs, elem;
13978
13979           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
13980             continue;
13981
13982           ++processing_template_decl;
13983           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
13984                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
13985           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
13986             {
13987               elem = instantiate_template (fn, subargs, tf_none);
13988               if (elem == error_mark_node)
13989                 {
13990                   badfn = fn;
13991                   badargs = subargs;
13992                 }
13993               else if (elem && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
13994                 {
13995                   goodfn = elem;
13996                   ++good;
13997                 }
13998             }
13999           --processing_template_decl;
14000         }
14001       if (good == 1)
14002         {
14003           expr = goodfn;
14004           if (baselink)
14005             expr = build_baselink (BASELINK_BINFO (baselink),
14006                                    BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink),
14007                                    expr, BASELINK_OPTYPE (baselink));
14008           if (offset)
14009             expr = build2 (OFFSET_REF, TREE_TYPE (expr),
14010                            TREE_OPERAND (offset, 0), expr);
14011           if (addr)
14012             expr = build_address (expr);
14013           return expr;
14014         }
14015       else if (good == 0 && badargs)
14016         /* There were no good options and at least one bad one, so let the
14017            user know what the problem is.  */
14018         instantiate_template (badfn, badargs, tf_warning_or_error);
14019     }
14020   return orig_expr;
14021 }
14022
14023 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
14024    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
14025    different overloads deduce different arguments for a given parm.
14026    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
14027    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
14028
14029    Returns 1 on success.  */
14030
14031 static int
14032 try_one_overload (tree tparms,
14033                   tree orig_targs,
14034                   tree targs,
14035                   tree parm,
14036                   tree arg,
14037                   unification_kind_t strict,
14038                   int sub_strict,
14039                   bool addr_p)
14040 {
14041   int nargs;
14042   tree tempargs;
14043   int i;
14044
14045   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
14046      to function or pointer to member function argument if the set of
14047      overloaded functions does not contain function templates and at most
14048      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
14049
14050      So if this is a template, just return success.  */
14051
14052   if (uses_template_parms (arg))
14053     return 1;
14054
14055   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
14056     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
14057   else if (addr_p)
14058     arg = build_pointer_type (arg);
14059
14060   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, NULL);
14061
14062   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
14063      some template args from previous args, unify would complain when we
14064      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
14065      there isn't really a conflict.  */
14066   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
14067   tempargs = make_tree_vec (nargs);
14068
14069   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
14070     return 0;
14071
14072   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
14073      explicitly specified args.  */
14074   for (i = nargs; i--; )
14075     {
14076       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
14077       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
14078
14079       if (!elt)
14080         /*NOP*/;
14081       else if (uses_template_parms (elt))
14082         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
14083            template args used in the function parm list with our own
14084            template parms.  Discard them.  */
14085         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
14086       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
14087         return 0;
14088     }
14089
14090   for (i = nargs; i--; )
14091     {
14092       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
14093
14094       if (elt)
14095         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
14096     }
14097
14098   return 1;
14099 }
14100
14101 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
14102    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
14103    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
14104    TARGS are as for unify.  */
14105
14106 static tree
14107 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
14108 {
14109   tree copy_of_targs;
14110
14111   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
14112       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
14113           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
14114     return NULL_TREE;
14115
14116   /* We need to make a new template argument vector for the call to
14117      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
14118      the attempted unification, even if this class didn't work out.
14119      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
14120      we've already done, since unification is supposed to be done on
14121      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
14122      following pathological case:
14123
14124        template <int I, int J, int K>
14125        struct S {};
14126
14127        template <int I, int J>
14128        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
14129
14130        template <int I, int J, int K>
14131        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
14132
14133        void g() {
14134          S<0, 0, 0> s0;
14135          S<0, 1, 2> s2;
14136
14137          f(s0, s2);
14138        }
14139
14140      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
14141      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
14142      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
14143      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
14144      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
14145      would reject the possibility I=1.  */
14146   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
14147
14148   /* If unification failed, we're done.  */
14149   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
14150              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
14151     return NULL_TREE;
14152
14153   return arg;
14154 }
14155
14156 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
14157    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
14158    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
14159    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
14160    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
14161    by unify.  */
14162
14163 static tree
14164 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
14165 {
14166   tree rval = NULL_TREE;
14167   tree binfo;
14168
14169   gcc_assert (RECORD_OR_UNION_CODE_P (TREE_CODE (arg)));
14170
14171   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
14172   if (!binfo)
14173     /* The type could not be completed.  */
14174     return NULL_TREE;
14175
14176   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
14177      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
14178   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
14179     {
14180       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
14181
14182       if (r)
14183         {
14184           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
14185
14186                [temp.deduct.call]
14187
14188               If they yield more than one possible deduced A, the type
14189               deduction fails.
14190
14191              applies.  */
14192           if (rval && !same_type_p (r, rval))
14193             return NULL_TREE;
14194
14195           rval = r;
14196         }
14197     }
14198
14199   return rval;
14200 }
14201
14202 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
14203
14204 static int
14205 template_decl_level (tree decl)
14206 {
14207   switch (TREE_CODE (decl))
14208     {
14209     case TYPE_DECL:
14210     case TEMPLATE_DECL:
14211       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
14212
14213     case PARM_DECL:
14214       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
14215
14216     default:
14217       gcc_unreachable ();
14218     }
14219   return 0;
14220 }
14221
14222 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
14223    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
14224    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
14225
14226 static int
14227 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
14228 {
14229   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
14230   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
14231
14232   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14233       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
14234     {
14235       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
14236           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
14237           does not allow us to unify "const T" with "int&" because both
14238           types are not of the form "cv-list T" [14.8.2.5 temp.deduct.type].
14239           It is ok when we're allowing additional CV qualifiers
14240           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
14241       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
14242            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
14243            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
14244           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
14245         return 0;
14246
14247       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
14248           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
14249         return 0;
14250     }
14251
14252   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
14253       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
14254     return 0;
14255
14256   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
14257       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
14258     return 0;
14259
14260   return 1;
14261 }
14262
14263 /* Determines the LEVEL and INDEX for the template parameter PARM.  */
14264 void 
14265 template_parm_level_and_index (tree parm, int* level, int* index)
14266 {
14267   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14268       || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14269       || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
14270     {
14271       *index = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
14272       *level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm);
14273     }
14274   else
14275     {
14276       *index = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
14277       *level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm);
14278     }
14279 }
14280
14281 /* Unifies the remaining arguments in PACKED_ARGS with the pack
14282    expansion at the end of PACKED_PARMS. Returns 0 if the type
14283    deduction succeeds, 1 otherwise. STRICT is the same as in
14284    unify. CALL_ARGS_P is true iff PACKED_ARGS is actually a function
14285    call argument list. We'll need to adjust the arguments to make them
14286    types. SUBR tells us if this is from a recursive call to
14287    type_unification_real.  */
14288 int
14289 unify_pack_expansion (tree tparms, tree targs, tree packed_parms, 
14290                       tree packed_args, int strict, bool call_args_p,
14291                       bool subr)
14292 {
14293   tree parm 
14294     = TREE_VEC_ELT (packed_parms, TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1);
14295   tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (parm);
14296   tree pack, packs = NULL_TREE;
14297   int i, start = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1;
14298   int len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
14299
14300   /* Determine the parameter packs we will be deducing from the
14301      pattern, and record their current deductions.  */
14302   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (parm); 
14303        pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14304     {
14305       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
14306       int idx, level;
14307
14308       /* Determine the index and level of this parameter pack.  */
14309       template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
14310
14311       /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
14312          argument packs.  */
14313       packs = tree_cons (parm_pack, TMPL_ARG (targs, level, idx), packs);
14314       TREE_TYPE (packs) = make_tree_vec (len - start);
14315     }
14316   
14317   /* Loop through all of the arguments that have not yet been
14318      unified and unify each with the pattern.  */
14319   for (i = start; i < len; i++)
14320     {
14321       tree parm = pattern;
14322
14323       /* For each parameter pack, clear out the deduced value so that
14324          we can deduce it again.  */
14325       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14326         {
14327           int idx, level;
14328           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
14329
14330           TMPL_ARG (targs, level, idx) = NULL_TREE;
14331         }
14332
14333       /* Unify the pattern with the current argument.  */
14334       {
14335         tree arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, i);
14336         tree arg_expr = NULL_TREE;
14337         int arg_strict = strict;
14338         bool skip_arg_p = false;
14339
14340         if (call_args_p)
14341           {
14342             int sub_strict;
14343
14344             /* This mirrors what we do in type_unification_real.  */
14345             switch (strict)
14346               {
14347               case DEDUCE_CALL:
14348                 sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 
14349                               | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
14350                               | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
14351                 break;
14352                 
14353               case DEDUCE_CONV:
14354                 sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
14355                 break;
14356                 
14357               case DEDUCE_EXACT:
14358                 sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
14359                 break;
14360                 
14361               default:
14362                 gcc_unreachable ();
14363               }
14364
14365             if (!TYPE_P (arg))
14366               {
14367                 gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
14368                 if (type_unknown_p (arg))
14369                   {
14370                     /* [temp.deduct.type] A template-argument can be
14371                        deduced from a pointer to function or pointer
14372                        to member function argument if the set of
14373                        overloaded functions does not contain function
14374                        templates and at most one of a set of
14375                        overloaded functions provides a unique
14376                        match.  */
14377
14378                     if (resolve_overloaded_unification
14379                         (tparms, targs, parm, arg,
14380                          (unification_kind_t) strict,
14381                          sub_strict)
14382                         != 0)
14383                       return 1;
14384                     skip_arg_p = true;
14385                   }
14386
14387                 if (!skip_arg_p)
14388                   {
14389                     arg_expr = arg;
14390                     arg = unlowered_expr_type (arg);
14391                     if (arg == error_mark_node)
14392                       return 1;
14393                   }
14394               }
14395       
14396             arg_strict = sub_strict;
14397
14398             if (!subr)
14399               arg_strict |= 
14400                 maybe_adjust_types_for_deduction ((unification_kind_t) strict,
14401                                                   &parm, &arg, arg_expr);
14402           }
14403
14404         if (!skip_arg_p)
14405           {
14406             /* For deduction from an init-list we need the actual list.  */
14407             if (arg_expr && BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg_expr))
14408               arg = arg_expr;
14409             if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
14410               return 1;
14411           }
14412       }
14413
14414       /* For each parameter pack, collect the deduced value.  */
14415       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14416         {
14417           int idx, level;
14418           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
14419
14420           TREE_VEC_ELT (TREE_TYPE (pack), i - start) = 
14421             TMPL_ARG (targs, level, idx);
14422         }
14423     }
14424
14425   /* Verify that the results of unification with the parameter packs
14426      produce results consistent with what we've seen before, and make
14427      the deduced argument packs available.  */
14428   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
14429     {
14430       tree old_pack = TREE_VALUE (pack);
14431       tree new_args = TREE_TYPE (pack);
14432       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (new_args);
14433       int idx, level;
14434       bool nondeduced_p = false;
14435
14436       /* By default keep the original deduced argument pack.
14437          If necessary, more specific code is going to update the
14438          resulting deduced argument later down in this function.  */
14439       template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
14440       TMPL_ARG (targs, level, idx) = old_pack;
14441
14442       /* If NEW_ARGS contains any NULL_TREE entries, we didn't
14443          actually deduce anything.  */
14444       for (i = 0; i < len && !nondeduced_p; ++i)
14445         if (TREE_VEC_ELT (new_args, i) == NULL_TREE)
14446           nondeduced_p = true;
14447       if (nondeduced_p)
14448         continue;
14449
14450       if (old_pack && ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack))
14451         {
14452           /* Prepend the explicit arguments onto NEW_ARGS.  */
14453           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
14454           tree old_args = new_args;
14455           int i, explicit_len = TREE_VEC_LENGTH (explicit_args);
14456           int len = explicit_len + TREE_VEC_LENGTH (old_args);
14457
14458           /* Copy the explicit arguments.  */
14459           new_args = make_tree_vec (len);
14460           for (i = 0; i < explicit_len; i++)
14461             TREE_VEC_ELT (new_args, i) = TREE_VEC_ELT (explicit_args, i);
14462
14463           /* Copy the deduced arguments.  */
14464           for (; i < len; i++)
14465             TREE_VEC_ELT (new_args, i) =
14466               TREE_VEC_ELT (old_args, i - explicit_len);
14467         }
14468
14469       if (!old_pack)
14470         {
14471           tree result;
14472           /* Build the deduced *_ARGUMENT_PACK.  */
14473           if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (pack)) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
14474             {
14475               result = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
14476               TREE_TYPE (result) = 
14477                 TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (TREE_PURPOSE (pack)));
14478               TREE_CONSTANT (result) = 1;
14479             }
14480           else
14481             result = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
14482
14483           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (result, new_args);
14484
14485           /* Note the deduced argument packs for this parameter
14486              pack.  */
14487           TMPL_ARG (targs, level, idx) = result;
14488         }
14489       else if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack)
14490                && (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack) 
14491                    == ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack)))
14492         {
14493           /* We only had the explicitly-provided arguments before, but
14494              now we have a complete set of arguments.  */
14495           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
14496
14497           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack, new_args);
14498           ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack) = 1;
14499           ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack) = explicit_args;
14500         }
14501       else if (!comp_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack),
14502                                     new_args))
14503         /* Inconsistent unification of this parameter pack.  */
14504         return 1;
14505     }
14506
14507   return 0;
14508 }
14509
14510 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
14511    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
14512    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
14513    include template arguments for outer levels of template parameters
14514    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
14515    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
14516    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
14517    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
14518    are deduced, then TARGS is updated.
14519
14520    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
14521    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
14522
14523      UNIFY_ALLOW_NONE:
14524        Require an exact match between PARM and ARG.
14525      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
14526        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
14527        conversion) than ARG.
14528      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
14529        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
14530      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
14531        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
14532        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
14533        ARG.
14534      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
14535        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
14536        case for more information.
14537      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
14538        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
14539        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
14540        have const qualified pointers leading up to the inner type which
14541        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
14542        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
14543        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
14544      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
14545        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
14546        qualified at this point.
14547      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
14548        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
14549        qualified at this point.  */
14550
14551 static int
14552 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
14553 {
14554   int idx;
14555   tree targ;
14556   tree tparm;
14557   int strict_in = strict;
14558
14559   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
14560      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
14561      signedness is the only information lost, and I think that will be
14562      okay.  */
14563   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
14564     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
14565
14566   if (arg == error_mark_node)
14567     return 1;
14568   if (arg == unknown_type_node
14569       || arg == init_list_type_node)
14570     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
14571        template args from other function args.  */
14572     return 0;
14573
14574   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
14575      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
14576      template parameters.  We might need them if we're trying to
14577      figure out which of two things is more specialized.  */
14578   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
14579     return 0;
14580
14581   /* Handle init lists early, so the rest of the function can assume
14582      we're dealing with a type. */
14583   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg))
14584     {
14585       tree elt, elttype;
14586       unsigned i;
14587       tree orig_parm = parm;
14588
14589       /* Replace T with std::initializer_list<T> for deduction.  */
14590       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14591           && flag_deduce_init_list)
14592         parm = listify (parm);
14593
14594       if (!is_std_init_list (parm))
14595         /* We can only deduce from an initializer list argument if the
14596            parameter is std::initializer_list; otherwise this is a
14597            non-deduced context. */
14598         return 0;
14599
14600       elttype = TREE_VEC_ELT (CLASSTYPE_TI_ARGS (parm), 0);
14601
14602       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, elt)
14603         {
14604           int elt_strict = strict;
14605
14606           if (elt == error_mark_node)
14607             return 1;
14608
14609           if (!BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (elt))
14610             {
14611               tree type = TREE_TYPE (elt);
14612               /* It should only be possible to get here for a call.  */
14613               gcc_assert (elt_strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL);
14614               elt_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction
14615                 (DEDUCE_CALL, &elttype, &type, elt);
14616               elt = type;
14617             }
14618
14619           if (unify (tparms, targs, elttype, elt, elt_strict))
14620             return 1;
14621         }
14622
14623       /* If the std::initializer_list<T> deduction worked, replace the
14624          deduced A with std::initializer_list<A>.  */
14625       if (orig_parm != parm)
14626         {
14627           idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (orig_parm);
14628           targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14629           targ = listify (targ);
14630           TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = targ;
14631         }
14632       return 0;
14633     }
14634
14635   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
14636      cv-qualification mismatches.  */
14637   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14638       && TYPE_P (arg)
14639       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
14640          type, and the elements might be template type parms. We'll check
14641          when we recurse.  */
14642       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
14643       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
14644          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
14645          PARM `T' for example, when computing which of two templates
14646          is more specialized, for example.  */
14647       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
14648       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
14649     return 1;
14650
14651   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
14652       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
14653     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
14654   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
14655   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
14656   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
14657   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
14658
14659   switch (TREE_CODE (parm))
14660     {
14661     case TYPENAME_TYPE:
14662     case SCOPE_REF:
14663     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
14664       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
14665          argument values cannot be deduced for template parameters used
14666          within the nested-name-specifier.  */
14667       return 0;
14668
14669     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
14670     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
14671     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
14672       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
14673       if (tparm == error_mark_node)
14674         return 1;
14675
14676       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
14677           != template_decl_level (tparm))
14678         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
14679            to see if it matches ARG.  */
14680         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14681                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
14682       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
14683       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14684       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
14685
14686       /* Check for mixed types and values.  */
14687       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14688            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
14689           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14690               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
14691         return 1;
14692
14693       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
14694         {
14695           /* ARG must be constructed from a template class or a template
14696              template parameter.  */
14697           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14698               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
14699             return 1;
14700
14701           {
14702             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
14703             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
14704             tree parm_parms 
14705               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
14706                   (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_DECL (parm));
14707             int i, len;
14708             int parm_variadic_p = 0;
14709
14710             /* The resolution to DR150 makes clear that default
14711                arguments for an N-argument may not be used to bind T
14712                to a template template parameter with fewer than N
14713                parameters.  It is not safe to permit the binding of
14714                default arguments as an extension, as that may change
14715                the meaning of a conforming program.  Consider:
14716
14717                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
14718
14719                   template <template <typename> class View,
14720                             typename Block>
14721                   void operator+(float, View<Block> const&);
14722
14723                   template <typename Block,
14724                             unsigned int Dim = Block::dim>
14725                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
14726
14727                   void
14728                   test_1d (void) {
14729                     Lvalue_proxy<Dense> p;
14730                     float b;
14731                     b + p;
14732                   }
14733
14734               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
14735               the global operator+ will be used; if they are not, the
14736               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
14737             if (coerce_template_parms (parm_parms,
14738                                        argvec,
14739                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
14740                                        tf_none,
14741                                        /*require_all_args=*/true,
14742                                        /*use_default_args=*/false)
14743                 == error_mark_node)
14744               return 1;
14745
14746             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
14747                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
14748                rather than the whole TREE_VEC since they can have
14749                different number of elements.  */
14750
14751             parmvec = expand_template_argument_pack (parmvec);
14752             argvec = expand_template_argument_pack (argvec);
14753
14754             len = TREE_VEC_LENGTH (parmvec);
14755
14756             /* Check if the parameters end in a pack, making them
14757                variadic.  */
14758             if (len > 0
14759                 && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parmvec, len - 1)))
14760               parm_variadic_p = 1;
14761             
14762             if (TREE_VEC_LENGTH (argvec) < len - parm_variadic_p)
14763               return 1;
14764
14765              for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
14766               {
14767                 if (unify (tparms, targs,
14768                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
14769                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
14770                            UNIFY_ALLOW_NONE))
14771                   return 1;
14772               }
14773
14774             if (parm_variadic_p
14775                 && unify_pack_expansion (tparms, targs,
14776                                          parmvec, argvec,
14777                                          UNIFY_ALLOW_NONE,
14778                                          /*call_args_p=*/false,
14779                                          /*subr=*/false))
14780               return 1;
14781           }
14782           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
14783
14784           /* Fall through to deduce template name.  */
14785         }
14786
14787       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
14788           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
14789         {
14790           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
14791
14792           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
14793           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
14794             return 0;
14795           else if (targ)
14796             return 1;
14797         }
14798       else
14799         {
14800           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
14801              a match unless we are allowing additional qualification.
14802              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
14803              that binds `const int' to `T'.  */
14804           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
14805                                          arg, parm))
14806             return 1;
14807
14808           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
14809              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
14810           arg = cp_build_qualified_type_real
14811             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
14812           if (arg == error_mark_node)
14813             return 1;
14814
14815           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
14816           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
14817             return 0;
14818           else if (targ)
14819             return 1;
14820
14821           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
14822              that were talking about variable-sized arrays (like
14823              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
14824              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
14825              the bound of the array will not be computable in an
14826              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
14827              ISO C++, so we can do as we please here.  */
14828           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
14829             return 1;
14830
14831           /* Strip typedefs as in convert_template_argument.  */
14832           arg = strip_typedefs (arg);
14833         }
14834
14835       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
14836          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
14837       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
14838           && !template_parameter_pack_p (parm))
14839         return 1;
14840
14841       /* If the argument deduction results is a METHOD_TYPE,
14842          then there is a problem.
14843          METHOD_TYPE doesn't map to any real C++ type the result of
14844          the deduction can not be of that type.  */
14845       if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
14846         return 1;
14847
14848       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
14849       return 0;
14850
14851     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
14852       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
14853       if (tparm == error_mark_node)
14854         return 1;
14855
14856       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
14857           != template_decl_level (tparm))
14858         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
14859            to see if it matches ARG.  */
14860         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
14861                  && cp_tree_equal (parm, arg));
14862
14863       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
14864       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
14865
14866       if (targ)
14867         return !cp_tree_equal (targ, arg);
14868
14869       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
14870          with a non-type template-parameter, the non-type
14871          template-parameter is used in an expression in the function
14872          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
14873          deduced, the template-argument type shall match the type of the
14874          template-parameter exactly, except that a template-argument
14875          deduced from an array bound may be of any integral type.
14876          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
14877       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
14878       if (!TREE_TYPE (arg))
14879         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
14880            It will later be processed in convert_template_argument.  */
14881         ;
14882       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
14883         /* OK */;
14884       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
14885                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
14886                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
14887         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
14888            template argument must exactly match the types of the
14889            corresponding parameter.  */
14890         arg = fold (build_nop (tparm, arg));
14891       else if (uses_template_parms (tparm))
14892         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
14893            later.  */
14894         return 0;
14895       else
14896         return 1;
14897
14898       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
14899          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
14900       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
14901           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm))
14902         return 1;
14903
14904       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
14905       return 0;
14906
14907     case PTRMEM_CST:
14908      {
14909         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
14910          another constant.  */
14911       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
14912         return 1;
14913
14914       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
14915          wrong, depending on the strict flags) to unify also
14916          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
14917          arg refer to the same variable, even if through different
14918          classes. For instance:
14919
14920          struct A { int x; };
14921          struct B : A { };
14922
14923          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
14924       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
14925                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
14926      }
14927
14928     case POINTER_TYPE:
14929       {
14930         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
14931           return 1;
14932
14933         /* [temp.deduct.call]
14934
14935            A can be another pointer or pointer to member type that can
14936            be converted to the deduced A via a qualification
14937            conversion (_conv.qual_).
14938
14939            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
14940            This will allow for additional cv-qualification of the
14941            pointed-to types if appropriate.  */
14942
14943         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
14944           /* The derived-to-base conversion only persists through one
14945              level of pointers.  */
14946           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
14947
14948         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
14949                       TREE_TYPE (arg), strict);
14950       }
14951
14952     case REFERENCE_TYPE:
14953       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
14954         return 1;
14955       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
14956                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
14957
14958     case ARRAY_TYPE:
14959       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
14960         return 1;
14961       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
14962           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
14963         return 1;
14964       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
14965         {
14966           tree parm_max;
14967           tree arg_max;
14968           bool parm_cst;
14969           bool arg_cst;
14970
14971           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
14972              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
14973              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
14974              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
14975              here.  */
14976           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
14977           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
14978           if (!parm_cst)
14979             {
14980               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
14981               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
14982             }
14983           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
14984           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
14985           if (!arg_cst)
14986             {
14987               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
14988                  trying to unify the type of a variable with the type
14989                  of a template parameter.  For example:
14990
14991                    template <unsigned int N>
14992                    void f (char (&) [N]);
14993                    int g(); 
14994                    void h(int i) {
14995                      char a[g(i)];
14996                      f(a); 
14997                    }
14998
14999                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
15000                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
15001               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
15002                 return 1;
15003               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
15004             }
15005
15006           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
15007              by adding one to the other bound.  */
15008           if (parm_cst && !arg_cst)
15009             parm_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
15010                                     integer_type_node,
15011                                     parm_max,
15012                                     integer_one_node);
15013           else if (arg_cst && !parm_cst)
15014             arg_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
15015                                    integer_type_node,
15016                                    arg_max,
15017                                    integer_one_node);
15018
15019           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
15020             return 1;
15021         }
15022       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
15023                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
15024
15025     case REAL_TYPE:
15026     case COMPLEX_TYPE:
15027     case VECTOR_TYPE:
15028     case INTEGER_TYPE:
15029     case BOOLEAN_TYPE:
15030     case ENUMERAL_TYPE:
15031     case VOID_TYPE:
15032       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
15033         return 1;
15034
15035       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
15036          function.  */
15037       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
15038         return 1;
15039
15040       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
15041          will invalidate it if necessary.  */
15042       return 0;
15043
15044       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
15045       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
15046     case INTEGER_CST:
15047       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
15048         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
15049
15050       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
15051         return 1;
15052       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
15053
15054     case TREE_VEC:
15055       {
15056         int i;
15057         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
15058           return 1;
15059         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
15060           return 1;
15061         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
15062           if (unify (tparms, targs,
15063                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
15064                      UNIFY_ALLOW_NONE))
15065             return 1;
15066         return 0;
15067       }
15068
15069     case RECORD_TYPE:
15070     case UNION_TYPE:
15071       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
15072         return 1;
15073
15074       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
15075         {
15076           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
15077             return 1;
15078
15079           return unify (tparms, targs,
15080                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
15081                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
15082                         strict);
15083         }
15084
15085       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
15086         {
15087           tree t = NULL_TREE;
15088
15089           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
15090             {
15091               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
15092               t = try_class_unification (tparms, targs,
15093                                          parm, arg);
15094
15095               if (!t)
15096                 {
15097                   /* Fallback to the special case allowed in
15098                      [temp.deduct.call]:
15099
15100                        If P is a class, and P has the form
15101                        template-id, then A can be a derived class of
15102                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
15103                        a class of the form template-id, A can be a
15104                        pointer to a derived class pointed to by the
15105                        deduced A.  */
15106                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
15107
15108                   if (!t)
15109                     return 1;
15110                 }
15111             }
15112           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
15113                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
15114                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
15115             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
15116                Then, we should unify `int' and `U'.  */
15117             t = arg;
15118           else
15119             /* There's no chance of unification succeeding.  */
15120             return 1;
15121
15122           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
15123                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
15124         }
15125       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
15126         return 1;
15127       return 0;
15128
15129     case METHOD_TYPE:
15130     case FUNCTION_TYPE:
15131       {
15132         unsigned int nargs;
15133         tree *args;
15134         tree a;
15135         unsigned int i;
15136
15137         if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
15138           return 1;
15139
15140         /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
15141            match exactly.  We need to check them explicitly here,
15142            because type_unification_real treats them as any other
15143            cv-qualified parameter.  */
15144         if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
15145             && (!check_cv_quals_for_unify
15146                 (UNIFY_ALLOW_NONE,
15147                  TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
15148                  TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
15149           return 1;
15150
15151         if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
15152                    TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
15153           return 1;
15154
15155         nargs = list_length (TYPE_ARG_TYPES (arg));
15156         args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
15157         for (a = TYPE_ARG_TYPES (arg), i = 0;
15158              a != NULL_TREE && a != void_list_node;
15159              a = TREE_CHAIN (a), ++i)
15160           args[i] = TREE_VALUE (a);
15161         nargs = i;
15162
15163         return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
15164                                       args, nargs, 1, DEDUCE_EXACT,
15165                                       LOOKUP_NORMAL);
15166       }
15167
15168     case OFFSET_TYPE:
15169       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
15170          deduces the type of the member as a function type. */
15171       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
15172         {
15173           tree method_type;
15174           tree fntype;
15175
15176           /* Check top-level cv qualifiers */
15177           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
15178             return 1;
15179
15180           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
15181                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
15182             return 1;
15183
15184           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
15185           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
15186           fntype =
15187             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
15188                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
15189
15190           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
15191              implicit object parameter and place them on the function
15192              type to be restored later. */
15193           fntype = apply_memfn_quals (fntype, type_memfn_quals (method_type));
15194           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
15195         }
15196
15197       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
15198         return 1;
15199       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
15200                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
15201         return 1;
15202       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
15203                     strict);
15204
15205     case CONST_DECL:
15206       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
15207         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
15208       if (arg != integral_constant_value (parm))
15209         return 1;
15210       return 0;
15211
15212     case FIELD_DECL:
15213     case TEMPLATE_DECL:
15214       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
15215       return 1;
15216
15217     case VAR_DECL:
15218       /* A non-type template parameter that is a variable should be a
15219          an integral constant, in which case, it whould have been
15220          folded into its (constant) value. So we should not be getting
15221          a variable here.  */
15222       gcc_unreachable ();
15223
15224     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
15225     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
15226       {
15227         tree packed_parms = ARGUMENT_PACK_ARGS (parm);
15228         tree packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
15229         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms);
15230         int argslen = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
15231         int parm_variadic_p = 0;
15232
15233         for (i = 0; i < len; ++i)
15234           {
15235             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (packed_parms, i)))
15236               {
15237                 if (i == len - 1)
15238                   /* We can unify against something with a trailing
15239                      parameter pack.  */
15240                   parm_variadic_p = 1;
15241                 else
15242                   /* Since there is something following the pack
15243                      expansion, we cannot unify this template argument
15244                      list.  */
15245                   return 0;
15246               }
15247           }
15248           
15249
15250         /* If we don't have enough arguments to satisfy the parameters
15251            (not counting the pack expression at the end), or we have
15252            too many arguments for a parameter list that doesn't end in
15253            a pack expression, we can't unify.  */
15254         if (argslen < (len - parm_variadic_p)
15255             || (argslen > len && !parm_variadic_p))
15256           return 1;
15257
15258         /* Unify all of the parameters that precede the (optional)
15259            pack expression.  */
15260         for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
15261           {
15262             if (unify (tparms, targs, TREE_VEC_ELT (packed_parms, i),
15263                        TREE_VEC_ELT (packed_args, i), strict))
15264               return 1;
15265           }
15266
15267         if (parm_variadic_p)
15268           return unify_pack_expansion (tparms, targs, 
15269                                        packed_parms, packed_args,
15270                                        strict, /*call_args_p=*/false,
15271                                        /*subr=*/false);
15272         return 0;
15273       }
15274
15275       break;
15276
15277     case TYPEOF_TYPE:
15278     case DECLTYPE_TYPE:
15279       /* Cannot deduce anything from TYPEOF_TYPE or DECLTYPE_TYPE
15280          nodes.  */
15281       return 0;
15282
15283     case ERROR_MARK:
15284       /* Unification fails if we hit an error node.  */
15285       return 1;
15286
15287     default:
15288       gcc_assert (EXPR_P (parm));
15289
15290       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
15291          something like:
15292
15293            template <int I>
15294            void foo(S<I>, S<I + 2>);
15295
15296          This is a "nondeduced context":
15297
15298            [deduct.type]
15299
15300            The nondeduced contexts are:
15301
15302            --A type that is a template-id in which one or more of
15303              the template-arguments is an expression that references
15304              a template-parameter.
15305
15306          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
15307          actually infer any unifications.  */
15308
15309       if (!uses_template_parms (parm)
15310           && !template_args_equal (parm, arg))
15311         return 1;
15312       else
15313         return 0;
15314     }
15315 }
15316 \f
15317 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
15318    required.  */
15319
15320 static void
15321 mark_definable (tree decl)
15322 {
15323   tree clone;
15324   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
15325   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
15326     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
15327 }
15328
15329 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
15330    explicitly instantiated class.  */
15331
15332 void
15333 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
15334 {
15335   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
15336
15337   /* If this entity has already been written out, it's too late to
15338      make any modifications.  */
15339   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
15340     return;
15341
15342   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
15343     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
15344        set correctly by tsubst.  */
15345     TREE_PUBLIC (result) = 1;
15346
15347   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
15348   DECL_COMDAT (result) = 0;
15349
15350   if (extern_p)
15351     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
15352   else
15353     {
15354       mark_definable (result);
15355       /* Always make artificials weak.  */
15356       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
15357         comdat_linkage (result);
15358       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
15359          linkonce sections.  */
15360       else if (TREE_PUBLIC (result))
15361         maybe_make_one_only (result);
15362     }
15363
15364   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
15365      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
15366      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
15367      emitted here.  In neither circumstance do we want
15368      import_export_decl to adjust the linkage.  */
15369   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
15370 }
15371
15372 /* Subroutine of more_specialized_fn: check whether TARGS is missing any
15373    important template arguments.  If any are missing, we check whether
15374    they're important by using error_mark_node for substituting into any
15375    args that were used for partial ordering (the ones between ARGS and END)
15376    and seeing if it bubbles up.  */
15377
15378 static bool
15379 check_undeduced_parms (tree targs, tree args, tree end)
15380 {
15381   bool found = false;
15382   int i;
15383   for (i = TREE_VEC_LENGTH (targs) - 1; i >= 0; --i)
15384     if (TREE_VEC_ELT (targs, i) == NULL_TREE)
15385       {
15386         found = true;
15387         TREE_VEC_ELT (targs, i) = error_mark_node;
15388       }
15389   if (found)
15390     {
15391       for (; args != end; args = TREE_CHAIN (args))
15392         {
15393           tree substed = tsubst (TREE_VALUE (args), targs, tf_none, NULL_TREE);
15394           if (substed == error_mark_node)
15395             return true;
15396         }
15397     }
15398   return false;
15399 }
15400
15401 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
15402
15403    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
15404    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
15405    0 if neither is more specialized.
15406
15407    LEN indicates the number of parameters we should consider
15408    (defaulted parameters should not be considered).
15409
15410    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
15411    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
15412    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
15413    the templates will be more specialized if all the *other*
15414    template's arguments deduce against its arguments and at least one
15415    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
15416    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
15417    The arguments used in deduction have reference and top level cv
15418    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
15419    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
15420    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
15421    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
15422    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
15423    we do *not* verify the deduced template argument values can be
15424    substituted into non-deduced contexts.
15425
15426    The logic can be a bit confusing here, because we look at deduce1 and
15427    targs1 to see if pat2 is at least as specialized, and vice versa; if we
15428    can find template arguments for pat1 to make arg1 look like arg2, that
15429    means that arg2 is at least as specialized as arg1.  */
15430
15431 int
15432 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
15433 {
15434   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
15435   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
15436   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
15437   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
15438   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
15439   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
15440   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
15441   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
15442   tree origs1, origs2;
15443   bool lose1 = false;
15444   bool lose2 = false;
15445
15446   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
15447      one is a non-static member function and the other is not a static
15448      member function, remove the first parameter from that function
15449      also.  This situation occurs for operator functions where we
15450      locate both a member function (with this pointer) and non-member
15451      operator (with explicit first operand).  */
15452   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
15453     {
15454       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
15455       args1 = TREE_CHAIN (args1);
15456       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
15457         args2 = TREE_CHAIN (args2);
15458     }
15459   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
15460     {
15461       args2 = TREE_CHAIN (args2);
15462       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
15463         {
15464           len--;
15465           args1 = TREE_CHAIN (args1);
15466         }
15467     }
15468
15469   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
15470   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
15471     return 0;
15472
15473   /* Consider the return type for a conversion function */
15474   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
15475     {
15476       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
15477       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
15478       len++;
15479     }
15480
15481   processing_template_decl++;
15482
15483   origs1 = args1;
15484   origs2 = args2;
15485
15486   while (len--
15487          /* Stop when an ellipsis is seen.  */
15488          && args1 != NULL_TREE && args2 != NULL_TREE)
15489     {
15490       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
15491       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
15492       int deduce1, deduce2;
15493       int quals1 = -1;
15494       int quals2 = -1;
15495
15496       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
15497           && TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15498         {
15499           /* When both arguments are pack expansions, we need only
15500              unify the patterns themselves.  */
15501           arg1 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg1);
15502           arg2 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg2);
15503
15504           /* This is the last comparison we need to do.  */
15505           len = 0;
15506         }
15507
15508       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
15509         {
15510           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
15511           quals1 = cp_type_quals (arg1);
15512         }
15513
15514       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
15515         {
15516           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
15517           quals2 = cp_type_quals (arg2);
15518         }
15519
15520       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
15521         {
15522           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
15523              array/function pointer decay to it.  This is not part of
15524              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
15525              for the function call itself, and with our earlier
15526              implementation of the underspecified partial ordering
15527              rules.  (nathan).  */
15528           if (quals1 >= 0)
15529             {
15530               switch (TREE_CODE (arg1))
15531                 {
15532                 case ARRAY_TYPE:
15533                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
15534                   /* FALLTHROUGH. */
15535                 case FUNCTION_TYPE:
15536                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
15537                   break;
15538
15539                 default:
15540                   break;
15541                 }
15542             }
15543           else
15544             {
15545               switch (TREE_CODE (arg2))
15546                 {
15547                 case ARRAY_TYPE:
15548                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
15549                   /* FALLTHROUGH. */
15550                 case FUNCTION_TYPE:
15551                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
15552                   break;
15553
15554                 default:
15555                   break;
15556                 }
15557             }
15558         }
15559
15560       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
15561       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
15562
15563       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15564         {
15565           int i, len2 = list_length (args2);
15566           tree parmvec = make_tree_vec (1);
15567           tree argvec = make_tree_vec (len2);
15568           tree ta = args2;
15569
15570           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
15571           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg1;
15572
15573           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
15574              arguments.  */
15575           for (i = 0; i < len2; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
15576             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
15577
15578           deduce1 = !unify_pack_expansion (tparms1, targs1, parmvec, 
15579                                            argvec, UNIFY_ALLOW_NONE, 
15580                                            /*call_args_p=*/false, 
15581                                            /*subr=*/0);
15582
15583           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG1 is
15584              a pack expansion but ARG2 is not.  */
15585           deduce2 = 0;
15586         }
15587       else if (TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15588         {
15589           int i, len1 = list_length (args1);
15590           tree parmvec = make_tree_vec (1);
15591           tree argvec = make_tree_vec (len1);
15592           tree ta = args1;
15593
15594           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
15595           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg2;
15596
15597           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
15598              arguments.  */
15599           for (i = 0; i < len1; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
15600             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
15601
15602           deduce2 = !unify_pack_expansion (tparms2, targs2, parmvec, 
15603                                            argvec, UNIFY_ALLOW_NONE, 
15604                                            /*call_args_p=*/false, 
15605                                            /*subr=*/0);
15606
15607           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG2 is
15608              a pack expansion but ARG1 is not.*/
15609           deduce1 = 0;
15610         }
15611
15612       else
15613         {
15614           /* The normal case, where neither argument is a pack
15615              expansion.  */
15616           deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
15617           deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
15618         }
15619
15620       /* If we couldn't deduce arguments for tparms1 to make arg1 match
15621          arg2, then arg2 is not as specialized as arg1.  */
15622       if (!deduce1)
15623         lose2 = true;
15624       if (!deduce2)
15625         lose1 = true;
15626
15627       /* "If, for a given type, deduction succeeds in both directions
15628          (i.e., the types are identical after the transformations above)
15629          and if the type from the argument template is more cv-qualified
15630          than the type from the parameter template (as described above)
15631          that type is considered to be more specialized than the other. If
15632          neither type is more cv-qualified than the other then neither type
15633          is more specialized than the other."  */
15634
15635       if (deduce1 && deduce2
15636           && quals1 != quals2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
15637         {
15638           if ((quals1 & quals2) == quals2)
15639             lose2 = true;
15640           if ((quals1 & quals2) == quals1)
15641             lose1 = true;
15642         }
15643
15644       if (lose1 && lose2)
15645         /* We've failed to deduce something in either direction.
15646            These must be unordered.  */
15647         break;
15648
15649       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
15650           || TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15651         /* We have already processed all of the arguments in our
15652            handing of the pack expansion type.  */
15653         len = 0;
15654
15655       args1 = TREE_CHAIN (args1);
15656       args2 = TREE_CHAIN (args2);
15657     }
15658
15659   /* "In most cases, all template parameters must have values in order for
15660      deduction to succeed, but for partial ordering purposes a template
15661      parameter may remain without a value provided it is not used in the
15662      types being used for partial ordering."
15663
15664      Thus, if we are missing any of the targs1 we need to substitute into
15665      origs1, then pat2 is not as specialized as pat1.  This can happen when
15666      there is a nondeduced context.  */
15667   if (!lose2 && check_undeduced_parms (targs1, origs1, args1))
15668     lose2 = true;
15669   if (!lose1 && check_undeduced_parms (targs2, origs2, args2))
15670     lose1 = true;
15671
15672   processing_template_decl--;
15673
15674   /* All things being equal, if the next argument is a pack expansion
15675      for one function but not for the other, prefer the
15676      non-variadic function.  FIXME this is bogus; see c++/41958.  */
15677   if (lose1 == lose2
15678       && args1 && TREE_VALUE (args1)
15679       && args2 && TREE_VALUE (args2))
15680     {
15681       lose1 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args1)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
15682       lose2 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args2)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
15683     }
15684
15685   if (lose1 == lose2)
15686     return 0;
15687   else if (!lose1)
15688     return 1;
15689   else
15690     return -1;
15691 }
15692
15693 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
15694
15695    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
15696    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
15697    innermost set of template parameters for the partial
15698    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
15699
15700    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
15701    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
15702    specialized.
15703
15704    See [temp.class.order] for information about determining which of
15705    two templates is more specialized.  */
15706
15707 static int
15708 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
15709 {
15710   tree targs;
15711   tree tmpl1, tmpl2;
15712   int winner = 0;
15713   bool any_deductions = false;
15714
15715   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
15716   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
15717
15718   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
15719      different class template specializations, we may encounter dependent
15720      types in the arguments, and we need our dependency check functions
15721      to behave correctly.  */
15722   ++processing_template_decl;
15723   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
15724                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
15725                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
15726   if (targs)
15727     {
15728       --winner;
15729       any_deductions = true;
15730     }
15731
15732   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
15733                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
15734                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
15735   if (targs)
15736     {
15737       ++winner;
15738       any_deductions = true;
15739     }
15740   --processing_template_decl;
15741
15742   /* In the case of a tie where at least one of the class templates
15743      has a parameter pack at the end, the template with the most
15744      non-packed parameters wins.  */
15745   if (winner == 0
15746       && any_deductions
15747       && (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1))
15748           || template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2))))
15749     {
15750       tree args1 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat1));
15751       tree args2 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat2));
15752       int len1 = TREE_VEC_LENGTH (args1);
15753       int len2 = TREE_VEC_LENGTH (args2);
15754
15755       /* We don't count the pack expansion at the end.  */
15756       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1)))
15757         --len1;
15758       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2)))
15759         --len2;
15760
15761       if (len1 > len2)
15762         return 1;
15763       else if (len1 < len2)
15764         return -1;
15765     }
15766
15767   return winner;
15768 }
15769
15770 /* Return the template arguments that will produce the function signature
15771    DECL from the function template FN, with the explicit template
15772    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
15773    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
15774    found.  */
15775
15776 static tree
15777 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
15778 {
15779   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
15780   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
15781   tree decl_type;
15782   tree decl_arg_types;
15783   tree *args;
15784   unsigned int nargs, ix;
15785   tree arg;
15786
15787   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
15788      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
15789      FN.  */
15790   decl_type = TREE_TYPE (decl);
15791   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
15792     {
15793       tree tmpl;
15794       tree converted_args;
15795
15796       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
15797         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
15798       else
15799         /* We can get here for some invalid specializations.  */
15800         return NULL_TREE;
15801
15802       converted_args
15803         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
15804                                  explicit_args, NULL_TREE,
15805                                  tf_none,
15806                                  /*require_all_args=*/false,
15807                                  /*use_default_args=*/false);
15808       if (converted_args == error_mark_node)
15809         return NULL_TREE;
15810
15811       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
15812       if (decl_type == error_mark_node)
15813         return NULL_TREE;
15814     }
15815
15816   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
15817   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
15818                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
15819
15820   nargs = list_length (decl_arg_types);
15821   args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
15822   for (arg = decl_arg_types, ix = 0;
15823        arg != NULL_TREE && arg != void_list_node;
15824        arg = TREE_CHAIN (arg), ++ix)
15825     args[ix] = TREE_VALUE (arg);
15826
15827   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
15828                            args, ix,
15829                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
15830                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
15831                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
15832     return NULL_TREE;
15833
15834   return targs;
15835 }
15836
15837 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
15838    template specialization whose innermost template parameters are
15839    TPARMS, and whose specialization arguments are SPEC_ARGS, yield the
15840    ARGS.
15841
15842    For example, suppose we have:
15843
15844      template <class T, class U> struct S {};
15845      template <class T> struct S<T*, int> {};
15846
15847    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
15848    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
15849    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
15850    is bound to `double'.  */
15851
15852 static tree
15853 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
15854 {
15855   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
15856   tree deduced_args;
15857   tree innermost_deduced_args;
15858
15859   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
15860   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
15861     {
15862       deduced_args = copy_node (args);
15863       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
15864                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
15865                            innermost_deduced_args);
15866     }
15867   else
15868     deduced_args = innermost_deduced_args;
15869
15870   if (unify (tparms, deduced_args,
15871              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
15872              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
15873              UNIFY_ALLOW_NONE))
15874     return NULL_TREE;
15875
15876   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
15877     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
15878       return NULL_TREE;
15879
15880   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
15881      obtained from argument deduction.
15882
15883      For example:
15884
15885        struct A { typedef int X; };
15886        template <class T, class U> struct C {};
15887        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
15888
15889      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
15890      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
15891      is `int'.  */
15892   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
15893   if (spec_args == error_mark_node
15894       /* We only need to check the innermost arguments; the other
15895          arguments will always agree.  */
15896       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
15897                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
15898     return NULL_TREE;
15899
15900   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
15901      ensure that the arguments deduced for the template template
15902      parameters have compatible template parameter lists.  See the use
15903      of template_template_parm_bindings_ok_p in fn_type_unification
15904      for more information.  */
15905   if (!template_template_parm_bindings_ok_p (tparms, deduced_args))
15906     return NULL_TREE;
15907
15908   return deduced_args;
15909 }
15910
15911 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
15912    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
15913    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
15914    is returned.
15915
15916    Note that this function does not look at, or modify, the
15917    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
15918    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
15919    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
15920    and retrieve it from the value returned.  */
15921
15922 tree
15923 most_specialized_instantiation (tree templates)
15924 {
15925   tree fn, champ;
15926
15927   ++processing_template_decl;
15928
15929   champ = templates;
15930   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
15931     {
15932       int fate = 0;
15933
15934       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
15935                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
15936                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15937         fate--;
15938
15939       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
15940                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
15941                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15942         fate++;
15943
15944       if (fate == -1)
15945         champ = fn;
15946       else if (!fate)
15947         {
15948           /* Equally specialized, move to next function.  If there
15949              is no next function, nothing's most specialized.  */
15950           fn = TREE_CHAIN (fn);
15951           champ = fn;
15952           if (!fn)
15953             break;
15954         }
15955     }
15956
15957   if (champ)
15958     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
15959        instantiation list.  */
15960     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
15961       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
15962                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
15963                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
15964           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
15965                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
15966                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
15967         {
15968           champ = NULL_TREE;
15969           break;
15970         }
15971
15972   processing_template_decl--;
15973
15974   if (!champ)
15975     return error_mark_node;
15976
15977   return champ;
15978 }
15979
15980 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
15981    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
15982
15983    For example, given:
15984
15985      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
15986
15987    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
15988    the full template.  This function will not trace past partial
15989    specializations, however.  For example, given in addition:
15990
15991      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
15992
15993    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
15994    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
15995
15996 tree
15997 most_general_template (tree decl)
15998 {
15999   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
16000      an immediate specialization.  */
16001   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
16002     {
16003       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
16004         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
16005
16006         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
16007            template friend.  */
16008         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
16009           return NULL_TREE;
16010       } else
16011         return NULL_TREE;
16012     }
16013
16014   /* Look for more and more general templates.  */
16015   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
16016     {
16017       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
16018          (See cp-tree.h for details.)  */
16019       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
16020         break;
16021
16022       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
16023           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
16024         break;
16025
16026       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
16027       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
16028           && DECL_CONTEXT (decl)
16029           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
16030         break;
16031
16032       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
16033     }
16034
16035   return decl;
16036 }
16037
16038 /* Return the most specialized of the class template partial
16039    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
16040    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
16041    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
16042    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
16043    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
16044
16045    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
16046    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
16047    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
16048    returned.  */
16049
16050 static tree
16051 most_specialized_class (tree type, tree tmpl, tsubst_flags_t complain)
16052 {
16053   tree list = NULL_TREE;
16054   tree t;
16055   tree champ;
16056   int fate;
16057   bool ambiguous_p;
16058   tree args;
16059   tree outer_args = NULL_TREE;
16060
16061   tmpl = most_general_template (tmpl);
16062   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
16063
16064   /* For determining which partial specialization to use, only the
16065      innermost args are interesting.  */
16066   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
16067     {
16068       outer_args = strip_innermost_template_args (args, 1);
16069       args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
16070     }
16071
16072   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
16073     {
16074       tree partial_spec_args;
16075       tree spec_args;
16076       tree parms = TREE_VALUE (t);
16077
16078       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
16079
16080       ++processing_template_decl;
16081
16082       if (outer_args)
16083         {
16084           int i;
16085
16086           /* Discard the outer levels of args, and then substitute in the
16087              template args from the enclosing class.  */
16088           partial_spec_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (partial_spec_args);
16089           partial_spec_args = tsubst_template_args
16090             (partial_spec_args, outer_args, tf_none, NULL_TREE);
16091
16092           /* PARMS already refers to just the innermost parms, but the
16093              template parms in partial_spec_args had their levels lowered
16094              by tsubst, so we need to do the same for the parm list.  We
16095              can't just tsubst the TREE_VEC itself, as tsubst wants to
16096              treat a TREE_VEC as an argument vector.  */
16097           parms = copy_node (parms);
16098           for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
16099             TREE_VEC_ELT (parms, i) =
16100               tsubst (TREE_VEC_ELT (parms, i), outer_args, tf_none, NULL_TREE);
16101
16102         }
16103
16104       partial_spec_args =
16105           coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
16106                                  add_to_template_args (outer_args,
16107                                                        partial_spec_args),
16108                                  tmpl, tf_none,
16109                                  /*require_all_args=*/true,
16110                                  /*use_default_args=*/true);
16111
16112       --processing_template_decl;
16113
16114       if (partial_spec_args == error_mark_node)
16115         return error_mark_node;
16116
16117       spec_args = get_class_bindings (parms,
16118                                       partial_spec_args,
16119                                       args);
16120       if (spec_args)
16121         {
16122           if (outer_args)
16123             spec_args = add_to_template_args (outer_args, spec_args);
16124           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
16125           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
16126         }
16127     }
16128
16129   if (! list)
16130     return NULL_TREE;
16131
16132   ambiguous_p = false;
16133   t = list;
16134   champ = t;
16135   t = TREE_CHAIN (t);
16136   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
16137     {
16138       fate = more_specialized_class (champ, t);
16139       if (fate == 1)
16140         ;
16141       else
16142         {
16143           if (fate == 0)
16144             {
16145               t = TREE_CHAIN (t);
16146               if (! t)
16147                 {
16148                   ambiguous_p = true;
16149                   break;
16150                 }
16151             }
16152           champ = t;
16153         }
16154     }
16155
16156   if (!ambiguous_p)
16157     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
16158       {
16159         fate = more_specialized_class (champ, t);
16160         if (fate != 1)
16161           {
16162             ambiguous_p = true;
16163             break;
16164           }
16165       }
16166
16167   if (ambiguous_p)
16168     {
16169       const char *str;
16170       char *spaces = NULL;
16171       if (!(complain & tf_error))
16172         return error_mark_node;
16173       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
16174       str = TREE_CHAIN (list) ? _("candidates are:") : _("candidate is:");
16175       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
16176         {
16177           error ("%s %+#T", spaces ? spaces : str, TREE_TYPE (t));
16178           spaces = spaces ? spaces : get_spaces (str);
16179         }
16180       free (spaces);
16181       return error_mark_node;
16182     }
16183
16184   return champ;
16185 }
16186
16187 /* Explicitly instantiate DECL.  */
16188
16189 void
16190 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
16191 {
16192   tree result = NULL_TREE;
16193   int extern_p = 0;
16194
16195   if (!decl || decl == error_mark_node)
16196     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
16197        an appropriate message.  */
16198     return;
16199   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
16200     {
16201       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
16202       return;
16203     }
16204   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
16205     {
16206       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
16207          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
16208          the latter, the DECL we get back will be marked as a
16209          template instantiation, and the appropriate
16210          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
16211          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
16212          should handle VAR_DECLs as it currently handles
16213          FUNCTION_DECLs.  */
16214       if (!DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
16215         {
16216           error ("%qD is not a static data member of a class template", decl);
16217           return;
16218         }
16219       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
16220       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
16221         {
16222           error ("no matching template for %qD found", decl);
16223           return;
16224         }
16225       if (!same_type_p (TREE_TYPE (result), TREE_TYPE (decl)))
16226         {
16227           error ("type %qT for explicit instantiation %qD does not match "
16228                  "declared type %qT", TREE_TYPE (result), decl,
16229                  TREE_TYPE (decl));
16230           return;
16231         }
16232     }
16233   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
16234     {
16235       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
16236       return;
16237     }
16238   else
16239     result = decl;
16240
16241   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
16242      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
16243      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
16244      until we get here.  */
16245
16246   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
16247     {
16248       /* DR 259 [temp.spec].
16249
16250          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
16251          specialization shall not appear in a program unless the explicit
16252          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
16253
16254          For a given set of template parameters, if an explicit
16255          instantiation of a template appears after a declaration of an
16256          explicit specialization for that template, the explicit
16257          instantiation has no effect.  */
16258       return;
16259     }
16260   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
16261     {
16262       /* [temp.spec]
16263
16264          No program shall explicitly instantiate any template more
16265          than once.
16266
16267          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
16268          the first instantiation was `extern' and the second is not,
16269          and EXTERN_P for the opposite case.  */
16270       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
16271         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
16272       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
16273          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
16274       if (extern_p)
16275         return;
16276     }
16277   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
16278     {
16279       error ("no matching template for %qD found", result);
16280       return;
16281     }
16282   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
16283     {
16284       permerror (input_location, "explicit instantiation of non-template %q#D", result);
16285       return;
16286     }
16287
16288   if (storage == NULL_TREE)
16289     ;
16290   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
16291     {
16292       if (!in_system_header && (cxx_dialect == cxx98))
16293         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
16294                  "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on explicit "
16295                  "instantiations");
16296       extern_p = 1;
16297     }
16298   else
16299     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
16300
16301   check_explicit_instantiation_namespace (result);
16302   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
16303   if (! extern_p)
16304     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
16305                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
16306 }
16307
16308 static void
16309 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
16310 {
16311   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
16312   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
16313   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
16314   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
16315   if (! extern_p)
16316     {
16317       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
16318       rest_of_type_compilation (t, 1);
16319     }
16320 }
16321
16322 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
16323    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
16324 static void
16325 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
16326 {
16327   tree storage = *(tree *) data;
16328
16329   if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (entry->type)
16330       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
16331     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
16332 }
16333
16334 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
16335    (a member function or a static member variable) of an
16336    explicitly instantiated class template.  */
16337 static void
16338 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
16339 {
16340   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
16341   if (! extern_p)
16342     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
16343                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
16344 }
16345
16346 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
16347    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
16348    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
16349    since the standard is unclear (as detailed below).  */
16350
16351 void
16352 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
16353 {
16354   int extern_p = 0;
16355   int nomem_p = 0;
16356   int static_p = 0;
16357   int previous_instantiation_extern_p = 0;
16358
16359   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
16360     t = TREE_TYPE (t);
16361
16362   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
16363     {
16364       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
16365       return;
16366     }
16367
16368   complete_type (t);
16369
16370   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
16371     {
16372       if (complain & tf_error)
16373         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
16374                t);
16375       return;
16376     }
16377
16378   if (storage != NULL_TREE)
16379     {
16380       if (!in_system_header)
16381         {
16382           if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
16383             {
16384               if (cxx_dialect == cxx98)
16385                 pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
16386                          "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on "
16387                          "explicit instantiations");
16388             }
16389           else
16390             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
16391                      "ISO C++ forbids the use of %qE"
16392                      " on explicit instantiations", storage);
16393         }
16394
16395       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
16396         nomem_p = 1;
16397       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
16398         extern_p = 1;
16399       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
16400         static_p = 1;
16401       else
16402         {
16403           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
16404                  storage);
16405           extern_p = 0;
16406         }
16407     }
16408
16409   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
16410     {
16411       /* DR 259 [temp.spec].
16412
16413          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
16414          specialization shall not appear in a program unless the explicit
16415          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
16416
16417          For a given set of template parameters, if an explicit
16418          instantiation of a template appears after a declaration of an
16419          explicit specialization for that template, the explicit
16420          instantiation has no effect.  */
16421       return;
16422     }
16423   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
16424     {
16425       /* [temp.spec]
16426
16427          No program shall explicitly instantiate any template more
16428          than once.
16429
16430          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
16431          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
16432          These cases are OK.  */
16433       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
16434
16435       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
16436           && (complain & tf_error))
16437         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
16438
16439       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
16440       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
16441         return;
16442     }
16443
16444   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
16445   mark_class_instantiated (t, extern_p);
16446
16447   if (nomem_p)
16448     return;
16449
16450   {
16451     tree tmp;
16452
16453     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
16454        declarations, and not the definitions, of members are
16455        instantiated, we have here:
16456
16457          [temp.explicit]
16458
16459          The explicit instantiation of a class template specialization
16460          implies the instantiation of all of its members not
16461          previously explicitly specialized in the translation unit
16462          containing the explicit instantiation.
16463
16464        Of course, we can't instantiate member template classes, since
16465        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
16466        is unclear on whether the instantiation of the members are
16467        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
16468        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
16469
16470     if (! static_p)
16471       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = DECL_CHAIN (tmp))
16472         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
16473             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
16474           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
16475
16476     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = DECL_CHAIN (tmp))
16477       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
16478         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
16479
16480     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
16481       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
16482                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
16483   }
16484 }
16485
16486 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
16487    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
16488    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
16489    should occur for DECL, not the most general template.
16490
16491    One reason for doing this is a scenario like this:
16492
16493      template <class T>
16494      void f(const T&, int i);
16495
16496      void g() { f(3, 7); }
16497
16498      template <class T>
16499      void f(const T& t, const int i) { }
16500
16501    Note that when the template is first instantiated, with
16502    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
16503    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
16504    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
16505
16506 static void
16507 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
16508 {
16509   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
16510      template.  */
16511   tree args;
16512   tree code_pattern;
16513
16514   args = DECL_TI_ARGS (decl);
16515   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
16516
16517   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
16518      correctly.  */
16519   push_access_scope (decl);
16520
16521   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
16522     {
16523       tree decl_parm;
16524       tree pattern_parm;
16525       tree specs;
16526       int args_depth;
16527       int parms_depth;
16528
16529       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
16530       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
16531       if (args_depth > parms_depth)
16532         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
16533
16534       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
16535                                               args, tf_error, NULL_TREE);
16536       if (specs)
16537         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
16538                                                     specs);
16539
16540       /* Merge parameter declarations.  */
16541       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
16542                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
16543       pattern_parm
16544         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
16545                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
16546       while (decl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
16547         {
16548           tree parm_type;
16549           tree attributes;
16550           
16551           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
16552             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
16553           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
16554                               NULL_TREE);
16555           parm_type = type_decays_to (parm_type);
16556           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
16557             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
16558           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
16559           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
16560             {
16561               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
16562               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
16563             }
16564           decl_parm = DECL_CHAIN (decl_parm);
16565           pattern_parm = DECL_CHAIN (pattern_parm);
16566         }
16567       /* Merge any parameters that match with the function parameter
16568          pack.  */
16569       if (pattern_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
16570         {
16571           int i, len;
16572           tree expanded_types;
16573           /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
16574              the parameters in this function parameter pack.  */
16575           expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (pattern_parm), 
16576                                                  args, tf_error, NULL_TREE);
16577           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
16578           for (i = 0; i < len; i++)
16579             {
16580               tree parm_type;
16581               tree attributes;
16582           
16583               if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
16584                 /* Rename the parameter to include the index.  */
16585                 DECL_NAME (decl_parm) = 
16586                   make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (pattern_parm), i);
16587               parm_type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
16588               parm_type = type_decays_to (parm_type);
16589               if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
16590                 TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
16591               attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
16592               if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
16593                 {
16594                   DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
16595                   cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
16596                 }
16597               decl_parm = DECL_CHAIN (decl_parm);
16598             }
16599         }
16600       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
16601       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
16602           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
16603         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
16604     }
16605   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
16606     {
16607       DECL_INITIAL (decl) =
16608         tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
16609                      tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
16610                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
16611       if (VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (decl))
16612         TREE_TYPE (decl) = tsubst (TREE_TYPE (code_pattern), args,
16613                                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
16614     }
16615   else
16616     gcc_unreachable ();
16617
16618   pop_access_scope (decl);
16619 }
16620
16621 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
16622    substituted to get DECL.  */
16623
16624 tree
16625 template_for_substitution (tree decl)
16626 {
16627   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
16628
16629   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
16630      for the instantiation.  This is not always the most general
16631      template.  Consider, for example:
16632
16633         template <class T>
16634         struct S { template <class U> void f();
16635                    template <> void f<int>(); };
16636
16637      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
16638      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
16639   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
16640             more general template.  */
16641          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
16642            /* We must also deal with friend templates.  Given:
16643
16644                 template <class T> struct S {
16645                   template <class U> friend void f() {};
16646                 };
16647
16648               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
16649               so far as the language is concerned, but that's still
16650               where we get the pattern for the instantiation from.  On
16651               other hand, if the definition comes outside the class, say:
16652
16653                 template <class T> struct S {
16654                   template <class U> friend void f();
16655                 };
16656                 template <class U> friend void f() {}
16657
16658               we don't need to look any further.  That's what the check for
16659               DECL_INITIAL is for.  */
16660           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
16661               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
16662               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
16663     {
16664       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
16665          were a definition, we should be using it!  Note that we
16666          cannot restructure the loop to just keep going until we find
16667          a template with a definition, since that might go too far if
16668          a specialization was declared, but not defined.  */
16669       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
16670                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
16671
16672       /* Fetch the more general template.  */
16673       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
16674     }
16675
16676   return tmpl;
16677 }
16678
16679 /* Returns true if we need to instantiate this template instance even if we
16680    know we aren't going to emit it..  */
16681
16682 bool
16683 always_instantiate_p (tree decl)
16684 {
16685   /* We always instantiate inline functions so that we can inline them.  An
16686      explicit instantiation declaration prohibits implicit instantiation of
16687      non-inline functions.  With high levels of optimization, we would
16688      normally inline non-inline functions -- but we're not allowed to do
16689      that for "extern template" functions.  Therefore, we check
16690      DECL_DECLARED_INLINE_P, rather than possibly_inlined_p.  */
16691   return ((TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
16692            && DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
16693           /* And we need to instantiate static data members so that
16694              their initializers are available in integral constant
16695              expressions.  */
16696           || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
16697               && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (decl)));
16698 }
16699
16700 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
16701    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
16702    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
16703    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
16704    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
16705    explicitly instantiated class template.  */
16706
16707 tree
16708 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
16709                   bool expl_inst_class_mem_p)
16710 {
16711   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
16712   tree gen_args;
16713   tree args;
16714   tree td;
16715   tree code_pattern;
16716   tree spec;
16717   tree gen_tmpl;
16718   bool pattern_defined;
16719   int need_push;
16720   location_t saved_loc = input_location;
16721   bool external_p;
16722
16723   /* This function should only be used to instantiate templates for
16724      functions and static member variables.  */
16725   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
16726               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
16727
16728   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
16729      are instantiated right away.  That allows for better code in the
16730      case that an expression refers to the value of the variable --
16731      if the variable has a constant value the referring expression can
16732      take advantage of that fact.  */
16733   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
16734     defer_ok = 0;
16735
16736   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
16737      functions they cloned.  */
16738   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
16739     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
16740
16741   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d)
16742       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (d))
16743     /* D has already been instantiated or explicitly specialized, so
16744        there's nothing for us to do here.
16745
16746        It might seem reasonable to check whether or not D is an explicit
16747        instantiation, and, if so, stop here.  But when an explicit
16748        instantiation is deferred until the end of the compilation,
16749        DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is set, even though we still need to do
16750        the instantiation.  */
16751     return d;
16752
16753   /* Check to see whether we know that this template will be
16754      instantiated in some other file, as with "extern template"
16755      extension.  */
16756   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
16757
16758   /* In general, we do not instantiate such templates.  */
16759   if (external_p && !always_instantiate_p (d))
16760     return d;
16761
16762   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
16763   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
16764
16765   if (tmpl != gen_tmpl)
16766     /* We should already have the extra args.  */
16767     gcc_assert (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl))
16768                 == TMPL_ARGS_DEPTH (gen_args));
16769   /* And what's in the hash table should match D.  */
16770   gcc_assert ((spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args, 0)) == d
16771               || spec == NULL_TREE);
16772
16773   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
16774   if (! push_tinst_level (d))
16775     return d;
16776
16777   timevar_push (TV_PARSE);
16778
16779   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
16780      for the instantiation.  */
16781   td = template_for_substitution (d);
16782   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
16783
16784   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
16785      template or partial specialization.  */
16786   gcc_assert (d != code_pattern);
16787
16788   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
16789       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
16790     /* In the case of a friend template whose definition is provided
16791        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
16792        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
16793     args = get_innermost_template_args
16794       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
16795   else
16796     args = gen_args;
16797
16798   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
16799     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
16800   else
16801     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
16802
16803   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
16804   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
16805
16806   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
16807      the linkage of D, remember that a definition is available for
16808      this entity.  */
16809   if (pattern_defined
16810       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
16811       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
16812     mark_definable (d);
16813
16814   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
16815
16816   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
16817      and no definition is available, treat it like an implicit
16818      instantiation.  */
16819   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
16820       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
16821     {
16822       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
16823       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
16824       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
16825     }
16826
16827   /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
16828      about ignoring cv qualifiers.  Don't do this for artificial decls,
16829      as it breaks the context-sensitive substitution for lambda op(). */
16830   if (!defer_ok && !DECL_ARTIFICIAL (d))
16831     {
16832       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
16833       tree type = TREE_TYPE (gen);
16834
16835       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
16836          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
16837          right context.  */
16838       push_access_scope (d);
16839
16840       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
16841         {
16842           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
16843           tsubst_exception_specification (type, gen_args, tf_warning_or_error,
16844                                           d);
16845           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
16846              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
16847              The function arguments are the same as the decl_arguments
16848              without the top level cv qualifiers.  */
16849           type = TREE_TYPE (type);
16850         }
16851       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
16852
16853       pop_access_scope (d);
16854     }
16855
16856   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
16857      forbidden from doing so.  */
16858   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
16859          template.  */
16860       ! pattern_defined
16861       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
16862       || defer_ok
16863       /* If this is a static data member that will be defined
16864          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
16865          member, but we do want to instantiate the initializer so that
16866          we can substitute that elsewhere.  */
16867       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
16868     {
16869       /* The definition of the static data member is now required so
16870          we must substitute the initializer.  */
16871       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
16872           && !DECL_INITIAL (d)
16873           && DECL_INITIAL (code_pattern))
16874         {
16875           tree ns;
16876           tree init;
16877
16878           ns = decl_namespace_context (d);
16879           push_nested_namespace (ns);
16880           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
16881           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
16882                               args,
16883                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
16884                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
16885           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/false,
16886                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
16887                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
16888           pop_nested_class ();
16889           pop_nested_namespace (ns);
16890         }
16891
16892       /* We restore the source position here because it's used by
16893          add_pending_template.  */
16894       input_location = saved_loc;
16895
16896       if (at_eof && !pattern_defined
16897           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)
16898           && DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
16899         /* [temp.explicit]
16900
16901            The definition of a non-exported function template, a
16902            non-exported member function template, or a non-exported
16903            member function or static data member of a class template
16904            shall be present in every translation unit in which it is
16905            explicitly instantiated.  */
16906         permerror (input_location,  "explicit instantiation of %qD "
16907                    "but no definition available", d);
16908
16909       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
16910          when marked as "extern template".  */
16911       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
16912         add_pending_template (d);
16913       goto out;
16914     }
16915   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
16916      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
16917   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
16918     {
16919       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
16920          requested instantiation in the PCH it is still possible that
16921          an instantiation will be required in a file that includes the
16922          PCH.  */
16923       if (pch_file)
16924         add_pending_template (d);
16925       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
16926          job, even though we'll not be emitting a copy of this
16927          function.  */
16928       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && possibly_inlined_p (d)))
16929         goto out;
16930     }
16931
16932   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
16933   if (need_push)
16934     push_to_top_level ();
16935
16936   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
16937      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
16938   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
16939
16940   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
16941      by a subsequent redeclaration.  */
16942   regenerate_decl_from_template (d, td);
16943
16944   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
16945      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
16946   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
16947
16948   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
16949     {
16950       tree init;
16951
16952       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
16953          since we've reset the type of the declaration.  */
16954       SET_DECL_RTL (d, NULL);
16955       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
16956
16957       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
16958          regenerate_decl_from_template.  Pull it out so that
16959          cp_finish_decl can process it.  */
16960       init = DECL_INITIAL (d);
16961       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
16962       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
16963
16964       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
16965          initializer.  That function will defer actual emission until
16966          we have a chance to determine linkage.  */
16967       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
16968
16969       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
16970       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
16971       cp_finish_decl (d, init, false, NULL_TREE, 0);
16972       pop_nested_class ();
16973     }
16974   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
16975     {
16976       htab_t saved_local_specializations;
16977       tree subst_decl;
16978       tree tmpl_parm;
16979       tree spec_parm;
16980
16981       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
16982          template from within the body of another.  */
16983       saved_local_specializations = local_specializations;
16984
16985       /* Set up the list of local specializations.  */
16986       local_specializations = htab_create (37,
16987                                            hash_local_specialization,
16988                                            eq_local_specializations,
16989                                            NULL);
16990
16991       /* Set up context.  */
16992       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
16993
16994       /* Create substitution entries for the parameters.  */
16995       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
16996       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
16997       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
16998       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
16999         {
17000           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
17001           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
17002           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
17003         }
17004       while (tmpl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
17005         {
17006           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
17007           tmpl_parm = DECL_CHAIN (tmpl_parm);
17008           spec_parm = DECL_CHAIN (spec_parm);
17009         }
17010       if (tmpl_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
17011         {
17012           /* Register the (value) argument pack as a specialization of
17013              TMPL_PARM, then move on.  */
17014           tree argpack = make_fnparm_pack (spec_parm);
17015           register_local_specialization (argpack, tmpl_parm);
17016           tmpl_parm = DECL_CHAIN (tmpl_parm);
17017           spec_parm = NULL_TREE;
17018         }
17019       gcc_assert (!spec_parm);
17020
17021       /* Substitute into the body of the function.  */
17022       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
17023                    tf_warning_or_error, tmpl,
17024                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
17025
17026       /* Set the current input_location to the end of the function
17027          so that finish_function knows where we are.  */
17028       input_location = DECL_STRUCT_FUNCTION (code_pattern)->function_end_locus;
17029
17030       /* We don't need the local specializations any more.  */
17031       htab_delete (local_specializations);
17032       local_specializations = saved_local_specializations;
17033
17034       /* Finish the function.  */
17035       d = finish_function (0);
17036       expand_or_defer_fn (d);
17037     }
17038
17039   /* We're not deferring instantiation any more.  */
17040   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
17041
17042   if (need_push)
17043     pop_from_top_level ();
17044
17045 out:
17046   input_location = saved_loc;
17047   pop_deferring_access_checks ();
17048   pop_tinst_level ();
17049
17050   timevar_pop (TV_PARSE);
17051
17052   return d;
17053 }
17054
17055 /* Run through the list of templates that we wish we could
17056    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
17057    number of times we retry pending template instantiation.  */
17058
17059 void
17060 instantiate_pending_templates (int retries)
17061 {
17062   int reconsider;
17063   location_t saved_loc = input_location;
17064
17065   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
17066      may require further template instantiations.  We place a limit here
17067      to avoid infinite loop.  */
17068   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
17069     {
17070       tree decl = pending_templates->tinst->decl;
17071
17072       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
17073              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
17074              " (use -ftemplate-depth= to increase the maximum)",
17075              max_tinst_depth, decl);
17076       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
17077         /* Pretend that we defined it.  */
17078         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
17079       return;
17080     }
17081
17082   do
17083     {
17084       struct pending_template **t = &pending_templates;
17085       struct pending_template *last = NULL;
17086       reconsider = 0;
17087       while (*t)
17088         {
17089           tree instantiation = reopen_tinst_level ((*t)->tinst);
17090           bool complete = false;
17091
17092           if (TYPE_P (instantiation))
17093             {
17094               tree fn;
17095
17096               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
17097                 {
17098                   instantiate_class_template (instantiation);
17099                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
17100                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
17101                          fn;
17102                          fn = TREE_CHAIN (fn))
17103                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
17104                         instantiate_decl (fn,
17105                                           /*defer_ok=*/0,
17106                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
17107                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
17108                     reconsider = 1;
17109                 }
17110
17111               complete = COMPLETE_TYPE_P (instantiation);
17112             }
17113           else
17114             {
17115               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
17116                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
17117                 {
17118                   instantiation
17119                     = instantiate_decl (instantiation,
17120                                         /*defer_ok=*/0,
17121                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
17122                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
17123                     reconsider = 1;
17124                 }
17125
17126               complete = (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
17127                           || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation));
17128             }
17129
17130           if (complete)
17131             /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
17132                need to consider it again in the future.  */
17133             *t = (*t)->next;
17134           else
17135             {
17136               last = *t;
17137               t = &(*t)->next;
17138             }
17139           tinst_depth = 0;
17140           current_tinst_level = NULL;
17141         }
17142       last_pending_template = last;
17143     }
17144   while (reconsider);
17145
17146   input_location = saved_loc;
17147 }
17148
17149 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
17150    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
17151    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
17152    instantiate_decl.  */
17153
17154 static tree
17155 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
17156 {
17157   tree inits = NULL_TREE;
17158
17159   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
17160     {
17161       tree decl;
17162       tree init;
17163       tree expanded_bases = NULL_TREE;
17164       tree expanded_arguments = NULL_TREE;
17165       int i, len = 1;
17166
17167       if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (t)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17168         {
17169           tree expr;
17170           tree arg;
17171
17172           /* Expand the base class expansion type into separate base
17173              classes.  */
17174           expanded_bases = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), argvec,
17175                                                  tf_warning_or_error,
17176                                                  NULL_TREE);
17177           if (expanded_bases == error_mark_node)
17178             continue;
17179           
17180           /* We'll be building separate TREE_LISTs of arguments for
17181              each base.  */
17182           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
17183           expanded_arguments = make_tree_vec (len);
17184           for (i = 0; i < len; i++)
17185             TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = NULL_TREE;
17186
17187           /* Build a dummy EXPR_PACK_EXPANSION that will be used to
17188              expand each argument in the TREE_VALUE of t.  */
17189           expr = make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
17190           PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (expr) =
17191             PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (TREE_PURPOSE (t));
17192
17193           if (TREE_VALUE (t) == void_type_node)
17194             /* VOID_TYPE_NODE is used to indicate
17195                value-initialization.  */
17196             {
17197               for (i = 0; i < len; i++)
17198                 TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = void_type_node;
17199             }
17200           else
17201             {
17202               /* Substitute parameter packs into each argument in the
17203                  TREE_LIST.  */
17204               in_base_initializer = 1;
17205               for (arg = TREE_VALUE (t); arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
17206                 {
17207                   tree expanded_exprs;
17208
17209                   /* Expand the argument.  */
17210                   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (expr, TREE_VALUE (arg));
17211                   expanded_exprs 
17212                     = tsubst_pack_expansion (expr, argvec,
17213                                              tf_warning_or_error,
17214                                              NULL_TREE);
17215                   if (expanded_exprs == error_mark_node)
17216                     continue;
17217
17218                   /* Prepend each of the expanded expressions to the
17219                      corresponding TREE_LIST in EXPANDED_ARGUMENTS.  */
17220                   for (i = 0; i < len; i++)
17221                     {
17222                       TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
17223                         tree_cons (NULL_TREE, 
17224                                    TREE_VEC_ELT (expanded_exprs, i),
17225                                    TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
17226                     }
17227                 }
17228               in_base_initializer = 0;
17229
17230               /* Reverse all of the TREE_LISTs in EXPANDED_ARGUMENTS,
17231                  since we built them backwards.  */
17232               for (i = 0; i < len; i++)
17233                 {
17234                   TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
17235                     nreverse (TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
17236                 }
17237             }
17238         }
17239
17240       for (i = 0; i < len; ++i)
17241         {
17242           if (expanded_bases)
17243             {
17244               decl = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, i);
17245               decl = expand_member_init (decl);
17246               init = TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i);
17247             }
17248           else
17249             {
17250               decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, 
17251                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE);
17252
17253               decl = expand_member_init (decl);
17254               if (decl && !DECL_P (decl))
17255                 in_base_initializer = 1;
17256
17257               init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, 
17258                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE,
17259                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
17260               in_base_initializer = 0;
17261             }
17262
17263           if (decl)
17264             {
17265               init = build_tree_list (decl, init);
17266               TREE_CHAIN (init) = inits;
17267               inits = init;
17268             }
17269         }
17270     }
17271   return inits;
17272 }
17273
17274 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
17275
17276 static void
17277 set_current_access_from_decl (tree decl)
17278 {
17279   if (TREE_PRIVATE (decl))
17280     current_access_specifier = access_private_node;
17281   else if (TREE_PROTECTED (decl))
17282     current_access_specifier = access_protected_node;
17283   else
17284     current_access_specifier = access_public_node;
17285 }
17286
17287 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
17288    is the instantiation (which should have been created with
17289    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
17290
17291 static void
17292 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
17293 {
17294   tree e;
17295
17296   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
17297     {
17298       tree value;
17299       tree decl;
17300
17301       decl = TREE_VALUE (e);
17302       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
17303          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
17304       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
17305                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
17306                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
17307
17308       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
17309       set_current_access_from_decl (decl);
17310
17311       /* Actually build the enumerator itself.  */
17312       build_enumerator
17313         (DECL_NAME (decl), value, newtag, DECL_SOURCE_LOCATION (decl));
17314     }
17315
17316   finish_enum (newtag);
17317   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
17318     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
17319 }
17320
17321 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
17322    its type -- but without substituting the innermost set of template
17323    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
17324    the type.  */
17325
17326 tree
17327 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
17328 {
17329   tree fn_type;
17330   tree tmpl;
17331   tree targs;
17332   tree tparms;
17333   int parm_depth;
17334
17335   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
17336   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
17337   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
17338   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
17339
17340   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
17341      of parameters.  */
17342   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
17343
17344   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
17345
17346   if (parm_depth == 1)
17347     /* No substitution is necessary.  */
17348     ;
17349   else
17350     {
17351       int i, save_access_control;
17352       tree partial_args;
17353
17354       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
17355          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
17356       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
17357       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
17358         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
17359                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
17360       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
17361                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
17362                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
17363
17364       /* Disable access control as this function is used only during
17365          name-mangling.  */
17366       save_access_control = flag_access_control;
17367       flag_access_control = 0;
17368
17369       ++processing_template_decl;
17370       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
17371          appropriate function type.  */
17372       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
17373       --processing_template_decl;
17374
17375       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
17376          innermost set of parameters.  This step is important if the
17377          innermost set of template parameters contains value
17378          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
17379       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
17380       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
17381
17382       flag_access_control = save_access_control;
17383     }
17384
17385   return fn_type;
17386 }
17387
17388 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
17389    the last one involved in diagnostics.  */
17390 int
17391 problematic_instantiation_changed (void)
17392 {
17393   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
17394 }
17395
17396 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
17397 void
17398 record_last_problematic_instantiation (void)
17399 {
17400   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
17401 }
17402
17403 struct tinst_level *
17404 current_instantiation (void)
17405 {
17406   return current_tinst_level;
17407 }
17408
17409 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
17410    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
17411    warning messages under control of COMPLAIN.  */
17412
17413 static int
17414 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
17415 {
17416   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
17417     return 0;
17418   else if (POINTER_TYPE_P (type))
17419     return 0;
17420   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
17421     return 0;
17422   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
17423     return 0;
17424   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
17425     return 0;
17426
17427   if (complain & tf_error)
17428     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
17429   return 1;
17430 }
17431
17432 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
17433    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
17434
17435 static bool
17436 dependent_type_p_r (tree type)
17437 {
17438   tree scope;
17439
17440   /* [temp.dep.type]
17441
17442      A type is dependent if it is:
17443
17444      -- a template parameter. Template template parameters are types
17445         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
17446         them here.  */
17447   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
17448       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17449     return true;
17450   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
17451         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
17452         names a dependent type.  */
17453   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
17454     return true;
17455   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
17456         dependent.  */
17457   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
17458   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
17459   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
17460     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
17461             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
17462                                            (type)));
17463   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
17464            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
17465     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
17466   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
17467            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
17468     {
17469       tree arg_type;
17470
17471       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
17472         return true;
17473       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
17474            arg_type;
17475            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
17476         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
17477           return true;
17478       return false;
17479     }
17480   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
17481         size is specified by a constant expression that is
17482         value-dependent.  */
17483   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
17484     {
17485       if (TYPE_DOMAIN (type)
17486           && dependent_type_p (TYPE_DOMAIN (type)))
17487         return true;
17488       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
17489     }
17490   else if (TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
17491            && !TREE_CONSTANT (TYPE_MAX_VALUE (type)))
17492     {
17493       /* If this is the TYPE_DOMAIN of an array type, consider it
17494          dependent.  We already checked for value-dependence in
17495          compute_array_index_type.  */
17496       return type_dependent_expression_p (TYPE_MAX_VALUE (type));
17497     }
17498
17499   /* -- a template-id in which either the template name is a template
17500      parameter ...  */
17501   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17502     return true;
17503   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
17504         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
17505   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
17506            && (any_dependent_template_arguments_p
17507                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
17508     return true;
17509
17510   /* All TYPEOF_TYPEs and DECLTYPE_TYPEs are dependent; if the
17511      argument of the `typeof' expression is not type-dependent, then
17512      it should already been have resolved.  */
17513   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE
17514       || TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE)
17515     return true;
17516
17517   /* A template argument pack is dependent if any of its packed
17518      arguments are.  */
17519   if (TREE_CODE (type) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
17520     {
17521       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (type);
17522       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
17523       for (i = 0; i < len; ++i)
17524         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
17525           return true;
17526     }
17527
17528   /* All TYPE_PACK_EXPANSIONs are dependent, because parameter packs must
17529      be template parameters.  */
17530   if (TREE_CODE (type) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17531     return true;
17532
17533   /* The standard does not specifically mention types that are local
17534      to template functions or local classes, but they should be
17535      considered dependent too.  For example:
17536
17537        template <int I> void f() {
17538          enum E { a = I };
17539          S<sizeof (E)> s;
17540        }
17541
17542      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
17543      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
17544   scope = TYPE_CONTEXT (type);
17545   if (scope && TYPE_P (scope))
17546     return dependent_type_p (scope);
17547   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
17548     return type_dependent_expression_p (scope);
17549
17550   /* Other types are non-dependent.  */
17551   return false;
17552 }
17553
17554 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
17555    [temp.dep.type].  */
17556
17557 bool
17558 dependent_type_p (tree type)
17559 {
17560   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
17561      any dependent types.  */
17562   if (!processing_template_decl)
17563     {
17564       /* If we are not processing a template, then nobody should be
17565          providing us with a dependent type.  */
17566       gcc_assert (type);
17567       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM || is_auto (type));
17568       return false;
17569     }
17570
17571   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
17572      in question; in that case, the type is dependent.  */
17573   if (!type)
17574     return true;
17575
17576   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
17577   if (type == error_mark_node)
17578     return false;
17579
17580   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
17581      do so now.  */
17582   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
17583     {
17584       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
17585       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
17586     }
17587
17588   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
17589 }
17590
17591 /* Returns TRUE if SCOPE is a dependent scope, in which we can't do any
17592    lookup.  In other words, a dependent type that is not the current
17593    instantiation.  */
17594
17595 bool
17596 dependent_scope_p (tree scope)
17597 {
17598   return (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
17599           && !currently_open_class (scope));
17600 }
17601
17602 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
17603    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
17604    expression.  */
17605
17606 bool
17607 value_dependent_expression_p (tree expression)
17608 {
17609   if (!processing_template_decl)
17610     return false;
17611
17612   /* A name declared with a dependent type.  */
17613   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
17614     return true;
17615
17616   switch (TREE_CODE (expression))
17617     {
17618     case IDENTIFIER_NODE:
17619       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
17620       return true;
17621
17622     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
17623       /* A non-type template parm.  */
17624       return true;
17625
17626     case CONST_DECL:
17627       /* A non-type template parm.  */
17628       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
17629         return true;
17630       return value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression));
17631
17632     case VAR_DECL:
17633        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
17634           with an expression that is value-dependent.  */
17635       if (DECL_INITIAL (expression)
17636           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
17637           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
17638         return true;
17639       return false;
17640
17641     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
17642     case STATIC_CAST_EXPR:
17643     case CONST_CAST_EXPR:
17644     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
17645     case CAST_EXPR:
17646       /* These expressions are value-dependent if the type to which
17647          the cast occurs is dependent or the expression being casted
17648          is value-dependent.  */
17649       {
17650         tree type = TREE_TYPE (expression);
17651
17652         if (dependent_type_p (type))
17653           return true;
17654
17655         /* A functional cast has a list of operands.  */
17656         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17657         if (!expression)
17658           {
17659             /* If there are no operands, it must be an expression such
17660                as "int()". This should not happen for aggregate types
17661                because it would form non-constant expressions.  */
17662             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
17663
17664             return false;
17665           }
17666
17667         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
17668           return any_value_dependent_elements_p (expression);
17669
17670         return value_dependent_expression_p (expression);
17671       }
17672
17673     case SIZEOF_EXPR:
17674     case ALIGNOF_EXPR:
17675       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
17676          type-dependent or is a pack expansion.  */
17677       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17678       if (PACK_EXPANSION_P (expression))
17679         return true;
17680       else if (TYPE_P (expression))
17681         return dependent_type_p (expression);
17682       return type_dependent_expression_p (expression);
17683
17684     case NOEXCEPT_EXPR:
17685       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17686       /* FIXME why check value-dependency?  */
17687       return (type_dependent_expression_p (expression)
17688               || value_dependent_expression_p (expression));
17689
17690     case SCOPE_REF:
17691       {
17692         tree name = TREE_OPERAND (expression, 1);
17693         return value_dependent_expression_p (name);
17694       }
17695
17696     case COMPONENT_REF:
17697       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
17698               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
17699
17700     case CALL_EXPR:
17701       /* A CALL_EXPR may appear in a constant expression if it is a
17702          call to a builtin function, e.g., __builtin_constant_p.  All
17703          such calls are value-dependent.  */
17704       return true;
17705
17706     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
17707       /* A NONTYPE_ARGUMENT_PACK is value-dependent if any packed argument
17708          is value-dependent.  */
17709       {
17710         tree values = ARGUMENT_PACK_ARGS (expression);
17711         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (values);
17712         
17713         for (i = 0; i < len; ++i)
17714           if (value_dependent_expression_p (TREE_VEC_ELT (values, i)))
17715             return true;
17716         
17717         return false;
17718       }
17719
17720     case TRAIT_EXPR:
17721       {
17722         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (expression);
17723         return (dependent_type_p (TRAIT_EXPR_TYPE1 (expression))
17724                 || (type2 ? dependent_type_p (type2) : false));
17725       }
17726
17727     case MODOP_EXPR:
17728       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17729               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
17730
17731     case ADDR_EXPR:
17732       {
17733         tree op = TREE_OPERAND (expression, 0);
17734         return (value_dependent_expression_p (op)
17735                 || has_value_dependent_address (op));
17736       }
17737
17738     default:
17739       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
17740          value-dependent.  */
17741       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
17742         {
17743         case tcc_reference:
17744         case tcc_unary:
17745           return (value_dependent_expression_p
17746                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
17747
17748         case tcc_comparison:
17749         case tcc_binary:
17750           return ((value_dependent_expression_p
17751                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17752                   || (value_dependent_expression_p
17753                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
17754
17755         case tcc_expression:
17756         case tcc_vl_exp:
17757           {
17758             int i;
17759             for (i = 0; i < TREE_OPERAND_LENGTH (expression); ++i)
17760               /* In some cases, some of the operands may be missing.
17761                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
17762                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
17763                  make the expression dependent.  */
17764               if (TREE_OPERAND (expression, i)
17765                   && (value_dependent_expression_p
17766                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
17767                 return true;
17768             return false;
17769           }
17770
17771         default:
17772           break;
17773         }
17774     }
17775
17776   /* The expression is not value-dependent.  */
17777   return false;
17778 }
17779
17780 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
17781    [temp.dep.expr].  */
17782
17783 bool
17784 type_dependent_expression_p (tree expression)
17785 {
17786   if (!processing_template_decl)
17787     return false;
17788
17789   if (expression == error_mark_node)
17790     return false;
17791
17792   /* An unresolved name is always dependent.  */
17793   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
17794       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
17795     return true;
17796
17797   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
17798   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
17799       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
17800       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
17801       || TREE_CODE (expression) == NOEXCEPT_EXPR
17802       || TREE_CODE (expression) == TRAIT_EXPR
17803       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
17804       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
17805       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
17806       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
17807     return false;
17808
17809   /* The types of these expressions depends only on the type to which
17810      the cast occurs.  */
17811   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
17812       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
17813       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
17814       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
17815       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
17816     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
17817
17818   /* The types of these expressions depends only on the type created
17819      by the expression.  */
17820   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
17821       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
17822     {
17823       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
17824          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
17825          operand 1.  */
17826       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
17827       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
17828         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
17829            as well.  */
17830         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
17831                || value_dependent_expression_p
17832                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
17833       else
17834         return dependent_type_p (type);
17835     }
17836
17837   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
17838     {
17839       tree scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
17840       tree name = TREE_OPERAND (expression, 1);
17841
17842       /* 14.6.2.2 [temp.dep.expr]: An id-expression is type-dependent if it
17843          contains an identifier associated by name lookup with one or more
17844          declarations declared with a dependent type, or...a
17845          nested-name-specifier or qualified-id that names a member of an
17846          unknown specialization.  */
17847       return (type_dependent_expression_p (name)
17848               || dependent_scope_p (scope));
17849     }
17850
17851   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
17852       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
17853       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
17854       && (any_dependent_template_arguments_p
17855           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
17856     return true;
17857
17858   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
17859       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
17860     return false;
17861
17862   if (TREE_CODE (expression) == STMT_EXPR)
17863     expression = stmt_expr_value_expr (expression);
17864
17865   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expression))
17866     {
17867       tree elt;
17868       unsigned i;
17869
17870       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), i, elt)
17871         {
17872           if (type_dependent_expression_p (elt))
17873             return true;
17874         }
17875       return false;
17876     }
17877
17878   /* A static data member of the current instantiation with incomplete
17879      array type is type-dependent, as the definition and specializations
17880      can have different bounds.  */
17881   if (TREE_CODE (expression) == VAR_DECL
17882       && DECL_CLASS_SCOPE_P (expression)
17883       && dependent_type_p (DECL_CONTEXT (expression))
17884       && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (expression))
17885     return true;
17886
17887   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
17888     {
17889       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
17890         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
17891       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
17892           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
17893         {
17894           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
17895             return true;
17896           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
17897           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
17898             return false;
17899         }
17900       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
17901       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
17902         return false;
17903
17904       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
17905         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
17906
17907       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
17908         {
17909           if (any_dependent_template_arguments_p
17910               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
17911             return true;
17912           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
17913         }
17914       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
17915                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
17916
17917       while (expression)
17918         {
17919           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
17920             return true;
17921           expression = OVL_NEXT (expression);
17922         }
17923       return false;
17924     }
17925
17926   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
17927
17928   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
17929 }
17930
17931 /* Like type_dependent_expression_p, but it also works while not processing
17932    a template definition, i.e. during substitution or mangling.  */
17933
17934 bool
17935 type_dependent_expression_p_push (tree expr)
17936 {
17937   bool b;
17938   ++processing_template_decl;
17939   b = type_dependent_expression_p (expr);
17940   --processing_template_decl;
17941   return b;
17942 }
17943
17944 /* Returns TRUE if ARGS contains a type-dependent expression.  */
17945
17946 bool
17947 any_type_dependent_arguments_p (const VEC(tree,gc) *args)
17948 {
17949   unsigned int i;
17950   tree arg;
17951
17952   FOR_EACH_VEC_ELT (tree, args, i, arg)
17953     {
17954       if (type_dependent_expression_p (arg))
17955         return true;
17956     }
17957   return false;
17958 }
17959
17960 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
17961    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
17962
17963 bool
17964 any_value_dependent_elements_p (const_tree list)
17965 {
17966   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
17967     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
17968       return true;
17969
17970   return false;
17971 }
17972
17973 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
17974
17975 bool
17976 dependent_template_arg_p (tree arg)
17977 {
17978   if (!processing_template_decl)
17979     return false;
17980
17981   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
17982       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
17983     return dependent_template_p (arg);
17984   else if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
17985     {
17986       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
17987       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
17988       for (i = 0; i < len; ++i)
17989         {
17990           if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
17991             return true;
17992         }
17993
17994       return false;
17995     }
17996   else if (TYPE_P (arg))
17997     return dependent_type_p (arg);
17998   else
17999     return (type_dependent_expression_p (arg)
18000             || value_dependent_expression_p (arg));
18001 }
18002
18003 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
18004    any types that require structural equality testing.  */
18005
18006 bool
18007 any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree args)
18008 {
18009   int i;
18010   int j;
18011
18012   if (!args)
18013     return false;
18014   if (args == error_mark_node)
18015     return true;
18016
18017   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
18018     {
18019       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
18020       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
18021         {
18022           tree arg = TREE_VEC_ELT (level, j);
18023           tree packed_args = NULL_TREE;
18024           int k, len = 1;
18025
18026           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
18027             {
18028               /* Look inside the argument pack.  */
18029               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
18030               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
18031             }
18032
18033           for (k = 0; k < len; ++k)
18034             {
18035               if (packed_args)
18036                 arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, k);
18037
18038               if (error_operand_p (arg))
18039                 return true;
18040               else if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
18041                        || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
18042                 continue;
18043               else if (TYPE_P (arg) && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (arg))
18044                 return true;
18045               else if (!TYPE_P (arg) && TREE_TYPE (arg)
18046                        && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (TREE_TYPE (arg)))
18047                 return true;
18048             }
18049         }
18050     }
18051
18052   return false;
18053 }
18054
18055 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
18056    any dependent arguments.  */
18057
18058 bool
18059 any_dependent_template_arguments_p (const_tree args)
18060 {
18061   int i;
18062   int j;
18063
18064   if (!args)
18065     return false;
18066   if (args == error_mark_node)
18067     return true;
18068
18069   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
18070     {
18071       const_tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
18072       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
18073         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
18074           return true;
18075     }
18076
18077   return false;
18078 }
18079
18080 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
18081
18082 bool
18083 dependent_template_p (tree tmpl)
18084 {
18085   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
18086     {
18087       while (tmpl)
18088         {
18089           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
18090             return true;
18091           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
18092         }
18093       return false;
18094     }
18095
18096   /* Template template parameters are dependent.  */
18097   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
18098       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
18099     return true;
18100   /* So are names that have not been looked up.  */
18101   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
18102       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
18103     return true;
18104   /* So are member templates of dependent classes.  */
18105   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
18106     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
18107   return false;
18108 }
18109
18110 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
18111
18112 bool
18113 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
18114 {
18115   return (dependent_template_p (tmpl)
18116           || any_dependent_template_arguments_p (args));
18117 }
18118
18119 /* Returns TRUE if OMP_FOR with DECLV, INITV, CONDV and INCRV vectors
18120    is dependent.  */
18121
18122 bool
18123 dependent_omp_for_p (tree declv, tree initv, tree condv, tree incrv)
18124 {
18125   int i;
18126
18127   if (!processing_template_decl)
18128     return false;
18129
18130   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (declv); i++)
18131     {
18132       tree decl = TREE_VEC_ELT (declv, i);
18133       tree init = TREE_VEC_ELT (initv, i);
18134       tree cond = TREE_VEC_ELT (condv, i);
18135       tree incr = TREE_VEC_ELT (incrv, i);
18136
18137       if (type_dependent_expression_p (decl))
18138         return true;
18139
18140       if (init && type_dependent_expression_p (init))
18141         return true;
18142
18143       if (type_dependent_expression_p (cond))
18144         return true;
18145
18146       if (COMPARISON_CLASS_P (cond)
18147           && (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 0))
18148               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 1))))
18149         return true;
18150
18151       if (TREE_CODE (incr) == MODOP_EXPR)
18152         {
18153           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0))
18154               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 2)))
18155             return true;
18156         }
18157       else if (type_dependent_expression_p (incr))
18158         return true;
18159       else if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
18160         {
18161           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0)))
18162             return true;
18163           else if (BINARY_CLASS_P (TREE_OPERAND (incr, 1)))
18164             {
18165               tree t = TREE_OPERAND (incr, 1);
18166               if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 0))
18167                   || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 1)))
18168                 return true;
18169             }
18170         }
18171     }
18172
18173   return false;
18174 }
18175
18176 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
18177    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns the original TYPENAME_TYPE if
18178    no such TYPE can be found.  Note that this function peers inside
18179    uninstantiated templates and therefore should be used only in
18180    extremely limited situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this
18181    peering to the currently open classes hierarchy (which is required
18182    when comparing types).  */
18183
18184 tree
18185 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
18186 {
18187   tree scope;
18188   tree name;
18189   tree decl;
18190   int quals;
18191   tree pushed_scope;
18192   tree result;
18193
18194   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
18195
18196   scope = TYPE_CONTEXT (type);
18197   /* Usually the non-qualified identifier of a TYPENAME_TYPE is
18198      TYPE_IDENTIFIER (type). But when 'type' is a typedef variant of
18199      a TYPENAME_TYPE node, then TYPE_NAME (type) is set to the TYPE_DECL representing
18200      the typedef. In that case TYPE_IDENTIFIER (type) is not the non-qualified
18201      identifier  of the TYPENAME_TYPE anymore.
18202      So by getting the TYPE_IDENTIFIER of the _main declaration_ of the
18203      TYPENAME_TYPE instead, we avoid messing up with a possible
18204      typedef variant case.  */
18205   name = TYPE_IDENTIFIER (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
18206
18207   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
18208      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
18209   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
18210     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
18211   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
18212      TYPENAME_TYPE.  */
18213   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
18214     return type;
18215   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
18216      resolving the name.  */
18217   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
18218     return type;
18219   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
18220      to look inside it.  */
18221   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
18222     return type;
18223   /* If this is a typedef, we don't want to look inside (c++/11987).  */
18224   if (typedef_variant_p (type))
18225     return type;
18226   /* If SCOPE isn't the template itself, it will not have a valid
18227      TYPE_FIELDS list.  */
18228   if (same_type_p (scope, CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope)))
18229     /* scope is either the template itself or a compatible instantiation
18230        like X<T>, so look up the name in the original template.  */
18231     scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
18232   else
18233     /* scope is a partial instantiation, so we can't do the lookup or we
18234        will lose the template arguments.  */
18235     return type;
18236   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
18237      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
18238      longer be considered a dependent type.  */
18239   pushed_scope = push_scope (scope);
18240   /* Look up the declaration.  */
18241   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
18242
18243   result = NULL_TREE;
18244   
18245   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
18246      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
18247   if (!decl)
18248     /*nop*/;
18249   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
18250            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
18251     {
18252       result = TREE_TYPE (decl);
18253       if (result == error_mark_node)
18254         result = NULL_TREE;
18255     }
18256   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
18257            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
18258     {
18259       tree tmpl;
18260       tree args;
18261       /* Obtain the template and the arguments.  */
18262       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
18263       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
18264       /* Instantiate the template.  */
18265       result = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
18266                                       /*entering_scope=*/0,
18267                                       tf_error | tf_user);
18268       if (result == error_mark_node)
18269         result = NULL_TREE;
18270     }
18271   
18272   /* Leave the SCOPE.  */
18273   if (pushed_scope)
18274     pop_scope (pushed_scope);
18275
18276   /* If we failed to resolve it, return the original typename.  */
18277   if (!result)
18278     return type;
18279   
18280   /* If lookup found a typename type, resolve that too.  */
18281   if (TREE_CODE (result) == TYPENAME_TYPE && !TYPENAME_IS_RESOLVING_P (result))
18282     {
18283       /* Ill-formed programs can cause infinite recursion here, so we
18284          must catch that.  */
18285       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 1;
18286       result = resolve_typename_type (result, only_current_p);
18287       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 0;
18288     }
18289   
18290   /* Qualify the resulting type.  */
18291   quals = cp_type_quals (type);
18292   if (quals)
18293     result = cp_build_qualified_type (result, cp_type_quals (result) | quals);
18294
18295   return result;
18296 }
18297
18298 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
18299    for EXPR that can be used to compute the types of larger
18300    expressions containing EXPR.  */
18301
18302 tree
18303 build_non_dependent_expr (tree expr)
18304 {
18305   tree inner_expr;
18306
18307   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
18308      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
18309   if (null_ptr_cst_p (expr))
18310     return expr;
18311   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
18312      types.  */
18313   inner_expr = expr;
18314   if (TREE_CODE (inner_expr) == STMT_EXPR)
18315     inner_expr = stmt_expr_value_expr (inner_expr);
18316   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
18317     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
18318   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
18319     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
18320   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
18321       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
18322     return expr;
18323   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
18324   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
18325     return expr;
18326   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
18327      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
18328      cannot be used to initialize a "char *".  */
18329   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
18330     return expr;
18331   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
18332      reason to create a new node.  */
18333   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
18334     return expr;
18335   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
18336      There is at least one place where we want to know that a
18337      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
18338      expression, there are special rules if the second or third
18339      argument is a throw-expression.  */
18340   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
18341     return expr;
18342
18343   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
18344     return build3 (COND_EXPR,
18345                    TREE_TYPE (expr),
18346                    TREE_OPERAND (expr, 0),
18347                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
18348                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
18349                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
18350                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
18351   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
18352       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
18353     return build2 (COMPOUND_EXPR,
18354                    TREE_TYPE (expr),
18355                    TREE_OPERAND (expr, 0),
18356                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
18357
18358   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
18359   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
18360
18361   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
18362
18363      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
18364      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
18365      example:
18366
18367        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
18368
18369      In the body of "f", the expression for "g" will have
18370      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
18371      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
18372      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
18373      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
18374      stripped here.  */
18375   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
18376 }
18377
18378 /* ARGS is a vector of expressions as arguments to a function call.
18379    Replace the arguments with equivalent non-dependent expressions.
18380    This modifies ARGS in place.  */
18381
18382 void
18383 make_args_non_dependent (VEC(tree,gc) *args)
18384 {
18385   unsigned int ix;
18386   tree arg;
18387
18388   FOR_EACH_VEC_ELT (tree, args, ix, arg)
18389     {
18390       tree newarg = build_non_dependent_expr (arg);
18391       if (newarg != arg)
18392         VEC_replace (tree, args, ix, newarg);
18393     }
18394 }
18395
18396 /* Returns a type which represents 'auto'.  We use a TEMPLATE_TYPE_PARM
18397    with a level one deeper than the actual template parms.  */
18398
18399 tree
18400 make_auto (void)
18401 {
18402   tree au = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
18403   TYPE_NAME (au) = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
18404                                TYPE_DECL, get_identifier ("auto"), au);
18405   TYPE_STUB_DECL (au) = TYPE_NAME (au);
18406   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (au) = build_template_parm_index
18407     (0, processing_template_decl + 1, processing_template_decl + 1,
18408      TYPE_NAME (au), NULL_TREE);
18409   TYPE_CANONICAL (au) = canonical_type_parameter (au);
18410   DECL_ARTIFICIAL (TYPE_NAME (au)) = 1;
18411   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (TYPE_NAME (au));
18412
18413   return au;
18414 }
18415
18416 /* Given type ARG, return std::initializer_list<ARG>.  */
18417
18418 static tree
18419 listify (tree arg)
18420 {
18421   tree std_init_list = namespace_binding
18422     (get_identifier ("initializer_list"), std_node);
18423   tree argvec;
18424   if (!std_init_list || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (std_init_list))
18425     {    
18426       error ("deducing from brace-enclosed initializer list requires "
18427              "#include <initializer_list>");
18428       return error_mark_node;
18429     }
18430   argvec = make_tree_vec (1);
18431   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = arg;
18432   return lookup_template_class (std_init_list, argvec, NULL_TREE,
18433                                 NULL_TREE, 0, tf_warning_or_error);
18434 }
18435
18436 /* Replace auto in TYPE with std::initializer_list<auto>.  */
18437
18438 static tree
18439 listify_autos (tree type, tree auto_node)
18440 {
18441   tree init_auto = listify (auto_node);
18442   tree argvec = make_tree_vec (1);
18443   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = init_auto;
18444   if (processing_template_decl)
18445     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
18446   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18447 }
18448
18449 /* walk_tree helper for do_auto_deduction.  */
18450
18451 static tree
18452 contains_auto_r (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED,
18453                  void *type)
18454 {
18455   /* Is this a variable with the type we're looking for?  */
18456   if (DECL_P (*tp)
18457       && TREE_TYPE (*tp) == type)
18458     return *tp;
18459   else
18460     return NULL_TREE;
18461 }
18462
18463 /* Replace occurrences of 'auto' in TYPE with the appropriate type deduced
18464    from INIT.  AUTO_NODE is the TEMPLATE_TYPE_PARM used for 'auto' in TYPE.  */
18465
18466 tree
18467 do_auto_deduction (tree type, tree init, tree auto_node)
18468 {
18469   tree parms, tparms, targs;
18470   tree args[1];
18471   tree decl;
18472   int val;
18473
18474   /* The name of the object being declared shall not appear in the
18475      initializer expression.  */
18476   decl = cp_walk_tree_without_duplicates (&init, contains_auto_r, type);
18477   if (decl)
18478     {
18479       error ("variable %q#D with %<auto%> type used in its own "
18480              "initializer", decl);
18481       return error_mark_node;
18482     }
18483
18484   /* [dcl.spec.auto]: Obtain P from T by replacing the occurrences of auto
18485      with either a new invented type template parameter U or, if the
18486      initializer is a braced-init-list (8.5.4), with
18487      std::initializer_list<U>.  */
18488   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init))
18489     type = listify_autos (type, auto_node);
18490
18491   parms = build_tree_list (NULL_TREE, type);
18492   args[0] = init;
18493   tparms = make_tree_vec (1);
18494   targs = make_tree_vec (1);
18495   TREE_VEC_ELT (tparms, 0)
18496     = build_tree_list (NULL_TREE, TYPE_NAME (auto_node));
18497   val = type_unification_real (tparms, targs, parms, args, 1, 0,
18498                                DEDUCE_CALL, LOOKUP_NORMAL);
18499   if (val > 0)
18500     {
18501       error ("unable to deduce %qT from %qE", type, init);
18502       return error_mark_node;
18503     }
18504
18505   /* If the list of declarators contains more than one declarator, the type
18506      of each declared variable is determined as described above. If the
18507      type deduced for the template parameter U is not the same in each
18508      deduction, the program is ill-formed.  */
18509   if (TREE_TYPE (auto_node)
18510       && !same_type_p (TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0)))
18511     {
18512       error ("inconsistent deduction for %qT: %qT and then %qT",
18513              auto_node, TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0));
18514       return error_mark_node;
18515     }
18516   TREE_TYPE (auto_node) = TREE_VEC_ELT (targs, 0);
18517
18518   if (processing_template_decl)
18519     targs = add_to_template_args (current_template_args (), targs);
18520   return tsubst (type, targs, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18521 }
18522
18523 /* Substitutes LATE_RETURN_TYPE for 'auto' in TYPE and returns the
18524    result.  */
18525
18526 tree
18527 splice_late_return_type (tree type, tree late_return_type)
18528 {
18529   tree argvec;
18530
18531   if (late_return_type == NULL_TREE)
18532     return type;
18533   argvec = make_tree_vec (1);
18534   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = late_return_type;
18535   if (processing_template_decl)
18536     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
18537   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18538 }
18539
18540 /* Returns true iff TYPE is a TEMPLATE_TYPE_PARM representing 'auto'.  */
18541
18542 bool
18543 is_auto (const_tree type)
18544 {
18545   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
18546       && TYPE_IDENTIFIER (type) == get_identifier ("auto"))
18547     return true;
18548   else
18549     return false;
18550 }
18551
18552 /* Returns true iff TYPE contains a use of 'auto'.  Since auto can only
18553    appear as a type-specifier for the declaration in question, we don't
18554    have to look through the whole type.  */
18555
18556 tree
18557 type_uses_auto (tree type)
18558 {
18559   enum tree_code code;
18560   if (is_auto (type))
18561     return type;
18562
18563   code = TREE_CODE (type);
18564
18565   if (code == POINTER_TYPE || code == REFERENCE_TYPE
18566       || code == OFFSET_TYPE || code == FUNCTION_TYPE
18567       || code == METHOD_TYPE || code == ARRAY_TYPE)
18568     return type_uses_auto (TREE_TYPE (type));
18569
18570   if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
18571     return type_uses_auto (TREE_TYPE (TREE_TYPE
18572                                    (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (type))));
18573
18574   return NULL_TREE;
18575 }
18576
18577 /* For a given template T, return the vector of typedefs referenced
18578    in T for which access check is needed at T instantiation time.
18579    T is either  a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
18580    Those typedefs were added to T by the function
18581    append_type_to_template_for_access_check.  */
18582
18583 VEC(qualified_typedef_usage_t,gc)*
18584 get_types_needing_access_check (tree t)
18585 {
18586   tree ti;
18587   VEC(qualified_typedef_usage_t,gc) *result = NULL;
18588
18589   if (!t || t == error_mark_node)
18590     return NULL;
18591
18592   if (!(ti = get_template_info (t)))
18593     return NULL;
18594
18595   if (CLASS_TYPE_P (t)
18596       || TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
18597     {
18598       if (!TI_TEMPLATE (ti))
18599         return NULL;
18600
18601       result = TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti);
18602     }
18603
18604   return result;
18605 }
18606
18607 /* Append the typedef TYPE_DECL used in template T to a list of typedefs
18608    tied to T. That list of typedefs will be access checked at
18609    T instantiation time.
18610    T is either a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
18611    TYPE_DECL is a TYPE_DECL node representing a typedef.
18612    SCOPE is the scope through which TYPE_DECL is accessed.
18613    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
18614
18615    This function is a subroutine of
18616    append_type_to_template_for_access_check.  */
18617
18618 static void
18619 append_type_to_template_for_access_check_1 (tree t,
18620                                             tree type_decl,
18621                                             tree scope,
18622                                             location_t location)
18623 {
18624   qualified_typedef_usage_t typedef_usage;
18625   tree ti;
18626
18627   if (!t || t == error_mark_node)
18628     return;
18629
18630   gcc_assert ((TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
18631                || CLASS_TYPE_P (t))
18632               && type_decl
18633               && TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL
18634               && scope);
18635
18636   if (!(ti = get_template_info (t)))
18637     return;
18638
18639   gcc_assert (TI_TEMPLATE (ti));
18640
18641   typedef_usage.typedef_decl = type_decl;
18642   typedef_usage.context = scope;
18643   typedef_usage.locus = location;
18644
18645   VEC_safe_push (qualified_typedef_usage_t, gc,
18646                  TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti),
18647                  &typedef_usage);
18648 }
18649
18650 /* Append TYPE_DECL to the template TEMPL.
18651    TEMPL is either a class type, a FUNCTION_DECL or a a TEMPLATE_DECL.
18652    At TEMPL instanciation time, TYPE_DECL will be checked to see
18653    if it can be accessed through SCOPE.
18654    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
18655
18656    e.g. consider the following code snippet:
18657
18658      class C
18659      {
18660        typedef int myint;
18661      };
18662
18663      template<class U> struct S
18664      {
18665        C::myint mi; // <-- usage point of the typedef C::myint
18666      };
18667
18668      S<char> s;
18669
18670    At S<char> instantiation time, we need to check the access of C::myint
18671    In other words, we need to check the access of the myint typedef through
18672    the C scope. For that purpose, this function will add the myint typedef
18673    and the scope C through which its being accessed to a list of typedefs
18674    tied to the template S. That list will be walked at template instantiation
18675    time and access check performed on each typedefs it contains.
18676    Note that this particular code snippet should yield an error because
18677    myint is private to C.  */
18678
18679 void
18680 append_type_to_template_for_access_check (tree templ,
18681                                           tree type_decl,
18682                                           tree scope,
18683                                           location_t location)
18684 {
18685   qualified_typedef_usage_t *iter;
18686   int i;
18687
18688   gcc_assert (type_decl && (TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL));
18689
18690   /* Make sure we don't append the type to the template twice.  */
18691   FOR_EACH_VEC_ELT (qualified_typedef_usage_t,
18692                     get_types_needing_access_check (templ),
18693                     i, iter)
18694     if (iter->typedef_decl == type_decl && scope == iter->context)
18695       return;
18696
18697   append_type_to_template_for_access_check_1 (templ, type_decl,
18698                                               scope, location);
18699 }
18700
18701 /* Set up the hash tables for template instantiations.  */
18702
18703 void
18704 init_template_processing (void)
18705 {
18706   decl_specializations = htab_create_ggc (37,
18707                                           hash_specialization,
18708                                           eq_specializations,
18709                                           ggc_free);
18710   type_specializations = htab_create_ggc (37,
18711                                           hash_specialization,
18712                                           eq_specializations,
18713                                           ggc_free);
18714 }
18715
18716 /* Print stats about the template hash tables for -fstats.  */
18717
18718 void
18719 print_template_statistics (void)
18720 {
18721   fprintf (stderr, "decl_specializations: size %ld, %ld elements, "
18722            "%f collisions\n", (long) htab_size (decl_specializations),
18723            (long) htab_elements (decl_specializations),
18724            htab_collisions (decl_specializations));
18725   fprintf (stderr, "type_specializations: size %ld, %ld elements, "
18726            "%f collisions\n", (long) htab_size (type_specializations),
18727            (long) htab_elements (type_specializations),
18728            htab_collisions (type_specializations));
18729 }
18730
18731 #include "gt-cp-pt.h"