Merge branch 'vendor/GCC47'
[dragonfly.git] / contrib / gcc-4.7 / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012
4    Free Software Foundation, Inc.
5    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
6    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
7
8 This file is part of GCC.
9
10 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
11 it under the terms of the GNU General Public License as published by
12 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
13 any later version.
14
15 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
16 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18 GNU General Public License for more details.
19
20 You should have received a copy of the GNU General Public License
21 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
22 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "tree.h"
34 #include "intl.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "cp-tree.h"
38 #include "c-family/c-common.h"
39 #include "c-family/c-objc.h"
40 #include "cp-objcp-common.h"
41 #include "tree-inline.h"
42 #include "decl.h"
43 #include "output.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "timevar.h"
46 #include "tree-iterator.h"
47 #include "vecprim.h"
48
49 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
50    returning an int.  */
51 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
52
53 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
54    instantiations have been deferred, either because their definitions
55    were not yet available, or because we were putting off doing the work.  */
56 struct GTY ((chain_next ("%h.next"))) pending_template {
57   struct pending_template *next;
58   struct tinst_level *tinst;
59 };
60
61 static GTY(()) struct pending_template *pending_templates;
62 static GTY(()) struct pending_template *last_pending_template;
63
64 int processing_template_parmlist;
65 static int template_header_count;
66
67 static GTY(()) tree saved_trees;
68 static VEC(int,heap) *inline_parm_levels;
69
70 static GTY(()) struct tinst_level *current_tinst_level;
71
72 static GTY(()) tree saved_access_scope;
73
74 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
75    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
76    to the EXPR_STMT that is its result.  */
77 static tree cur_stmt_expr;
78
79 /* A map from local variable declarations in the body of the template
80    presently being instantiated to the corresponding instantiated
81    local variables.  */
82 static htab_t local_specializations;
83
84 typedef struct GTY(()) spec_entry
85 {
86   tree tmpl;
87   tree args;
88   tree spec;
89 } spec_entry;
90
91 static GTY ((param_is (spec_entry)))
92   htab_t decl_specializations;
93
94 static GTY ((param_is (spec_entry)))
95   htab_t type_specializations;
96
97 /* Contains canonical template parameter types. The vector is indexed by
98    the TEMPLATE_TYPE_IDX of the template parameter. Each element is a
99    TREE_LIST, whose TREE_VALUEs contain the canonical template
100    parameters of various types and levels.  */
101 static GTY(()) VEC(tree,gc) *canonical_template_parms;
102
103 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
104 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
105 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
106 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
107 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
108 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
109 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
110 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
111
112 enum template_base_result {
113   tbr_incomplete_type,
114   tbr_ambiguous_baseclass,
115   tbr_success
116 };
117
118 static void push_access_scope (tree);
119 static void pop_access_scope (tree);
120 static void push_deduction_access_scope (tree);
121 static void pop_deduction_access_scope (tree);
122 static bool resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
123                                             unification_kind_t, int,
124                                             bool);
125 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
126                              unification_kind_t, int, bool, bool);
127 static int unify (tree, tree, tree, tree, int, bool);
128 static void add_pending_template (tree);
129 static tree reopen_tinst_level (struct tinst_level *);
130 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
131 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
132 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t,
133                                    bool, bool);
134 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
135 static tree add_to_template_args (tree, tree);
136 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
137 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
138 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*,
139                                              tree);
140 static int type_unification_real (tree, tree, tree, const tree *,
141                                   unsigned int, int, unification_kind_t, int,
142                                   bool);
143 static void note_template_header (int);
144 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
145 static tree convert_nontype_argument (tree, tree, tsubst_flags_t);
146 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
147                                        tsubst_flags_t, int, tree);
148 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
149                                    struct pointer_set_t*, bool);
150 static tree expand_template_argument_pack (tree);
151 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
152 static bool inline_needs_template_parms (tree);
153 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
154 static tree retrieve_local_specialization (tree);
155 static void register_local_specialization (tree, tree);
156 static hashval_t hash_specialization (const void *p);
157 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int, tree, tsubst_flags_t);
158 static int mark_template_parm (tree, void *);
159 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
160 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
161 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
162 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
163 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
164 static int template_decl_level (tree);
165 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
166 static void template_parm_level_and_index (tree, int*, int*);
167 static int unify_pack_expansion (tree, tree, tree,
168                                  tree, unification_kind_t, bool, bool);
169 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
170 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
171 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
172 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
173 static tree most_specialized_class (tree, tree, tsubst_flags_t);
174 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
175 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
176 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
177 static bool check_specialization_scope (void);
178 static tree process_partial_specialization (tree);
179 static void set_current_access_from_decl (tree);
180 static enum template_base_result get_template_base (tree, tree, tree, tree,
181                                                     bool , tree *);
182 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree, bool);
183 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
184                                            tree, tree);
185 static bool template_template_parm_bindings_ok_p (tree, tree);
186 static int template_args_equal (tree, tree);
187 static void tsubst_default_arguments (tree);
188 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
189 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
190 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
191 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
192 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
193 static bool dependent_template_arg_p (tree);
194 static bool any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree);
195 static bool dependent_type_p_r (tree);
196 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, bool);
197 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
198 static tree tsubst_pack_expansion (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
199 static tree tsubst_decl (tree, tree, tsubst_flags_t);
200 static void perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs);
201 static void append_type_to_template_for_access_check_1 (tree, tree, tree,
202                                                         location_t);
203 static tree listify (tree);
204 static tree listify_autos (tree, tree);
205 static tree template_parm_to_arg (tree t);
206 static bool arg_from_parm_pack_p (tree, tree);
207 static tree current_template_args (void);
208 static tree tsubst_template_parm (tree, tree, tsubst_flags_t);
209
210 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
211    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
212    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
213    instantiate_decl).  */
214
215 static void
216 push_access_scope (tree t)
217 {
218   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
219               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
220
221   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
222     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
223   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
224     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
225   else
226     push_to_top_level ();
227
228   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
229     {
230       saved_access_scope = tree_cons
231         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
232       current_function_decl = t;
233     }
234 }
235
236 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
237    are processing.  */
238
239 static void
240 pop_access_scope (tree t)
241 {
242   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
243     {
244       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
245       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
246     }
247
248   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
249     pop_nested_class ();
250   else
251     pop_from_top_level ();
252 }
253
254 /* Do any processing required when DECL (a member template
255    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
256    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
257    itself is returned.  */
258
259 tree
260 finish_member_template_decl (tree decl)
261 {
262   if (decl == error_mark_node)
263     return error_mark_node;
264
265   gcc_assert (DECL_P (decl));
266
267   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
268     {
269       tree type;
270
271       type = TREE_TYPE (decl);
272       if (type == error_mark_node)
273         return error_mark_node;
274       if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (type)
275           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
276           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
277         {
278           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
279           check_member_template (tmpl);
280           return tmpl;
281         }
282       return NULL_TREE;
283     }
284   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
285     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
286   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
287     {
288       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
289         {
290           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
291           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
292         }
293       else
294         return decl;
295     }
296   else
297     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
298
299   return error_mark_node;
300 }
301
302 /* Create a template info node.  */
303
304 tree
305 build_template_info (tree template_decl, tree template_args)
306 {
307   tree result = make_node (TEMPLATE_INFO);
308   TI_TEMPLATE (result) = template_decl;
309   TI_ARGS (result) = template_args;
310   return result;
311 }
312
313 /* Return the template info node corresponding to T, whatever T is.  */
314
315 tree
316 get_template_info (const_tree t)
317 {
318   tree tinfo = NULL_TREE;
319
320   if (!t || t == error_mark_node)
321     return NULL;
322
323   if (DECL_P (t) && DECL_LANG_SPECIFIC (t))
324     tinfo = DECL_TEMPLATE_INFO (t);
325
326   if (!tinfo && DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (t))
327     t = TREE_TYPE (t);
328
329   if (TAGGED_TYPE_P (t))
330     tinfo = TYPE_TEMPLATE_INFO (t);
331   else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
332     tinfo = TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (t);
333
334   return tinfo;
335 }
336
337 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
338
339    For example, in:
340      template <class T>
341      struct A
342      {
343        template <class U>
344        struct B {};
345      };
346
347    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
348    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
349    they are instantiations, not specializations.
350
351    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
352    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
353    always safe.  */
354
355 int
356 template_class_depth (tree type)
357 {
358   int depth;
359
360   for (depth = 0;
361        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
362        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
363          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : CP_TYPE_CONTEXT (type))
364     {
365       tree tinfo = get_template_info (type);
366
367       if (tinfo && PRIMARY_TEMPLATE_P (TI_TEMPLATE (tinfo))
368           && uses_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (tinfo))))
369         ++depth;
370     }
371
372   return depth;
373 }
374
375 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
376    Returns true if processing DECL needs us to push template parms.  */
377
378 static bool
379 inline_needs_template_parms (tree decl)
380 {
381   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
382     return false;
383
384   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
385           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
386 }
387
388 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
389    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
390    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
391    innermost first.  */
392
393 static void
394 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
395 {
396   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
397   int i;
398
399   if (levels > 1)
400     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
401
402   ++processing_template_decl;
403   current_template_parms
404     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
405                  parms, current_template_parms);
406   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
407
408   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
409                NULL);
410   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
411     {
412       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
413
414       if (parm == error_mark_node)
415         continue;
416
417       gcc_assert (DECL_P (parm));
418
419       switch (TREE_CODE (parm))
420         {
421         case TYPE_DECL:
422         case TEMPLATE_DECL:
423           pushdecl (parm);
424           break;
425
426         case PARM_DECL:
427           {
428             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
429                It is ugly that we recreate this here; the original
430                version built in process_template_parm is no longer
431                available.  */
432             tree decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (parm),
433                                     CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
434                                     TREE_TYPE (parm));
435             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
436             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
437             TREE_READONLY (decl) = 1;
438             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
439             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
440             pushdecl (decl);
441           }
442           break;
443
444         default:
445           gcc_unreachable ();
446         }
447     }
448 }
449
450 /* Restore the template parameter context for a member template or
451    a friend template defined in a class definition.  */
452
453 void
454 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
455 {
456   tree parms;
457   int levels = 0;
458
459   if (inline_needs_template_parms (decl))
460     {
461       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
462       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
463
464       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
465         {
466           --levels;
467           parms = TREE_CHAIN (parms);
468         }
469
470       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
471     }
472
473   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
474      we can pop them later.  */
475   VEC_safe_push (int, heap, inline_parm_levels, levels);
476 }
477
478 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
479
480 void
481 maybe_end_member_template_processing (void)
482 {
483   int i;
484   int last;
485
486   if (VEC_length (int, inline_parm_levels) == 0)
487     return;
488
489   last = VEC_pop (int, inline_parm_levels);
490   for (i = 0; i < last; ++i)
491     {
492       --processing_template_decl;
493       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
494       poplevel (0, 0, 0);
495     }
496 }
497
498 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
499    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
500
501 static tree
502 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
503 {
504   tree new_args;
505   int extra_depth;
506   int i;
507   int j;
508
509   if (args == NULL_TREE || extra_args == error_mark_node)
510     return extra_args;
511
512   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
513   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
514
515   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
516     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
517
518   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
519     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
520
521   return new_args;
522 }
523
524 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
525    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
526    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
527    the template arguments from a partial instantiation with the
528    template arguments used to attain the full instantiation from the
529    partial instantiation.  */
530
531 static tree
532 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
533 {
534   tree new_args;
535
536   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
537      something very fishy is going on.  */
538   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
539
540   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
541      them.  */
542   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
543     return extra_args;
544
545   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
546   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
547
548   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
549
550   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
551   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
552
553   return new_args;
554 }
555
556 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
557
558 tree
559 get_innermost_template_args (tree args, int n)
560 {
561   tree new_args;
562   int extra_levels;
563   int i;
564
565   gcc_assert (n >= 0);
566
567   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
568   if (n == 1)
569     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
570
571   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
572      given.  */
573   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
574   gcc_assert (extra_levels >= 0);
575   if (extra_levels == 0)
576     return args;
577
578   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
579   new_args = make_tree_vec (n);
580   for (i = 1; i <= n; ++i)
581     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
582                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
583
584   return new_args;
585 }
586
587 /* The inverse of get_innermost_template_args: Return all but the innermost
588    EXTRA_LEVELS levels of template arguments from the ARGS.  */
589
590 static tree
591 strip_innermost_template_args (tree args, int extra_levels)
592 {
593   tree new_args;
594   int n = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - extra_levels;
595   int i;
596
597   gcc_assert (n >= 0);
598
599   /* If N is 1, just return the outermost set of template arguments.  */
600   if (n == 1)
601     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, 1);
602
603   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
604      given.  */
605   gcc_assert (extra_levels >= 0);
606   if (extra_levels == 0)
607     return args;
608
609   /* Make a new set of arguments, not containing the inner arguments.  */
610   new_args = make_tree_vec (n);
611   for (i = 1; i <= n; ++i)
612     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
613                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
614
615   return new_args;
616 }
617
618 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
619    the parms.  */
620
621 void
622 begin_template_parm_list (void)
623 {
624   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
625      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
626      namespace scope.  This is the right thing, since we want
627      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
628      global template class, push_template_decl handles putting the
629      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
630      e.g.:
631
632        template <class T> struct S1 {
633          template <class T> struct S2 {};
634        };
635
636      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
637      TEMPLATE_DECL for S2.  */
638   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
639   ++processing_template_decl;
640   ++processing_template_parmlist;
641   note_template_header (0);
642 }
643
644 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
645    invalid to declare a specialization here, an error is reported and
646    false is returned, otherwise this routine will return true.  */
647
648 static bool
649 check_specialization_scope (void)
650 {
651   tree scope = current_scope ();
652
653   /* [temp.expl.spec]
654
655      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
656      which the template is a member, or, for member templates, in the
657      namespace of which the enclosing class or enclosing class
658      template is a member.  An explicit specialization of a member
659      function, member class or static data member of a class template
660      shall be declared in the namespace of which the class template
661      is a member.  */
662   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
663     {
664       error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
665       return false;
666     }
667
668   /* [temp.expl.spec]
669
670      In an explicit specialization declaration for a member of a class
671      template or a member template that appears in namespace scope,
672      the member template and some of its enclosing class templates may
673      remain unspecialized, except that the declaration shall not
674      explicitly specialize a class member template if its enclosing
675      class templates are not explicitly specialized as well.  */
676   if (current_template_parms)
677     {
678       error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
679       return false;
680     }
681
682   return true;
683 }
684
685 /* We've just seen template <>.  */
686
687 bool
688 begin_specialization (void)
689 {
690   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
691   note_template_header (1);
692   return check_specialization_scope ();
693 }
694
695 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
696    template<>.  */
697
698 void
699 end_specialization (void)
700 {
701   finish_scope ();
702   reset_specialization ();
703 }
704
705 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
706    function specialization.  */
707
708 void
709 reset_specialization (void)
710 {
711   processing_specialization = 0;
712   template_header_count = 0;
713 }
714
715 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
716    it was of the form template <>.  */
717
718 static void
719 note_template_header (int specialization)
720 {
721   processing_specialization = specialization;
722   template_header_count++;
723 }
724
725 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
726
727 void
728 begin_explicit_instantiation (void)
729 {
730   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
731   processing_explicit_instantiation = true;
732 }
733
734
735 void
736 end_explicit_instantiation (void)
737 {
738   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
739   processing_explicit_instantiation = false;
740 }
741
742 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
743    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
744    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
745    specialize TMPL in the current namespace.  */
746
747 static bool
748 check_specialization_namespace (tree tmpl)
749 {
750   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
751
752   /* [tmpl.expl.spec]
753
754      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
755      which the template is a member, or, for member templates, in the
756      namespace of which the enclosing class or enclosing class
757      template is a member.  An explicit specialization of a member
758      function, member class or static data member of a class template
759      shall be declared in the namespace of which the class template is
760      a member.  */
761   if (current_scope() != DECL_CONTEXT (tmpl)
762       && !at_namespace_scope_p ())
763     {
764       error ("specialization of %qD must appear at namespace scope", tmpl);
765       return false;
766     }
767   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
768     /* Same or super-using namespace.  */
769     return true;
770   else
771     {
772       permerror (input_location, "specialization of %qD in different namespace", tmpl);
773       permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
774       return false;
775     }
776 }
777
778 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
779    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
780
781 static void
782 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
783 {
784   tree ns;
785
786   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
787      namespace of its template.  */
788   ns = decl_namespace_context (spec);
789   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
790     permerror (input_location, "explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
791                "(which does not enclose namespace %qD)",
792                spec, current_namespace, ns);
793 }
794
795 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
796    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
797
798 tree
799 maybe_process_partial_specialization (tree type)
800 {
801   tree context;
802
803   if (type == error_mark_node)
804     return error_mark_node;
805
806   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
807     {
808       error ("name of class shadows template template parameter %qD",
809              TYPE_NAME (type));
810       return error_mark_node;
811     }
812
813   context = TYPE_CONTEXT (type);
814
815   if ((CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
816       /* Consider non-class instantiations of alias templates as
817          well.  */
818       || (TYPE_P (type)
819           && TYPE_TEMPLATE_INFO (type)
820           && DECL_LANG_SPECIFIC (TYPE_NAME (type))
821           && DECL_USE_TEMPLATE (TYPE_NAME (type))))
822     {
823       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
824          specialization of a template class such as:
825
826            template <> class C<int>;
827
828          or:
829
830            template <class T> class C<T*>;
831
832          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
833
834       if (CLASS_TYPE_P (type)
835           && CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
836           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
837         {
838           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
839           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
840           if (processing_template_decl)
841             {
842               if (push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type))
843                   == error_mark_node)
844                 return error_mark_node;
845             }
846         }
847       else if (CLASS_TYPE_P (type)
848                && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
849         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
850
851       if (DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (type)))
852         {
853           error ("partial specialization of alias template %qD",
854                  TYPE_TI_TEMPLATE (type));
855           return error_mark_node;
856         }
857     }
858   else if (CLASS_TYPE_P (type)
859            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
860            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
861            && context && CLASS_TYPE_P (context)
862            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
863     {
864       /* This is for an explicit specialization of member class
865          template according to [temp.expl.spec/18]:
866
867            template <> template <class U> class C<int>::D;
868
869          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
870          Otherwise this is just a member class template declared
871          earlier like:
872
873            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
874            template <> template <class U> class C<int>::D;
875
876          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
877          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
878          and `C<T>::D' may not exist.  */
879
880       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
881           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
882         {
883           tree t;
884           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
885
886           if (current_namespace
887               != decl_namespace_context (tmpl))
888             {
889               permerror (input_location, "specializing %q#T in different namespace", type);
890               permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
891             }
892
893           /* Check for invalid specialization after instantiation:
894
895                template <> template <> class C<int>::D<int>;
896                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
897
898           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
899                t; t = TREE_CHAIN (t))
900             {
901               tree inst = TREE_VALUE (t);
902               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (inst))
903                 {
904                   /* We already have a full specialization of this partial
905                      instantiation.  Reassign it to the new member
906                      specialization template.  */
907                   spec_entry elt;
908                   spec_entry *entry;
909                   void **slot;
910
911                   elt.tmpl = most_general_template (tmpl);
912                   elt.args = CLASSTYPE_TI_ARGS (inst);
913                   elt.spec = inst;
914
915                   htab_remove_elt (type_specializations, &elt);
916
917                   elt.tmpl = tmpl;
918                   elt.args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (elt.args);
919
920                   slot = htab_find_slot (type_specializations, &elt, INSERT);
921                   entry = ggc_alloc_spec_entry ();
922                   *entry = elt;
923                   *slot = entry;
924                 }
925               else if (COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (inst))
926                 /* But if we've had an implicit instantiation, that's a
927                    problem ([temp.expl.spec]/6).  */
928                 error ("specialization %qT after instantiation %qT",
929                        type, inst);
930             }
931
932           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
933              have one level of template argument for the innermost
934              class template.  */
935           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
936           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
937             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
938         }
939     }
940   else if (processing_specialization)
941     {
942        /* Someday C++0x may allow for enum template specialization.  */
943       if (cxx_dialect > cxx98 && TREE_CODE (type) == ENUMERAL_TYPE
944           && CLASS_TYPE_P (context) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (context))
945         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "template specialization "
946                  "of %qD not allowed by ISO C++", type);
947       else
948         {
949           error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
950           return error_mark_node;
951         }
952     }
953
954   return type;
955 }
956
957 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
958    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
959    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
960
961 static inline bool
962 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
963 {
964   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
965           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
966           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
967              parameter.  */
968           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
969           /* The optimized lookup depends on the fact that the
970              template arguments for the member function template apply
971              purely to the containing class, which is not true if the
972              containing class is an explicit or partial
973              specialization.  */
974           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
975           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
976           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
977           /* It is possible to have a template that is not a member
978              template and is not a member of a template class:
979
980              template <typename T>
981              struct S { friend A::f(); };
982
983              Here, the friend function is a template, but the context does
984              not have template information.  The optimized lookup relies
985              on having ARGS be the template arguments for both the class
986              and the function template.  */
987           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
988 }
989
990 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
991    specialization is either an instantiation or an explicit
992    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
993    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
994    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
995    templates with more than one level of parameters.
996
997    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
998    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
999    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
1000
1001 static tree
1002 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, hashval_t hash)
1003 {
1004   if (args == error_mark_node)
1005     return NULL_TREE;
1006
1007   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1008
1009   /* There should be as many levels of arguments as there are
1010      levels of parameters.  */
1011   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
1012               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
1013
1014   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1015     {
1016       tree class_template;
1017       tree class_specialization;
1018       VEC(tree,gc) *methods;
1019       tree fns;
1020       int idx;
1021
1022       /* The template arguments actually apply to the containing
1023          class.  Find the class specialization with those
1024          arguments.  */
1025       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
1026       class_specialization
1027         = retrieve_specialization (class_template, args, 0);
1028       if (!class_specialization)
1029         return NULL_TREE;
1030       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
1031          for the specialization.  */
1032       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
1033       if (idx == -1)
1034         return NULL_TREE;
1035       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
1036          for the one that has an instance of TMPL.  */
1037       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
1038       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1039         {
1040           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1041           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl
1042               /* using-declarations can add base methods to the method vec,
1043                  and we don't want those here.  */
1044               && DECL_CONTEXT (fn) == class_specialization)
1045             return fn;
1046         }
1047       return NULL_TREE;
1048     }
1049   else
1050     {
1051       spec_entry *found;
1052       spec_entry elt;
1053       htab_t specializations;
1054
1055       elt.tmpl = tmpl;
1056       elt.args = args;
1057       elt.spec = NULL_TREE;
1058
1059       if (DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
1060         specializations = type_specializations;
1061       else
1062         specializations = decl_specializations;
1063
1064       if (hash == 0)
1065         hash = hash_specialization (&elt);
1066       found = (spec_entry *) htab_find_with_hash (specializations, &elt, hash);
1067       if (found)
1068         return found->spec;
1069     }
1070
1071   return NULL_TREE;
1072 }
1073
1074 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
1075
1076 static tree
1077 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
1078 {
1079   tree spec;
1080
1081   if (local_specializations == NULL)
1082     return NULL_TREE;
1083
1084   spec = (tree) htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
1085                                      htab_hash_pointer (tmpl));
1086   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
1087 }
1088
1089 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
1090
1091 int
1092 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
1093 {
1094   tree t;
1095
1096   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1097     {
1098       for (t = decl;
1099            t != NULL_TREE;
1100            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
1101         if (t == tmpl)
1102           return 1;
1103     }
1104   else
1105     {
1106       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1107
1108       for (t = TREE_TYPE (decl);
1109            t != NULL_TREE;
1110            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
1111              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
1112         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
1113           return 1;
1114     }
1115
1116   return 0;
1117 }
1118
1119 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
1120    FRIEND_DECL according to [temp.friend].  */
1121
1122 bool
1123 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend_decl)
1124 {
1125   bool need_template = true;
1126   int template_depth;
1127
1128   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
1129               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1130
1131   /* For [temp.friend/6] when FRIEND_DECL is an ordinary member function
1132      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
1133      if this.  */
1134   if (TREE_CODE (friend_decl) == FUNCTION_DECL
1135       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend_decl)
1136       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend_decl))
1137     {
1138       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
1139       friend_decl = DECL_TI_TEMPLATE (friend_decl);
1140       need_template = false;
1141     }
1142   else if (TREE_CODE (friend_decl) == TEMPLATE_DECL
1143            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend_decl))
1144     need_template = false;
1145
1146   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
1147   if (TREE_CODE (friend_decl) != TEMPLATE_DECL)
1148     return false;
1149
1150   if (is_specialization_of (decl, friend_decl))
1151     return true;
1152
1153   /* [temp.friend/6]
1154      A member of a class template may be declared to be a friend of a
1155      non-template class.  In this case, the corresponding member of
1156      every specialization of the class template is a friend of the
1157      class granting friendship.
1158
1159      For example, given a template friend declaration
1160
1161        template <class T> friend void A<T>::f();
1162
1163      the member function below is considered a friend
1164
1165        template <> struct A<int> {
1166          void f();
1167        };
1168
1169      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1170      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1171      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1172
1173   template_depth = template_class_depth (CP_DECL_CONTEXT (friend_decl));
1174   if (template_depth
1175       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1176       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1177                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend_decl))))
1178     {
1179       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1180          a few tricky cases, such as when FRIEND_DECL's are
1181
1182            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1183            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1184
1185          and DECL's are
1186
1187            void A<int>::g(int);
1188            template <int> void A<int>::h();
1189
1190          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1191          the context of DECL.  This is required for template substitution
1192          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1193          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1194
1195       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1196       tree args = NULL_TREE;
1197       int current_depth = 0;
1198
1199       while (current_depth < template_depth)
1200         {
1201           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1202             {
1203               if (current_depth == 0)
1204                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1205               else
1206                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1207               current_depth++;
1208             }
1209           context = TYPE_CONTEXT (context);
1210         }
1211
1212       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1213         {
1214           bool is_template;
1215           tree friend_type;
1216           tree decl_type;
1217           tree friend_args_type;
1218           tree decl_args_type;
1219
1220           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1221              non-templates.  */
1222           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1223                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1224           if (need_template ^ is_template)
1225             return false;
1226           else if (is_template)
1227             {
1228               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1229               tree friend_parms
1230                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1231                                          args, tf_none);
1232               if (!comp_template_parms
1233                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1234                       friend_parms))
1235                 return false;
1236
1237               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1238             }
1239           else
1240             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1241
1242           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend_decl), args,
1243                                               tf_none, NULL_TREE);
1244           if (friend_type == error_mark_node)
1245             return false;
1246
1247           /* Check if return types match.  */
1248           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1249             return false;
1250
1251           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1252              `this' parameter.  */
1253           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1254           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1255           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend_decl))
1256             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1257           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1258             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1259
1260           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1261         }
1262       else
1263         {
1264           /* DECL is a TYPE_DECL */
1265           bool is_template;
1266           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1267
1268           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1269              non-templates.  */
1270           is_template
1271             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1272               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1273
1274           if (need_template ^ is_template)
1275             return false;
1276           else if (is_template)
1277             {
1278               tree friend_parms;
1279               /* If both are templates, check the name of the two
1280                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1281               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1282                   != DECL_NAME (friend_decl))
1283                 return false;
1284
1285               /* Now check template parameter list.  */
1286               friend_parms
1287                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1288                                          args, tf_none);
1289               return comp_template_parms
1290                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1291                  friend_parms);
1292             }
1293           else
1294             return (DECL_NAME (decl)
1295                     == DECL_NAME (friend_decl));
1296         }
1297     }
1298   return false;
1299 }
1300
1301 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1302    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1303    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1304    equivalent prior declaration, if available.  */
1305
1306 static tree
1307 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend,
1308                          hashval_t hash)
1309 {
1310   tree fn;
1311   void **slot = NULL;
1312   spec_entry elt;
1313
1314   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL && DECL_P (spec));
1315
1316   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1317       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1318     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1319        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1320        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1321        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1322        with default function arguments.  In particular, given
1323        something like this:
1324
1325           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1326
1327        the default argument expression is not substituted for in an
1328        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1329     return spec;
1330
1331   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1332     /* We don't put these specializations in the hash table, but we might
1333        want to give an error about a mismatch.  */
1334     fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 0);
1335   else
1336     {
1337       elt.tmpl = tmpl;
1338       elt.args = args;
1339       elt.spec = spec;
1340
1341       if (hash == 0)
1342         hash = hash_specialization (&elt);
1343
1344       slot =
1345         htab_find_slot_with_hash (decl_specializations, &elt, hash, INSERT);
1346       if (*slot)
1347         fn = ((spec_entry *) *slot)->spec;
1348       else
1349         fn = NULL_TREE;
1350     }
1351
1352   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1353      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1354      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1355      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1356      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1357   if (fn == spec)
1358     return spec;
1359   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1360     {
1361       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1362         {
1363           if (DECL_ODR_USED (fn)
1364               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1365             {
1366               error ("specialization of %qD after instantiation",
1367                      fn);
1368               return error_mark_node;
1369             }
1370           else
1371             {
1372               tree clone;
1373               /* This situation should occur only if the first
1374                  specialization is an implicit instantiation, the
1375                  second is an explicit specialization, and the
1376                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1377                  situation can occur if we have implicitly
1378                  instantiated a member function and then specialized
1379                  it later.
1380
1381                  We can also wind up here if a friend declaration that
1382                  looked like an instantiation turns out to be a
1383                  specialization:
1384
1385                    template <class T> void foo(T);
1386                    class S { friend void foo<>(int) };
1387                    template <> void foo(int);
1388
1389                  We transform the existing DECL in place so that any
1390                  pointers to it become pointers to the updated
1391                  declaration.
1392
1393                  If there was a definition for the template, but not
1394                  for the specialization, we want this to look as if
1395                  there were no definition, and vice versa.  */
1396               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1397               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1398               /* The call to duplicate_decls will have applied
1399                  [temp.expl.spec]:
1400
1401                    An explicit specialization of a function template
1402                    is inline only if it is explicitly declared to be,
1403                    and independently of whether its function template
1404                    is.
1405
1406                 to the primary function; now copy the inline bits to
1407                 the various clones.  */
1408               FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
1409                 {
1410                   DECL_DECLARED_INLINE_P (clone)
1411                     = DECL_DECLARED_INLINE_P (fn);
1412                   DECL_SOURCE_LOCATION (clone)
1413                     = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
1414                 }
1415               check_specialization_namespace (fn);
1416
1417               return fn;
1418             }
1419         }
1420       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1421         {
1422           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1423             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1424                line number so any errors match this new
1425                definition.  */
1426             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1427
1428           return fn;
1429         }
1430     }
1431   else if (fn)
1432     return duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1433
1434   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1435      template it is specializing.  */
1436   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1437       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1438     DECL_CONTEXT (spec) = DECL_CONTEXT (tmpl);
1439
1440   if (slot != NULL /* !optimize_specialization_lookup_p (tmpl) */)
1441     {
1442       spec_entry *entry = ggc_alloc_spec_entry ();
1443       gcc_assert (tmpl && args && spec);
1444       *entry = elt;
1445       *slot = entry;
1446       if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL && DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (spec)
1447           && PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl)
1448           && DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == NULL_TREE)
1449         /* TMPL is a forward declaration of a template function; keep a list
1450            of all specializations in case we need to reassign them to a friend
1451            template later in tsubst_friend_function.  */
1452         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl)
1453           = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl));
1454     }
1455
1456   return spec;
1457 }
1458
1459 /* Returns true iff two spec_entry nodes are equivalent.  Only compares the
1460    TMPL and ARGS members, ignores SPEC.  */
1461
1462 int comparing_specializations;
1463
1464 static int
1465 eq_specializations (const void *p1, const void *p2)
1466 {
1467   const spec_entry *e1 = (const spec_entry *)p1;
1468   const spec_entry *e2 = (const spec_entry *)p2;
1469   int equal;
1470
1471   ++comparing_specializations;
1472   equal = (e1->tmpl == e2->tmpl
1473            && comp_template_args (e1->args, e2->args));
1474   --comparing_specializations;
1475
1476   return equal;
1477 }
1478
1479 /* Returns a hash for a template TMPL and template arguments ARGS.  */
1480
1481 static hashval_t
1482 hash_tmpl_and_args (tree tmpl, tree args)
1483 {
1484   hashval_t val = DECL_UID (tmpl);
1485   return iterative_hash_template_arg (args, val);
1486 }
1487
1488 /* Returns a hash for a spec_entry node based on the TMPL and ARGS members,
1489    ignoring SPEC.  */
1490
1491 static hashval_t
1492 hash_specialization (const void *p)
1493 {
1494   const spec_entry *e = (const spec_entry *)p;
1495   return hash_tmpl_and_args (e->tmpl, e->args);
1496 }
1497
1498 /* Recursively calculate a hash value for a template argument ARG, for use
1499    in the hash tables of template specializations.  */
1500
1501 hashval_t
1502 iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val)
1503 {
1504   unsigned HOST_WIDE_INT i;
1505   enum tree_code code;
1506   char tclass;
1507
1508   if (arg == NULL_TREE)
1509     return iterative_hash_object (arg, val);
1510
1511   if (!TYPE_P (arg))
1512     STRIP_NOPS (arg);
1513
1514   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
1515     /* We can get one of these when re-hashing a previous entry in the middle
1516        of substituting into a pack expansion.  Just look through it.  */
1517     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg);
1518
1519   code = TREE_CODE (arg);
1520   tclass = TREE_CODE_CLASS (code);
1521
1522   val = iterative_hash_object (code, val);
1523
1524   switch (code)
1525     {
1526     case ERROR_MARK:
1527       return val;
1528
1529     case IDENTIFIER_NODE:
1530       return iterative_hash_object (IDENTIFIER_HASH_VALUE (arg), val);
1531
1532     case TREE_VEC:
1533       {
1534         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
1535         for (i = 0; i < len; ++i)
1536           val = iterative_hash_template_arg (TREE_VEC_ELT (arg, i), val);
1537         return val;
1538       }
1539
1540     case TYPE_PACK_EXPANSION:
1541     case EXPR_PACK_EXPANSION:
1542       val = iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_PATTERN (arg), val);
1543       return iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (arg), val);
1544
1545     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
1546     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
1547       return iterative_hash_template_arg (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), val);
1548
1549     case TREE_LIST:
1550       for (; arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
1551         val = iterative_hash_template_arg (TREE_VALUE (arg), val);
1552       return val;
1553
1554     case OVERLOAD:
1555       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
1556         val = iterative_hash_template_arg (OVL_CURRENT (arg), val);
1557       return val;
1558
1559     case CONSTRUCTOR:
1560       {
1561         tree field, value;
1562         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, field, value)
1563           {
1564             val = iterative_hash_template_arg (field, val);
1565             val = iterative_hash_template_arg (value, val);
1566           }
1567         return val;
1568       }
1569
1570     case PARM_DECL:
1571       if (!DECL_ARTIFICIAL (arg))
1572         {
1573           val = iterative_hash_object (DECL_PARM_INDEX (arg), val);
1574           val = iterative_hash_object (DECL_PARM_LEVEL (arg), val);
1575         }
1576       return iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1577
1578     case TARGET_EXPR:
1579       return iterative_hash_template_arg (TARGET_EXPR_INITIAL (arg), val);
1580
1581     case PTRMEM_CST:
1582       val = iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_CLASS (arg), val);
1583       return iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_MEMBER (arg), val);
1584
1585     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
1586       val = iterative_hash_template_arg
1587         (TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (arg)), val);
1588       val = iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_LEVEL (arg), val);
1589       return iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_IDX (arg), val);
1590
1591     case TRAIT_EXPR:
1592       val = iterative_hash_object (TRAIT_EXPR_KIND (arg), val);
1593       val = iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE1 (arg), val);
1594       return iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE2 (arg), val);
1595
1596     case BASELINK:
1597       val = iterative_hash_template_arg (BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (arg)),
1598                                          val);
1599       return iterative_hash_template_arg (DECL_NAME (get_first_fn (arg)),
1600                                           val);
1601
1602     case MODOP_EXPR:
1603       val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 0), val);
1604       code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1));
1605       val = iterative_hash_object (code, val);
1606       return iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 2), val);
1607
1608     case LAMBDA_EXPR:
1609       /* A lambda can't appear in a template arg, but don't crash on
1610          erroneous input.  */
1611       gcc_assert (seen_error ());
1612       return val;
1613
1614     case CAST_EXPR:
1615     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
1616     case STATIC_CAST_EXPR:
1617     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
1618     case CONST_CAST_EXPR:
1619     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
1620     case NEW_EXPR:
1621       val = iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1622       /* Now hash operands as usual.  */
1623       break;
1624
1625     default:
1626       break;
1627     }
1628
1629   switch (tclass)
1630     {
1631     case tcc_type:
1632       if (TYPE_CANONICAL (arg))
1633         return iterative_hash_object (TYPE_HASH (TYPE_CANONICAL (arg)),
1634                                       val);
1635       else if (TREE_CODE (arg) == DECLTYPE_TYPE)
1636         return iterative_hash_template_arg (DECLTYPE_TYPE_EXPR (arg), val);
1637       /* Otherwise just compare the types during lookup.  */
1638       return val;
1639
1640     case tcc_declaration:
1641     case tcc_constant:
1642       return iterative_hash_expr (arg, val);
1643
1644     default:
1645       gcc_assert (IS_EXPR_CODE_CLASS (tclass));
1646       {
1647         unsigned n = cp_tree_operand_length (arg);
1648         for (i = 0; i < n; ++i)
1649           val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, i), val);
1650         return val;
1651       }
1652     }
1653   gcc_unreachable ();
1654   return 0;
1655 }
1656
1657 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1658    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1659    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.
1660
1661    Note that SPEC has been ggc_freed, so we can't look inside it.  */
1662
1663 bool
1664 reregister_specialization (tree spec, tree tinfo, tree new_spec)
1665 {
1666   spec_entry *entry;
1667   spec_entry elt;
1668
1669   elt.tmpl = most_general_template (TI_TEMPLATE (tinfo));
1670   elt.args = TI_ARGS (tinfo);
1671   elt.spec = NULL_TREE;
1672
1673   entry = (spec_entry *) htab_find (decl_specializations, &elt);
1674   if (entry != NULL)
1675     {
1676       gcc_assert (entry->spec == spec || entry->spec == new_spec);
1677       gcc_assert (new_spec != NULL_TREE);
1678       entry->spec = new_spec;
1679       return 1;
1680     }
1681
1682   return 0;
1683 }
1684
1685 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1686    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1687    DECL).  */
1688
1689 static int
1690 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1691 {
1692   return TREE_VALUE ((const_tree) p1) == (const_tree) p2;
1693 }
1694
1695 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1696
1697 static hashval_t
1698 hash_local_specialization (const void* p1)
1699 {
1700   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((const_tree) p1));
1701 }
1702
1703 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1704    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1705
1706 static void
1707 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1708 {
1709   void **slot;
1710
1711   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1712                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1713   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1714 }
1715
1716 /* TYPE is a class type.  Returns true if TYPE is an explicitly
1717    specialized class.  */
1718
1719 bool
1720 explicit_class_specialization_p (tree type)
1721 {
1722   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
1723     return false;
1724   return !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
1725 }
1726
1727 /* Print the list of functions at FNS, going through all the overloads
1728    for each element of the list.  Alternatively, FNS can not be a
1729    TREE_LIST, in which case it will be printed together with all the
1730    overloads.
1731
1732    MORE and *STR should respectively be FALSE and NULL when the function
1733    is called from the outside.  They are used internally on recursive
1734    calls.  print_candidates manages the two parameters and leaves NULL
1735    in *STR when it ends.  */
1736
1737 static void
1738 print_candidates_1 (tree fns, bool more, const char **str)
1739 {
1740   tree fn, fn2;
1741   char *spaces = NULL;
1742
1743   for (fn = fns; fn; fn = OVL_NEXT (fn))
1744     if (TREE_CODE (fn) == TREE_LIST)
1745       {
1746         for (fn2 = fn; fn2 != NULL_TREE; fn2 = TREE_CHAIN (fn2))
1747           print_candidates_1 (TREE_VALUE (fn2),
1748                               TREE_CHAIN (fn2) || more, str);
1749       }
1750     else
1751       {
1752         if (!*str)
1753           {
1754             /* Pick the prefix string.  */
1755             if (!more && !OVL_NEXT (fns))
1756               {
1757                 error ("candidate is: %+#D", OVL_CURRENT (fn));
1758                 continue;
1759               }
1760
1761             *str = _("candidates are:");
1762             spaces = get_spaces (*str);
1763           }
1764         error ("%s %+#D", *str, OVL_CURRENT (fn));
1765         *str = spaces ? spaces : *str;
1766       }
1767
1768   if (!more)
1769     {
1770       free (spaces);
1771       *str = NULL;
1772     }
1773 }
1774
1775 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  FNS can also
1776    be a TREE_LIST of non-functions in the case of an ambiguous lookup.  */
1777
1778 void
1779 print_candidates (tree fns)
1780 {
1781   const char *str = NULL;
1782   print_candidates_1 (fns, false, &str);
1783   gcc_assert (str == NULL);
1784 }
1785
1786 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1787    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1788    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1789    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1790    TEMPLATE_ID are non-members.
1791
1792    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1793    specialization of a member template.
1794
1795    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1796    template classes that appeared in the name of the function. See
1797    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1798
1799    TSK indicates what kind of template declaration (if any) is being
1800    declared.  TSK_TEMPLATE indicates that the declaration given by
1801    DECL, though a FUNCTION_DECL, has template parameters, and is
1802    therefore a template function.
1803
1804    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1805    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1806
1807    If it is impossible to determine the result, an error message is
1808    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1809
1810 static tree
1811 determine_specialization (tree template_id,
1812                           tree decl,
1813                           tree* targs_out,
1814                           int need_member_template,
1815                           int template_count,
1816                           tmpl_spec_kind tsk)
1817 {
1818   tree fns;
1819   tree targs;
1820   tree explicit_targs;
1821   tree candidates = NULL_TREE;
1822   /* A TREE_LIST of templates of which DECL may be a specialization.
1823      The TREE_VALUE of each node is a TEMPLATE_DECL.  The
1824      corresponding TREE_PURPOSE is the set of template arguments that,
1825      when used to instantiate the template, would produce a function
1826      with the signature of DECL.  */
1827   tree templates = NULL_TREE;
1828   int header_count;
1829   cp_binding_level *b;
1830
1831   *targs_out = NULL_TREE;
1832
1833   if (template_id == error_mark_node || decl == error_mark_node)
1834     return error_mark_node;
1835
1836   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1837   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1838
1839   if (fns == error_mark_node)
1840     return error_mark_node;
1841
1842   /* Check for baselinks.  */
1843   if (BASELINK_P (fns))
1844     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1845
1846   if (!is_overloaded_fn (fns))
1847     {
1848       error ("%qD is not a function template", fns);
1849       return error_mark_node;
1850     }
1851
1852   /* Count the number of template headers specified for this
1853      specialization.  */
1854   header_count = 0;
1855   for (b = current_binding_level;
1856        b->kind == sk_template_parms;
1857        b = b->level_chain)
1858     ++header_count;
1859
1860   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1861     {
1862       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1863
1864       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1865         {
1866           tree decl_arg_types;
1867           tree fn_arg_types;
1868           tree insttype;
1869
1870           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1871              the number of template headers appearing in the specialization
1872              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1873              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1874              member functions. Consider the following code:
1875
1876              template <> void A<int>::f(int);
1877              template <> template <> void A<int>::f(int);
1878
1879              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1880              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1881              member function, whilst the second line specializes "f" which
1882              is a template member function. So both lines are syntactically
1883              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1884              them.
1885
1886              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1887              against the declarations. We count the number of template
1888              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1889              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1890              plus there must be another header for the member template
1891              itself).
1892
1893              Notice that if header_count is zero, this is not a
1894              specialization but rather a template instantiation, so there
1895              is no check we can perform here.  */
1896           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1897             continue;
1898
1899           /* Check that the number of template arguments at the
1900              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1901           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1902               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1903               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1904                   != TREE_VEC_LENGTH (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
1905                                       (current_template_parms))))
1906             continue;
1907
1908           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1909           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1910           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1911
1912           /* For a non-static member function, we need to make sure
1913              that the const qualification is the same.  Since
1914              get_bindings does not try to merge the "this" parameter,
1915              we must do the comparison explicitly.  */
1916           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1917               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1918                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1919             continue;
1920
1921           /* Skip the "this" parameter and, for constructors of
1922              classes with virtual bases, the VTT parameter.  A
1923              full specialization of a constructor will have a VTT
1924              parameter, but a template never will.  */ 
1925           decl_arg_types 
1926             = skip_artificial_parms_for (decl, decl_arg_types);
1927           fn_arg_types 
1928             = skip_artificial_parms_for (fn, fn_arg_types);
1929
1930           /* Check that the number of function parameters matches.
1931              For example,
1932                template <class T> void f(int i = 0);
1933                template <> void f<int>();
1934              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1935              by get_bindings below.  */
1936           if (cxx_dialect < cxx11
1937               && list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1938             continue;
1939
1940           /* Function templates cannot be specializations; there are
1941              no partial specializations of functions.  Therefore, if
1942              the type of DECL does not match FN, there is no
1943              match.  */
1944           if (tsk == tsk_template)
1945             {
1946               if (compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1947                 candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1948               continue;
1949             }
1950
1951           /* See whether this function might be a specialization of this
1952              template.  */
1953           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1954
1955           if (!targs)
1956             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1957                specialize TMPL will produce DECL.  */
1958             continue;
1959
1960           if (cxx_dialect >= cxx11)
1961             {
1962               /* Make sure that the deduced arguments actually work.  */
1963               insttype = tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE);
1964               if (insttype == error_mark_node)
1965                 continue;
1966               fn_arg_types
1967                 = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (insttype));
1968               if (!compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1969                 continue;
1970             }
1971
1972           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1973           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1974         }
1975       else if (need_member_template)
1976         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1977            specialization of a member template.  */
1978         ;
1979       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1980         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1981            cases.  */
1982         ;
1983       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1984         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1985            be a specialization of that.  */
1986         ;
1987       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1988         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1989         ;
1990       else
1991         {
1992           tree decl_arg_types;
1993
1994           /* This is an ordinary member function.  However, since
1995              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1996              template class.  For example,
1997
1998                template <typename T> struct S { void f(); };
1999                template <> void S<int>::f() {}
2000
2001              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
2002              template class.  If FN has the same type as DECL, we
2003              might be in business.  */
2004
2005           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
2006             /* Its enclosing class is an explicit specialization
2007                of a template class.  This is not a candidate.  */
2008             continue;
2009
2010           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
2011                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
2012             /* The return types differ.  */
2013             continue;
2014
2015           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
2016           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2017           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
2018               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2019             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
2020
2021           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
2022                          decl_arg_types))
2023             /* They match!  */
2024             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
2025         }
2026     }
2027
2028   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
2029     {
2030       /* We have:
2031
2032            [temp.expl.spec]
2033
2034            It is possible for a specialization with a given function
2035            signature to be instantiated from more than one function
2036            template.  In such cases, explicit specification of the
2037            template arguments must be used to uniquely identify the
2038            function template specialization being specialized.
2039
2040          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
2041          determine which of the candidate templates is most
2042          specialized.  However, we, also have:
2043
2044            [temp.func.order]
2045
2046            Partial ordering of overloaded function template
2047            declarations is used in the following contexts to select
2048            the function template to which a function template
2049            specialization refers:
2050
2051            -- when an explicit specialization refers to a function
2052               template.
2053
2054          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
2055          This extension can only serve to make invalid programs valid,
2056          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
2057          the committee intended the partial ordering rules to apply;
2058          the EDG front end has that behavior, and John Spicer claims
2059          that the committee simply forgot to delete the wording in
2060          [temp.expl.spec].  */
2061       tree tmpl = most_specialized_instantiation (templates);
2062       if (tmpl != error_mark_node)
2063         {
2064           templates = tmpl;
2065           TREE_CHAIN (templates) = NULL_TREE;
2066         }
2067     }
2068
2069   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
2070     {
2071       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
2072              "declaration", template_id, decl);
2073       if (header_count && header_count != template_count + 1)
2074         inform (input_location, "saw %d %<template<>%>, need %d for "
2075                 "specializing a member function template",
2076                 header_count, template_count + 1);
2077       return error_mark_node;
2078     }
2079   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
2080            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
2081            || (templates && candidates))
2082     {
2083       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
2084              template_id, decl);
2085       candidates = chainon (candidates, templates);
2086       print_candidates (candidates);
2087       return error_mark_node;
2088     }
2089
2090   /* We have one, and exactly one, match.  */
2091   if (candidates)
2092     {
2093       tree fn = TREE_VALUE (candidates);
2094       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (fn));
2095       /* DECL is a re-declaration or partial instantiation of a template
2096          function.  */
2097       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
2098         return fn;
2099       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
2100          template class.  */
2101       return DECL_TI_TEMPLATE (fn);
2102     }
2103
2104   /* It was a specialization of a template.  */
2105   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
2106   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
2107     {
2108       *targs_out = copy_node (targs);
2109       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
2110                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
2111                            TREE_PURPOSE (templates));
2112     }
2113   else
2114     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
2115   return TREE_VALUE (templates);
2116 }
2117
2118 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
2119    but with the default argument values filled in from those in the
2120    TMPL_TYPES.  */
2121
2122 static tree
2123 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
2124                                       tree tmpl_types)
2125 {
2126   tree new_spec_types;
2127
2128   if (!spec_types)
2129     return NULL_TREE;
2130
2131   if (spec_types == void_list_node)
2132     return void_list_node;
2133
2134   /* Substitute into the rest of the list.  */
2135   new_spec_types =
2136     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
2137                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
2138
2139   /* Add the default argument for this parameter.  */
2140   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
2141                          TREE_VALUE (spec_types),
2142                          new_spec_types);
2143 }
2144
2145 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
2146    from the template it specializes.  (That way, code like:
2147
2148      template <class T> void f(T = 3);
2149      template <> void f(double);
2150      void g () { f (); }
2151
2152    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
2153    the correct default arguments at the call-site, but this approach
2154    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
2155
2156 static void
2157 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
2158 {
2159   tree tmpl;
2160   tree spec_types;
2161   tree tmpl_types;
2162   tree new_spec_types;
2163   tree old_type;
2164   tree new_type;
2165   tree t;
2166   tree object_type = NULL_TREE;
2167   tree in_charge = NULL_TREE;
2168   tree vtt = NULL_TREE;
2169
2170   /* See if there's anything we need to do.  */
2171   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2172   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
2173   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
2174     if (TREE_PURPOSE (t))
2175       break;
2176   if (!t)
2177     return;
2178
2179   old_type = TREE_TYPE (decl);
2180   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
2181
2182   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2183     {
2184       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
2185          CV quals.  */
2186       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
2187       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2188       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
2189
2190       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
2191         {
2192           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
2193              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
2194           in_charge = spec_types;
2195           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2196         }
2197       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
2198         {
2199           vtt = spec_types;
2200           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2201         }
2202     }
2203
2204   /* Compute the merged default arguments.  */
2205   new_spec_types =
2206     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
2207
2208   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
2209   if (object_type)
2210     {
2211       if (vtt)
2212         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
2213                                          TREE_VALUE (vtt),
2214                                          new_spec_types);
2215
2216       if (in_charge)
2217         /* Put the in-charge parameter back.  */
2218         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
2219                                          TREE_VALUE (in_charge),
2220                                          new_spec_types);
2221
2222       new_type = build_method_type_directly (object_type,
2223                                              TREE_TYPE (old_type),
2224                                              new_spec_types);
2225     }
2226   else
2227     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
2228                                     new_spec_types);
2229   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
2230                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
2231   new_type = build_exception_variant (new_type,
2232                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
2233   TREE_TYPE (decl) = new_type;
2234 }
2235
2236 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
2237    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
2238    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
2239    instantiation at this point.
2240
2241    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
2242    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
2243    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
2244    recoverable.
2245
2246    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
2247
2248    2: The function has a definition.
2249    4: The function is a friend.
2250
2251    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
2252    template classes that appeared in the name of the function.  For
2253    example, in
2254
2255      template <class T> struct S { void f(); };
2256      void S<int>::f();
2257
2258    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
2259    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
2260
2261      template <class T> struct S {};
2262      template <> struct S<int> { void f(); }
2263      template <> void S<int>::f();
2264
2265    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
2266    invalid; there should be no template <>.)
2267
2268    If the function is a specialization, it is marked as such via
2269    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
2270    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
2271    for that template.  */
2272
2273 tree
2274 check_explicit_specialization (tree declarator,
2275                                tree decl,
2276                                int template_count,
2277                                int flags)
2278 {
2279   int have_def = flags & 2;
2280   int is_friend = flags & 4;
2281   int specialization = 0;
2282   int explicit_instantiation = 0;
2283   int member_specialization = 0;
2284   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
2285   tree dname = DECL_NAME (decl);
2286   tmpl_spec_kind tsk;
2287
2288   if (is_friend)
2289     {
2290       if (!processing_specialization)
2291         tsk = tsk_none;
2292       else
2293         tsk = tsk_excessive_parms;
2294     }
2295   else
2296     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
2297
2298   switch (tsk)
2299     {
2300     case tsk_none:
2301       if (processing_specialization)
2302         {
2303           specialization = 1;
2304           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2305         }
2306       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2307         {
2308           if (is_friend)
2309             /* This could be something like:
2310
2311                template <class T> void f(T);
2312                class S { friend void f<>(int); }  */
2313             specialization = 1;
2314           else
2315             {
2316               /* This case handles bogus declarations like template <>
2317                  template <class T> void f<int>(); */
2318
2319               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2320                      declarator);
2321               return decl;
2322             }
2323         }
2324       break;
2325
2326     case tsk_invalid_member_spec:
2327       /* The error has already been reported in
2328          check_specialization_scope.  */
2329       return error_mark_node;
2330
2331     case tsk_invalid_expl_inst:
2332       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
2333
2334       /* Fall through.  */
2335
2336     case tsk_expl_inst:
2337       if (have_def)
2338         error ("definition provided for explicit instantiation");
2339
2340       explicit_instantiation = 1;
2341       break;
2342
2343     case tsk_excessive_parms:
2344     case tsk_insufficient_parms:
2345       if (tsk == tsk_excessive_parms)
2346         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
2347                decl);
2348       else if (template_header_count)
2349         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
2350       else
2351         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
2352               "%<template <>%>", decl);
2353
2354       /* Fall through.  */
2355     case tsk_expl_spec:
2356       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2357       if (ctype)
2358         member_specialization = 1;
2359       else
2360         specialization = 1;
2361       break;
2362
2363     case tsk_template:
2364       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2365         {
2366           /* This case handles bogus declarations like template <>
2367              template <class T> void f<int>(); */
2368
2369           if (uses_template_parms (declarator))
2370             error ("function template partial specialization %qD "
2371                    "is not allowed", declarator);
2372           else
2373             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2374                    declarator);
2375           return decl;
2376         }
2377
2378       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
2379         /* This is a specialization of a member template, without
2380            specialization the containing class.  Something like:
2381
2382              template <class T> struct S {
2383                template <class U> void f (U);
2384              };
2385              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
2386
2387            That's a specialization -- but of the entire template.  */
2388         specialization = 1;
2389       break;
2390
2391     default:
2392       gcc_unreachable ();
2393     }
2394
2395   if (specialization || member_specialization)
2396     {
2397       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2398       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
2399         if (TREE_PURPOSE (t))
2400           {
2401             permerror (input_location, 
2402                        "default argument specified in explicit specialization");
2403             break;
2404           }
2405     }
2406
2407   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
2408     {
2409       tree tmpl = NULL_TREE;
2410       tree targs = NULL_TREE;
2411
2412       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
2413       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
2414         {
2415           tree fns;
2416
2417           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
2418           if (ctype)
2419             fns = dname;
2420           else
2421             {
2422               /* If there is no class context, the explicit instantiation
2423                  must be at namespace scope.  */
2424               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
2425
2426               /* Find the namespace binding, using the declaration
2427                  context.  */
2428               fns = lookup_qualified_name (CP_DECL_CONTEXT (decl), dname,
2429                                            false, true);
2430               if (fns == error_mark_node || !is_overloaded_fn (fns))
2431                 {
2432                   error ("%qD is not a template function", dname);
2433                   fns = error_mark_node;
2434                 }
2435               else
2436                 {
2437                   tree fn = OVL_CURRENT (fns);
2438                   if (!is_associated_namespace (CP_DECL_CONTEXT (decl),
2439                                                 CP_DECL_CONTEXT (fn)))
2440                     error ("%qD is not declared in %qD",
2441                            decl, current_namespace);
2442                 }
2443             }
2444
2445           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
2446         }
2447
2448       if (declarator == error_mark_node)
2449         return error_mark_node;
2450
2451       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
2452         {
2453           if (!explicit_instantiation)
2454             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
2455                but the error will already have been flagged by
2456                check_specialization_scope.  */
2457             return error_mark_node;
2458           else
2459             {
2460               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
2461                  class scope, e.g.:
2462
2463                    class C { template void f(); }
2464
2465                    This case is caught by the parser.  However, on
2466                    something like:
2467
2468                    template class C { void f(); };
2469
2470                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
2471                    issued later.  */
2472               ;
2473             }
2474
2475           return decl;
2476         }
2477       else if (ctype != NULL_TREE
2478                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
2479                    IDENTIFIER_NODE))
2480         {
2481           /* Find the list of functions in ctype that have the same
2482              name as the declared function.  */
2483           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
2484           tree fns = NULL_TREE;
2485           int idx;
2486
2487           if (constructor_name_p (name, ctype))
2488             {
2489               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2490
2491               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (ctype)
2492                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
2493                 {
2494                   /* From [temp.expl.spec]:
2495
2496                      If such an explicit specialization for the member
2497                      of a class template names an implicitly-declared
2498                      special member function (clause _special_), the
2499                      program is ill-formed.
2500
2501                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
2502                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
2503                   return error_mark_node;
2504                 }
2505
2506               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
2507             }
2508
2509           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
2510             {
2511               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
2512               if (idx >= 0)
2513                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
2514             }
2515           else
2516             {
2517               VEC(tree,gc) *methods;
2518               tree ovl;
2519
2520               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
2521                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
2522                  int' which will be a specialization of `operator T'.
2523                  So, we find *all* the conversion operators, and then
2524                  select from them.  */
2525               fns = NULL_TREE;
2526
2527               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
2528               if (methods)
2529                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
2530                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
2531                      ++idx)
2532                   {
2533                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2534                       /* There are no more conversion functions.  */
2535                       break;
2536
2537                     /* Glue all these conversion functions together
2538                        with those we already have.  */
2539                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2540                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2541                   }
2542             }
2543
2544           if (fns == NULL_TREE)
2545             {
2546               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2547               return error_mark_node;
2548             }
2549           else
2550             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2551         }
2552
2553       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2554          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2555          member function, we cannot tell apriori whether the
2556          instantiation is for a member template, or just a member
2557          function of a template class.  Even if a member template is
2558          being instantiated, the member template arguments may be
2559          elided if they can be deduced from the rest of the
2560          declaration.  */
2561       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2562                                        &targs,
2563                                        member_specialization,
2564                                        template_count,
2565                                        tsk);
2566
2567       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2568         /* We couldn't figure out what this declaration was
2569            specializing.  */
2570         return error_mark_node;
2571       else
2572         {
2573           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2574
2575           if (explicit_instantiation)
2576             {
2577               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2578                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2579
2580               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2581               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2582
2583               if (arg_depth > parm_depth)
2584                 {
2585                   /* If TMPL is not the most general template (for
2586                      example, if TMPL is a friend template that is
2587                      injected into namespace scope), then there will
2588                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2589                      here.  */
2590                   int i;
2591                   tree new_targs;
2592
2593                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2594                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2595                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2596                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2597                   targs = new_targs;
2598                 }
2599
2600               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2601             }
2602
2603           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2604              turns out to be specializing a static member function,
2605              make DECL a static member function as well.  */
2606           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2607               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2608             revert_static_member_fn (decl);
2609
2610           /* If this is a specialization of a member template of a
2611              template class, we want to return the TEMPLATE_DECL, not
2612              the specialization of it.  */
2613           if (tsk == tsk_template)
2614             {
2615               tree result = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
2616               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2617               DECL_INITIAL (result) = NULL_TREE;
2618               if (have_def)
2619                 {
2620                   tree parm;
2621                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2622                   DECL_SOURCE_LOCATION (result)
2623                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2624                   /* We want to use the argument list specified in the
2625                      definition, not in the original declaration.  */
2626                   DECL_ARGUMENTS (result) = DECL_ARGUMENTS (decl);
2627                   for (parm = DECL_ARGUMENTS (result); parm;
2628                        parm = DECL_CHAIN (parm))
2629                     DECL_CONTEXT (parm) = result;
2630                 }
2631               return register_specialization (tmpl, gen_tmpl, targs,
2632                                               is_friend, 0);
2633             }
2634
2635           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2636           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = build_template_info (tmpl, targs);
2637
2638           /* Inherit default function arguments from the template
2639              DECL is specializing.  */
2640           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2641
2642           /* This specialization has the same protection as the
2643              template it specializes.  */
2644           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2645           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2646
2647           /* 7.1.1-1 [dcl.stc]
2648
2649              A storage-class-specifier shall not be specified in an
2650              explicit specialization...
2651
2652              The parser rejects these, so unless action is taken here,
2653              explicit function specializations will always appear with
2654              global linkage.
2655
2656              The action recommended by the C++ CWG in response to C++
2657              defect report 605 is to make the storage class and linkage
2658              of the explicit specialization match the templated function:
2659
2660              http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#605
2661            */
2662           if (tsk == tsk_expl_spec && DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
2663             {
2664               tree tmpl_func = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
2665               gcc_assert (TREE_CODE (tmpl_func) == FUNCTION_DECL);
2666
2667               /* This specialization has the same linkage and visibility as
2668                  the function template it specializes.  */
2669               TREE_PUBLIC (decl) = TREE_PUBLIC (tmpl_func);
2670               if (! TREE_PUBLIC (decl))
2671                 {
2672                   DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
2673                   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
2674                 }
2675               DECL_THIS_STATIC (decl) = DECL_THIS_STATIC (tmpl_func);
2676               if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (tmpl_func))
2677                 {
2678                   DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2679                   DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (tmpl_func);
2680                 }
2681             }
2682
2683           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2684              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2685              have been set incorrectly.  For example, in:
2686
2687                template <typename T> void f(T);
2688                namespace N {
2689                  struct S { friend void f<int>(int); }
2690                }
2691
2692              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2693              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2694           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2695             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2696
2697           if (is_friend && !have_def)
2698             /* This is not really a declaration of a specialization.
2699                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2700                a request for an instantiation, either.  */
2701             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2702           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2703             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2704                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2705                versions in V3 ABI.  */
2706             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2707
2708           /* Register this specialization so that we can find it
2709              again.  */
2710           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend, 0);
2711         }
2712     }
2713
2714   return decl;
2715 }
2716
2717 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2718    parameters.  These are represented in the same format used for
2719    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2720
2721 int
2722 comp_template_parms (const_tree parms1, const_tree parms2)
2723 {
2724   const_tree p1;
2725   const_tree p2;
2726
2727   if (parms1 == parms2)
2728     return 1;
2729
2730   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2731        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2732        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2733     {
2734       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2735       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2736       int i;
2737
2738       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2739       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2740
2741       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2742         return 0;
2743
2744       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2745         {
2746           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2747           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2748
2749           /* If either of the template parameters are invalid, assume
2750              they match for the sake of error recovery. */
2751           if (parm1 == error_mark_node || parm2 == error_mark_node)
2752             return 1;
2753
2754           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2755             return 0;
2756
2757           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2758               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm1)
2759                   == TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm2)))
2760             continue;
2761           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2762             return 0;
2763         }
2764     }
2765
2766   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2767     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2768        other.  */
2769     return 0;
2770
2771   return 1;
2772 }
2773
2774 /* Determine whether PARM is a parameter pack.  */
2775
2776 bool 
2777 template_parameter_pack_p (const_tree parm)
2778 {
2779   /* Determine if we have a non-type template parameter pack.  */
2780   if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
2781     return (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm) 
2782             && TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)));
2783   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2784     return TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
2785
2786   /* If this is a list of template parameters, we could get a
2787      TYPE_DECL or a TEMPLATE_DECL.  */ 
2788   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2789     parm = TREE_TYPE (parm);
2790
2791   /* Otherwise it must be a type template parameter.  */
2792   return ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2793            || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
2794           && TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm));
2795 }
2796
2797 /* Determine if T is a function parameter pack.  */
2798
2799 bool
2800 function_parameter_pack_p (const_tree t)
2801 {
2802   if (t && TREE_CODE (t) == PARM_DECL)
2803     return FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t);
2804   return false;
2805 }
2806
2807 /* Return the function template declaration of PRIMARY_FUNC_TMPL_INST.
2808    PRIMARY_FUNC_TMPL_INST is a primary function template instantiation.  */
2809
2810 tree
2811 get_function_template_decl (const_tree primary_func_tmpl_inst)
2812 {
2813   if (! primary_func_tmpl_inst
2814       || TREE_CODE (primary_func_tmpl_inst) != FUNCTION_DECL
2815       || ! primary_template_instantiation_p (primary_func_tmpl_inst))
2816     return NULL;
2817
2818   return DECL_TEMPLATE_RESULT (DECL_TI_TEMPLATE (primary_func_tmpl_inst));
2819 }
2820
2821 /* Return true iff the function parameter PARAM_DECL was expanded
2822    from the function parameter pack PACK.  */
2823
2824 bool
2825 function_parameter_expanded_from_pack_p (tree param_decl, tree pack)
2826 {
2827   if (DECL_ARTIFICIAL (param_decl)
2828       || !function_parameter_pack_p (pack))
2829     return false;
2830
2831   /* The parameter pack and its pack arguments have the same
2832      DECL_PARM_INDEX.  */
2833   return DECL_PARM_INDEX (pack) == DECL_PARM_INDEX (param_decl);
2834 }
2835
2836 /* Determine whether ARGS describes a variadic template args list,
2837    i.e., one that is terminated by a template argument pack.  */
2838
2839 static bool 
2840 template_args_variadic_p (tree args)
2841 {
2842   int nargs;
2843   tree last_parm;
2844
2845   if (args == NULL_TREE)
2846     return false;
2847
2848   args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
2849   nargs = TREE_VEC_LENGTH (args);
2850
2851   if (nargs == 0)
2852     return false;
2853
2854   last_parm = TREE_VEC_ELT (args, nargs - 1);
2855
2856   return ARGUMENT_PACK_P (last_parm);
2857 }
2858
2859 /* Generate a new name for the parameter pack name NAME (an
2860    IDENTIFIER_NODE) that incorporates its */
2861
2862 static tree
2863 make_ith_pack_parameter_name (tree name, int i)
2864 {
2865   /* Munge the name to include the parameter index.  */
2866 #define NUMBUF_LEN 128
2867   char numbuf[NUMBUF_LEN];
2868   char* newname;
2869   int newname_len;
2870
2871   if (name == NULL_TREE)
2872     return name;
2873   snprintf (numbuf, NUMBUF_LEN, "%i", i);
2874   newname_len = IDENTIFIER_LENGTH (name)
2875                 + strlen (numbuf) + 2;
2876   newname = (char*)alloca (newname_len);
2877   snprintf (newname, newname_len,
2878             "%s#%i", IDENTIFIER_POINTER (name), i);
2879   return get_identifier (newname);
2880 }
2881
2882 /* Return true if T is a primary function, class or alias template
2883    instantiation.  */
2884
2885 bool
2886 primary_template_instantiation_p (const_tree t)
2887 {
2888   if (!t)
2889     return false;
2890
2891   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
2892     return DECL_LANG_SPECIFIC (t)
2893            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2894            && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t));
2895   else if (CLASS_TYPE_P (t) && !TYPE_DECL_ALIAS_P (TYPE_NAME (t)))
2896     return CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2897            && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
2898   else if (TYPE_P (t)
2899            && TYPE_TEMPLATE_INFO (t)
2900            && PRIMARY_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (t))
2901            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (TYPE_NAME (t)))
2902     return true;
2903   return false;
2904 }
2905
2906 /* Return true if PARM is a template template parameter.  */
2907
2908 bool
2909 template_template_parameter_p (const_tree parm)
2910 {
2911   return DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2912 }
2913
2914 /* Return the template parameters of T if T is a
2915    primary template instantiation, NULL otherwise.  */
2916
2917 tree
2918 get_primary_template_innermost_parameters (const_tree t)
2919 {
2920   tree parms = NULL, template_info = NULL;
2921
2922   if ((template_info = get_template_info (t))
2923       && primary_template_instantiation_p (t))
2924     parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
2925         (DECL_TEMPLATE_PARMS (TI_TEMPLATE (template_info)));
2926
2927   return parms;
2928 }
2929
2930 /* Return the template parameters of the LEVELth level from the full list
2931    of template parameters PARMS.  */
2932
2933 tree
2934 get_template_parms_at_level (tree parms, int level)
2935 {
2936   tree p;
2937   if (!parms
2938       || TREE_CODE (parms) != TREE_LIST
2939       || level > TMPL_PARMS_DEPTH (parms))
2940     return NULL_TREE;
2941
2942   for (p = parms; p; p = TREE_CHAIN (p))
2943     if (TMPL_PARMS_DEPTH (p) == level)
2944       return p;
2945
2946   return NULL_TREE;
2947 }
2948
2949 /* Returns the template arguments of T if T is a template instantiation,
2950    NULL otherwise.  */
2951
2952 tree
2953 get_template_innermost_arguments (const_tree t)
2954 {
2955   tree args = NULL, template_info = NULL;
2956
2957   if ((template_info = get_template_info (t))
2958       && TI_ARGS (template_info))
2959     args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (template_info));
2960
2961   return args;
2962 }
2963
2964 /* Return the argument pack elements of T if T is a template argument pack,
2965    NULL otherwise.  */
2966
2967 tree
2968 get_template_argument_pack_elems (const_tree t)
2969 {
2970   if (TREE_CODE (t) != TYPE_ARGUMENT_PACK
2971       && TREE_CODE (t) != NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
2972     return NULL;
2973
2974   return ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
2975 }
2976
2977 /* Structure used to track the progress of find_parameter_packs_r.  */
2978 struct find_parameter_pack_data 
2979 {
2980   /* TREE_LIST that will contain all of the parameter packs found by
2981      the traversal.  */
2982   tree* parameter_packs;
2983
2984   /* Set of AST nodes that have been visited by the traversal.  */
2985   struct pointer_set_t *visited;
2986 };
2987
2988 /* Identifies all of the argument packs that occur in a template
2989    argument and appends them to the TREE_LIST inside DATA, which is a
2990    find_parameter_pack_data structure. This is a subroutine of
2991    make_pack_expansion and uses_parameter_packs.  */
2992 static tree
2993 find_parameter_packs_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void* data)
2994 {
2995   tree t = *tp;
2996   struct find_parameter_pack_data* ppd = 
2997     (struct find_parameter_pack_data*)data;
2998   bool parameter_pack_p = false;
2999
3000   /* Handle type aliases/typedefs.  */
3001   if (TYPE_P (t)
3002       && TYPE_NAME (t)
3003       && TREE_CODE (TYPE_NAME (t)) == TYPE_DECL
3004       && TYPE_DECL_ALIAS_P (TYPE_NAME (t)))
3005     {
3006       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
3007         cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t),
3008                       &find_parameter_packs_r,
3009                       ppd, ppd->visited);
3010       *walk_subtrees = 0;
3011       return NULL_TREE;
3012     }
3013
3014   /* Identify whether this is a parameter pack or not.  */
3015   switch (TREE_CODE (t))
3016     {
3017     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
3018       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
3019         parameter_pack_p = true;
3020       break;
3021
3022     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
3023       t = TYPE_MAIN_VARIANT (t);
3024     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
3025       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
3026         parameter_pack_p = true;
3027       break;
3028
3029     case PARM_DECL:
3030       if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
3031         {
3032           /* We don't want to walk into the type of a PARM_DECL,
3033              because we don't want to see the type parameter pack.  */
3034           *walk_subtrees = 0;
3035           parameter_pack_p = true;
3036         }
3037       break;
3038
3039     case BASES:
3040       parameter_pack_p = true;
3041       break;
3042     default:
3043       /* Not a parameter pack.  */
3044       break;
3045     }
3046
3047   if (parameter_pack_p)
3048     {
3049       /* Add this parameter pack to the list.  */
3050       *ppd->parameter_packs = tree_cons (NULL_TREE, t, *ppd->parameter_packs);
3051     }
3052
3053   if (TYPE_P (t))
3054     cp_walk_tree (&TYPE_CONTEXT (t), 
3055                   &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3056
3057   /* This switch statement will return immediately if we don't find a
3058      parameter pack.  */
3059   switch (TREE_CODE (t)) 
3060     {
3061     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
3062       return NULL_TREE;
3063
3064     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
3065       /* Check the template itself.  */
3066       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (TYPE_TI_TEMPLATE (t)), 
3067                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3068       /* Check the template arguments.  */
3069       cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
3070                     ppd->visited);
3071       *walk_subtrees = 0;
3072       return NULL_TREE;
3073
3074     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
3075     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
3076       return NULL_TREE;
3077
3078     case PARM_DECL:
3079       return NULL_TREE;
3080
3081     case RECORD_TYPE:
3082       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
3083         return NULL_TREE;
3084       /* Fall through.  */
3085
3086     case UNION_TYPE:
3087     case ENUMERAL_TYPE:
3088       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
3089         cp_walk_tree (&TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
3090                       &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3091
3092       *walk_subtrees = 0;
3093       return NULL_TREE;
3094
3095     case CONSTRUCTOR:
3096     case TEMPLATE_DECL:
3097       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t),
3098                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3099       return NULL_TREE;
3100  
3101     case TYPENAME_TYPE:
3102       cp_walk_tree (&TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), &find_parameter_packs_r,
3103                    ppd, ppd->visited);
3104       *walk_subtrees = 0;
3105       return NULL_TREE;
3106       
3107     case TYPE_PACK_EXPANSION:
3108     case EXPR_PACK_EXPANSION:
3109       *walk_subtrees = 0;
3110       return NULL_TREE;
3111
3112     case INTEGER_TYPE:
3113       cp_walk_tree (&TYPE_MAX_VALUE (t), &find_parameter_packs_r, 
3114                     ppd, ppd->visited);
3115       *walk_subtrees = 0;
3116       return NULL_TREE;
3117
3118     case IDENTIFIER_NODE:
3119       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
3120                     ppd->visited);
3121       *walk_subtrees = 0;
3122       return NULL_TREE;
3123
3124     default:
3125       return NULL_TREE;
3126     }
3127
3128   return NULL_TREE;
3129 }
3130
3131 /* Determines if the expression or type T uses any parameter packs.  */
3132 bool
3133 uses_parameter_packs (tree t)
3134 {
3135   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3136   struct find_parameter_pack_data ppd;
3137   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3138   ppd.visited = pointer_set_create ();
3139   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3140   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3141   return parameter_packs != NULL_TREE;
3142 }
3143
3144 /* Turn ARG, which may be an expression, type, or a TREE_LIST
3145    representation a base-class initializer into a parameter pack
3146    expansion. If all goes well, the resulting node will be an
3147    EXPR_PACK_EXPANSION, TYPE_PACK_EXPANSION, or TREE_LIST,
3148    respectively.  */
3149 tree 
3150 make_pack_expansion (tree arg)
3151 {
3152   tree result;
3153   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3154   bool for_types = false;
3155   struct find_parameter_pack_data ppd;
3156
3157   if (!arg || arg == error_mark_node)
3158     return arg;
3159
3160   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST)
3161     {
3162       /* The only time we will see a TREE_LIST here is for a base
3163          class initializer.  In this case, the TREE_PURPOSE will be a
3164          _TYPE node (representing the base class expansion we're
3165          initializing) and the TREE_VALUE will be a TREE_LIST
3166          containing the initialization arguments. 
3167
3168          The resulting expansion looks somewhat different from most
3169          expansions. Rather than returning just one _EXPANSION, we
3170          return a TREE_LIST whose TREE_PURPOSE is a
3171          TYPE_PACK_EXPANSION containing the bases that will be
3172          initialized.  The TREE_VALUE will be identical to the
3173          original TREE_VALUE, which is a list of arguments that will
3174          be passed to each base.  We do not introduce any new pack
3175          expansion nodes into the TREE_VALUE (although it is possible
3176          that some already exist), because the TREE_PURPOSE and
3177          TREE_VALUE all need to be expanded together with the same
3178          _EXPANSION node.  Note that the TYPE_PACK_EXPANSION in the
3179          resulting TREE_PURPOSE will mention the parameter packs in
3180          both the bases and the arguments to the bases.  */
3181       tree purpose;
3182       tree value;
3183       tree parameter_packs = NULL_TREE;
3184
3185       /* Determine which parameter packs will be used by the base
3186          class expansion.  */
3187       ppd.visited = pointer_set_create ();
3188       ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3189       cp_walk_tree (&TREE_PURPOSE (arg), &find_parameter_packs_r, 
3190                     &ppd, ppd.visited);
3191
3192       if (parameter_packs == NULL_TREE)
3193         {
3194           error ("base initializer expansion %<%T%> contains no parameter packs", arg);
3195           pointer_set_destroy (ppd.visited);
3196           return error_mark_node;
3197         }
3198
3199       if (TREE_VALUE (arg) != void_type_node)
3200         {
3201           /* Collect the sets of parameter packs used in each of the
3202              initialization arguments.  */
3203           for (value = TREE_VALUE (arg); value; value = TREE_CHAIN (value))
3204             {
3205               /* Determine which parameter packs will be expanded in this
3206                  argument.  */
3207               cp_walk_tree (&TREE_VALUE (value), &find_parameter_packs_r, 
3208                             &ppd, ppd.visited);
3209             }
3210         }
3211
3212       pointer_set_destroy (ppd.visited);
3213
3214       /* Create the pack expansion type for the base type.  */
3215       purpose = cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION);
3216       SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (purpose, TREE_PURPOSE (arg));
3217       PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (purpose) = parameter_packs;
3218
3219       /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3220          they will rarely be compared to anything.  */
3221       SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (purpose);
3222
3223       return tree_cons (purpose, TREE_VALUE (arg), NULL_TREE);
3224     }
3225
3226   if (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
3227     for_types = true;
3228
3229   /* Build the PACK_EXPANSION_* node.  */
3230   result = for_types
3231      ? cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION)
3232      : make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
3233   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (result, arg);
3234   if (TREE_CODE (result) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3235     {
3236       /* Propagate type and const-expression information.  */
3237       TREE_TYPE (result) = TREE_TYPE (arg);
3238       TREE_CONSTANT (result) = TREE_CONSTANT (arg);
3239     }
3240   else
3241     /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3242        they will rarely be compared to anything.  */
3243     SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (result);
3244
3245   /* Determine which parameter packs will be expanded.  */
3246   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3247   ppd.visited = pointer_set_create ();
3248   cp_walk_tree (&arg, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3249   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3250
3251   /* Make sure we found some parameter packs.  */
3252   if (parameter_packs == NULL_TREE)
3253     {
3254       if (TYPE_P (arg))
3255         error ("expansion pattern %<%T%> contains no argument packs", arg);
3256       else
3257         error ("expansion pattern %<%E%> contains no argument packs", arg);
3258       return error_mark_node;
3259     }
3260   PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (result) = parameter_packs;
3261
3262   PACK_EXPANSION_LOCAL_P (result) = at_function_scope_p ();
3263
3264   return result;
3265 }
3266
3267 /* Checks T for any "bare" parameter packs, which have not yet been
3268    expanded, and issues an error if any are found. This operation can
3269    only be done on full expressions or types (e.g., an expression
3270    statement, "if" condition, etc.), because we could have expressions like:
3271
3272      foo(f(g(h(args)))...)
3273
3274    where "args" is a parameter pack. check_for_bare_parameter_packs
3275    should not be called for the subexpressions args, h(args),
3276    g(h(args)), or f(g(h(args))), because we would produce erroneous
3277    error messages. 
3278
3279    Returns TRUE and emits an error if there were bare parameter packs,
3280    returns FALSE otherwise.  */
3281 bool 
3282 check_for_bare_parameter_packs (tree t)
3283 {
3284   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3285   struct find_parameter_pack_data ppd;
3286
3287   if (!processing_template_decl || !t || t == error_mark_node)
3288     return false;
3289
3290   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
3291     t = TREE_TYPE (t);
3292
3293   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3294   ppd.visited = pointer_set_create ();
3295   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3296   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3297
3298   if (parameter_packs) 
3299     {
3300       error ("parameter packs not expanded with %<...%>:");
3301       while (parameter_packs)
3302         {
3303           tree pack = TREE_VALUE (parameter_packs);
3304           tree name = NULL_TREE;
3305
3306           if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TYPE_PARM
3307               || TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3308             name = TYPE_NAME (pack);
3309           else if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3310             name = DECL_NAME (TEMPLATE_PARM_DECL (pack));
3311           else
3312             name = DECL_NAME (pack);
3313
3314           if (name)
3315             inform (input_location, "        %qD", name);
3316           else
3317             inform (input_location, "        <anonymous>");
3318
3319           parameter_packs = TREE_CHAIN (parameter_packs);
3320         }
3321
3322       return true;
3323     }
3324
3325   return false;
3326 }
3327
3328 /* Expand any parameter packs that occur in the template arguments in
3329    ARGS.  */
3330 tree
3331 expand_template_argument_pack (tree args)
3332 {
3333   tree result_args = NULL_TREE;
3334   int in_arg, out_arg = 0, nargs = args ? TREE_VEC_LENGTH (args) : 0;
3335   int num_result_args = -1;
3336   int non_default_args_count = -1;
3337
3338   /* First, determine if we need to expand anything, and the number of
3339      slots we'll need.  */
3340   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3341     {
3342       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3343       if (arg == NULL_TREE)
3344         return args;
3345       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3346         {
3347           int num_packed = TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg));
3348           if (num_result_args < 0)
3349             num_result_args = in_arg + num_packed;
3350           else
3351             num_result_args += num_packed;
3352         }
3353       else
3354         {
3355           if (num_result_args >= 0)
3356             num_result_args++;
3357         }
3358     }
3359
3360   /* If no expansion is necessary, we're done.  */
3361   if (num_result_args < 0)
3362     return args;
3363
3364   /* Expand arguments.  */
3365   result_args = make_tree_vec (num_result_args);
3366   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args))
3367     non_default_args_count =
3368       GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args);
3369   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3370     {
3371       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3372       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3373         {
3374           tree packed = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3375           int i, num_packed = TREE_VEC_LENGTH (packed);
3376           for (i = 0; i < num_packed; ++i, ++out_arg)
3377             TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = TREE_VEC_ELT(packed, i);
3378           if (non_default_args_count > 0)
3379             non_default_args_count += num_packed;
3380         }
3381       else
3382         {
3383           TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = arg;
3384           ++out_arg;
3385         }
3386     }
3387   if (non_default_args_count >= 0)
3388     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (result_args, non_default_args_count);
3389   return result_args;
3390 }
3391
3392 /* Checks if DECL shadows a template parameter.
3393
3394    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
3395    scope (including nested scopes).
3396
3397    Emits an error and returns TRUE if the DECL shadows a parameter,
3398    returns FALSE otherwise.  */
3399
3400 bool
3401 check_template_shadow (tree decl)
3402 {
3403   tree olddecl;
3404
3405   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
3406      parameter.  */
3407   if (!current_template_parms)
3408     return true;
3409
3410   /* Figure out what we're shadowing.  */
3411   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
3412     decl = OVL_CURRENT (decl);
3413   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
3414
3415   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
3416      anything, let alone a template parameter.  */
3417   if (!olddecl)
3418     return true;
3419
3420   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
3421      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
3422      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
3423      node.  */
3424   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
3425     return true;
3426
3427   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
3428      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
3429      inline member templates.  */
3430   if (decl == olddecl
3431       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
3432     return true;
3433
3434   error ("declaration of %q+#D", decl);
3435   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
3436   return false;
3437 }
3438
3439 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
3440    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
3441
3442 static tree
3443 build_template_parm_index (int index,
3444                            int level,
3445                            int orig_level,
3446                            tree decl,
3447                            tree type)
3448 {
3449   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
3450   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
3451   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
3452   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
3453   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
3454   TREE_TYPE (t) = type;
3455   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
3456   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
3457
3458   return t;
3459 }
3460
3461 /* Find the canonical type parameter for the given template type
3462    parameter.  Returns the canonical type parameter, which may be TYPE
3463    if no such parameter existed.  */
3464
3465 static tree
3466 canonical_type_parameter (tree type)
3467 {
3468   tree list;
3469   int idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (type);
3470   if (!canonical_template_parms)
3471     canonical_template_parms = VEC_alloc (tree, gc, idx+1);
3472
3473   while (VEC_length (tree, canonical_template_parms) <= (unsigned)idx)
3474     VEC_safe_push (tree, gc, canonical_template_parms, NULL_TREE);
3475
3476   list = VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx);
3477   while (list && !comptypes (type, TREE_VALUE (list), COMPARE_STRUCTURAL))
3478     list = TREE_CHAIN (list);
3479
3480   if (list)
3481     return TREE_VALUE (list);
3482   else
3483     {
3484       VEC_replace(tree, canonical_template_parms, idx,
3485                   tree_cons (NULL_TREE, type, 
3486                              VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx)));
3487       return type;
3488     }
3489 }
3490
3491 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
3492    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
3493    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
3494    new one is created.  */
3495
3496 static tree
3497 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels, tree args,
3498                             tsubst_flags_t complain)
3499 {
3500   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
3501       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
3502           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels)
3503       || !same_type_p (type, TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))))
3504     {
3505       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3506       tree decl, t;
3507
3508       decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (orig_decl),
3509                          TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
3510       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
3511       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
3512       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3513       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3514
3515       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
3516                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
3517                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
3518                                      decl, type);
3519       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
3520       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t) 
3521         = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index);
3522
3523         /* Template template parameters need this.  */
3524       if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
3525         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl) = tsubst_template_parms
3526           (DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index)),
3527            args, complain);
3528     }
3529
3530   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
3531 }
3532
3533 /* Process information from new template parameter PARM and append it
3534    to the LIST being built.  This new parameter is a non-type
3535    parameter iff IS_NON_TYPE is true. This new parameter is a
3536    parameter pack iff IS_PARAMETER_PACK is true.  The location of PARM
3537    is in PARM_LOC. NUM_TEMPLATE_PARMS is the size of the template
3538    parameter list PARM belongs to. This is used used to create a
3539    proper canonical type for the type of PARM that is to be created,
3540    iff PARM is a type.  If the size is not known, this parameter shall
3541    be set to 0.  */
3542
3543 tree
3544 process_template_parm (tree list, location_t parm_loc, tree parm,
3545                        bool is_non_type, bool is_parameter_pack)
3546 {
3547   tree decl = 0;
3548   tree defval;
3549   tree err_parm_list;
3550   int idx = 0;
3551
3552   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
3553   defval = TREE_PURPOSE (parm);
3554
3555   if (list)
3556     {
3557       tree p = tree_last (list);
3558
3559       if (p && TREE_VALUE (p) != error_mark_node)
3560         {
3561           p = TREE_VALUE (p);
3562           if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
3563             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
3564           else
3565             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
3566         }
3567
3568       ++idx;
3569     }
3570   else
3571     idx = 0;
3572
3573   if (is_non_type)
3574     {
3575       parm = TREE_VALUE (parm);
3576
3577       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
3578
3579       if (TREE_TYPE (parm) == error_mark_node)
3580         {
3581           err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3582           TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3583            return chainon (list, err_parm_list);
3584         }
3585       else
3586       {
3587         /* [temp.param]
3588
3589            The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
3590            ignored when determining its type.  */
3591         TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
3592         if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
3593           {
3594             err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3595             TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3596              return chainon (list, err_parm_list);
3597           }
3598
3599         if (uses_parameter_packs (TREE_TYPE (parm)) && !is_parameter_pack)
3600           {
3601             /* This template parameter is not a parameter pack, but it
3602                should be. Complain about "bare" parameter packs.  */
3603             check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (parm));
3604             
3605             /* Recover by calling this a parameter pack.  */
3606             is_parameter_pack = true;
3607           }
3608       }
3609
3610       /* A template parameter is not modifiable.  */
3611       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
3612       TREE_READONLY (parm) = 1;
3613       decl = build_decl (parm_loc,
3614                          CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
3615       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
3616       TREE_READONLY (decl) = 1;
3617       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
3618         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3619                                      processing_template_decl,
3620                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3621
3622       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)) 
3623         = is_parameter_pack;
3624     }
3625   else
3626     {
3627       tree t;
3628       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
3629
3630       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3631         {
3632           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
3633           /* This is for distinguishing between real templates and template
3634              template parameters */
3635           TREE_TYPE (parm) = t;
3636           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
3637           decl = parm;
3638         }
3639       else
3640         {
3641           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
3642           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
3643           decl = build_decl (parm_loc,
3644                              TYPE_DECL, parm, t);
3645         }
3646
3647       TYPE_NAME (t) = decl;
3648       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3649       parm = decl;
3650       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
3651         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3652                                      processing_template_decl,
3653                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3654       TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t) = is_parameter_pack;
3655       TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3656     }
3657   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3658   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3659   pushdecl (decl);
3660   parm = build_tree_list (defval, parm);
3661   return chainon (list, parm);
3662 }
3663
3664 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
3665    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
3666    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
3667    as PARM_DECLs.  */
3668
3669 tree
3670 end_template_parm_list (tree parms)
3671 {
3672   int nparms;
3673   tree parm, next;
3674   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
3675
3676   current_template_parms
3677     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
3678                  saved_parmlist, current_template_parms);
3679
3680   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
3681     {
3682       next = TREE_CHAIN (parm);
3683       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
3684       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
3685     }
3686
3687   --processing_template_parmlist;
3688
3689   return saved_parmlist;
3690 }
3691
3692 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
3693
3694 void
3695 end_template_decl (void)
3696 {
3697   reset_specialization ();
3698
3699   if (! processing_template_decl)
3700     return;
3701
3702   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
3703   finish_scope ();
3704
3705   --processing_template_decl;
3706   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
3707 }
3708
3709 /* Takes a TREE_LIST representing a template parameter and convert it
3710    into an argument suitable to be passed to the type substitution
3711    functions.  Note that If the TREE_LIST contains an error_mark
3712    node, the returned argument is error_mark_node.  */
3713
3714 static tree
3715 template_parm_to_arg (tree t)
3716 {
3717
3718   if (t == NULL_TREE
3719       || TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
3720     return t;
3721
3722   if (error_operand_p (TREE_VALUE (t)))
3723     return error_mark_node;
3724
3725   t = TREE_VALUE (t);
3726
3727   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
3728       || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
3729     {
3730       t = TREE_TYPE (t);
3731
3732       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
3733         {
3734           /* Turn this argument into a TYPE_ARGUMENT_PACK
3735              with a single element, which expands T.  */
3736           tree vec = make_tree_vec (1);
3737 #ifdef ENABLE_CHECKING
3738           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
3739             (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
3740 #endif
3741           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3742
3743           t = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
3744           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3745         }
3746     }
3747   else
3748     {
3749       t = DECL_INITIAL (t);
3750
3751       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
3752         {
3753           /* Turn this argument into a NONTYPE_ARGUMENT_PACK
3754              with a single element, which expands T.  */
3755           tree vec = make_tree_vec (1);
3756           tree type = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (t));
3757 #ifdef ENABLE_CHECKING
3758           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
3759             (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
3760 #endif
3761           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
3762
3763           t  = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
3764           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
3765           TREE_TYPE (t) = type;
3766         }
3767     }
3768   return t;
3769 }
3770
3771 /* This function returns TRUE if PARM_PACK is a template parameter
3772    pack and if ARG_PACK is what template_parm_to_arg returned when
3773    passed PARM_PACK.  */
3774
3775 static bool
3776 arg_from_parm_pack_p (tree arg_pack, tree parm_pack)
3777 {
3778   /* For clarity in the comments below let's use the representation
3779      argument_pack<elements>' to denote an argument pack and its
3780      elements.
3781
3782      In the 'if' block below, we want to detect cases where
3783      ARG_PACK is argument_pack<PARM_PACK...>.  I.e, we want to
3784      check if ARG_PACK is an argument pack which sole element is
3785      the expansion of PARM_PACK.  That argument pack is typically
3786      created by template_parm_to_arg when passed a parameter
3787      pack.  */
3788
3789   if (arg_pack
3790       && TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
3791       && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0)))
3792     {
3793       tree expansion = TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0);
3794       tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (expansion);
3795       if ((TYPE_P (pattern) && same_type_p (pattern, parm_pack))
3796           || (!TYPE_P (pattern) && cp_tree_equal (parm_pack, pattern)))
3797         /* The argument pack that the parameter maps to is just an
3798            expansion of the parameter itself, such as one would
3799            find in the implicit typedef of a class inside the
3800            class itself.  Consider this parameter "unsubstituted",
3801            so that we will maintain the outer pack expansion.  */
3802         return true;
3803     }
3804   return false;
3805 }
3806
3807 /* Within the declaration of a template, return all levels of template
3808    parameters that apply.  The template parameters are represented as
3809    a TREE_VEC, in the form documented in cp-tree.h for template
3810    arguments.  */
3811
3812 static tree
3813 current_template_args (void)
3814 {
3815   tree header;
3816   tree args = NULL_TREE;
3817   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
3818   int l = length;
3819
3820   /* If there is only one level of template parameters, we do not
3821      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
3822      TREE_VEC containing the arguments.  */
3823   if (length > 1)
3824     args = make_tree_vec (length);
3825
3826   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
3827     {
3828       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
3829       int i;
3830
3831       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
3832       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
3833         TREE_VEC_ELT (a, i) = template_parm_to_arg (TREE_VEC_ELT (a, i));
3834
3835 #ifdef ENABLE_CHECKING
3836       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (a, TREE_VEC_LENGTH (a));
3837 #endif
3838
3839       if (length > 1)
3840         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
3841       else
3842         args = a;
3843     }
3844
3845     if (length > 1 && TREE_VEC_ELT (args, 0) == NULL_TREE)
3846       /* This can happen for template parms of a template template
3847          parameter, e.g:
3848
3849          template<template<class T, class U> class TT> struct S;
3850
3851          Consider the level of the parms of TT; T and U both have
3852          level 2; TT has no template parm of level 1. So in this case
3853          the first element of full_template_args is NULL_TREE. If we
3854          leave it like this TMPL_ARG_DEPTH on args returns 1 instead
3855          of 2. This will make tsubst wrongly consider that T and U
3856          have level 1. Instead, let's create a dummy vector as the
3857          first element of full_template_args so that TMPL_ARG_DEPTH
3858          returns the correct depth for args.  */
3859       TREE_VEC_ELT (args, 0) = make_tree_vec (1);
3860   return args;
3861 }
3862
3863 /* Update the declared TYPE by doing any lookups which were thought to be
3864    dependent, but are not now that we know the SCOPE of the declarator.  */
3865
3866 tree
3867 maybe_update_decl_type (tree orig_type, tree scope)
3868 {
3869   tree type = orig_type;
3870
3871   if (type == NULL_TREE)
3872     return type;
3873
3874   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
3875     type = TREE_TYPE (type);
3876
3877   if (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
3878       && dependent_type_p (type)
3879       /* Don't bother building up the args in this case.  */
3880       && TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
3881     {
3882       /* tsubst in the args corresponding to the template parameters,
3883          including auto if present.  Most things will be unchanged, but
3884          make_typename_type and tsubst_qualified_id will resolve
3885          TYPENAME_TYPEs and SCOPE_REFs that were previously dependent.  */
3886       tree args = current_template_args ();
3887       tree auto_node = type_uses_auto (type);
3888       tree pushed;
3889       if (auto_node)
3890         {
3891           tree auto_vec = make_tree_vec (1);
3892           TREE_VEC_ELT (auto_vec, 0) = auto_node;
3893           args = add_to_template_args (args, auto_vec);
3894         }
3895       pushed = push_scope (scope);
3896       type = tsubst (type, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
3897       if (pushed)
3898         pop_scope (scope);
3899     }
3900
3901   if (type == error_mark_node)
3902     return orig_type;
3903
3904   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
3905     {
3906       if (same_type_p (type, TREE_TYPE (orig_type)))
3907         type = orig_type;
3908       else
3909         type = TYPE_NAME (type);
3910     }
3911   return type;
3912 }
3913
3914 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
3915    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
3916    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
3917
3918 static tree
3919 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
3920 {
3921   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
3922   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
3923   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
3924   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
3925   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
3926
3927   return tmpl;
3928 }
3929
3930 struct template_parm_data
3931 {
3932   /* The level of the template parameters we are currently
3933      processing.  */
3934   int level;
3935
3936   /* The index of the specialization argument we are currently
3937      processing.  */
3938   int current_arg;
3939
3940   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
3941      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
3942      of the arguments processed so far.  */
3943   int* parms;
3944
3945   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
3946      elements are nonzero if the argument makes use of template
3947      parameters of this level.  */
3948   int* arg_uses_template_parms;
3949 };
3950
3951 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
3952    parameter in a partial specialization is used in the explicit
3953    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
3954    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
3955    appropriately.  */
3956
3957 static int
3958 mark_template_parm (tree t, void* data)
3959 {
3960   int level;
3961   int idx;
3962   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
3963
3964   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3965     {
3966       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
3967       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
3968     }
3969   else
3970     {
3971       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
3972       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
3973     }
3974
3975   if (level == tpd->level)
3976     {
3977       tpd->parms[idx] = 1;
3978       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
3979     }
3980
3981   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
3982      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
3983   return 0;
3984 }
3985
3986 /* Process the partial specialization DECL.  */
3987
3988 static tree
3989 process_partial_specialization (tree decl)
3990 {
3991   tree type = TREE_TYPE (decl);
3992   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
3993   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
3994   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
3995   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
3996   tree inner_parms;
3997   tree inst;
3998   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
3999   int ntparms;
4000   int  i;
4001   bool did_error_intro = false;
4002   struct template_parm_data tpd;
4003   struct template_parm_data tpd2;
4004
4005   gcc_assert (current_template_parms);
4006
4007   inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
4008   ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4009
4010   /* We check that each of the template parameters given in the
4011      partial specialization is used in the argument list to the
4012      specialization.  For example:
4013
4014        template <class T> struct S;
4015        template <class T> struct S<T*>;
4016
4017      The second declaration is OK because `T*' uses the template
4018      parameter T, whereas
4019
4020        template <class T> struct S<int>;
4021
4022      is no good.  Even trickier is:
4023
4024        template <class T>
4025        struct S1
4026        {
4027           template <class U>
4028           struct S2;
4029           template <class U>
4030           struct S2<T>;
4031        };
4032
4033      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
4034      full-specialization.  Of course,
4035
4036           template <class U>
4037           struct S2<T (*)(U)>;
4038
4039      or some such would have been OK.  */
4040   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
4041   tpd.parms = XALLOCAVEC (int, ntparms);
4042   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
4043
4044   tpd.arg_uses_template_parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4045   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
4046   for (i = 0; i < nargs; ++i)
4047     {
4048       tpd.current_arg = i;
4049       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
4050                               &mark_template_parm,
4051                               &tpd,
4052                               NULL,
4053                               /*include_nondeduced_p=*/false);
4054     }
4055   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4056     if (tpd.parms[i] == 0)
4057       {
4058         /* One of the template parms was not used in the
4059            specialization.  */
4060         if (!did_error_intro)
4061           {
4062             error ("template parameters not used in partial specialization:");
4063             did_error_intro = true;
4064           }
4065
4066         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
4067       }
4068
4069   if (did_error_intro)
4070     return error_mark_node;
4071
4072   /* [temp.class.spec]
4073
4074      The argument list of the specialization shall not be identical to
4075      the implicit argument list of the primary template.  */
4076   if (comp_template_args
4077       (inner_args,
4078        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
4079                                                    (maintmpl)))))
4080     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
4081
4082   /* [temp.class.spec]
4083
4084      A partially specialized non-type argument expression shall not
4085      involve template parameters of the partial specialization except
4086      when the argument expression is a simple identifier.
4087
4088      The type of a template parameter corresponding to a specialized
4089      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
4090      specialization. 
4091
4092      Also, we verify that pack expansions only occur at the
4093      end of the argument list.  */
4094   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
4095   tpd2.parms = 0;
4096   for (i = 0; i < nargs; ++i)
4097     {
4098       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, i));
4099       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
4100       tree packed_args = NULL_TREE;
4101       int j, len = 1;
4102
4103       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
4104         {
4105           /* Extract the arguments from the argument pack. We'll be
4106              iterating over these in the following loop.  */
4107           packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
4108           len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
4109         }
4110
4111       for (j = 0; j < len; j++)
4112         {
4113           if (packed_args)
4114             /* Get the Jth argument in the parameter pack.  */
4115             arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, j);
4116
4117           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
4118             {
4119               /* Pack expansions must come at the end of the
4120                  argument list.  */
4121               if ((packed_args && j < len - 1)
4122                   || (!packed_args && i < nargs - 1))
4123                 {
4124                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
4125                     error ("parameter pack argument %qE must be at the "
4126                            "end of the template argument list", arg);
4127                   else
4128                     error ("parameter pack argument %qT must be at the "
4129                            "end of the template argument list", arg);
4130                 }
4131             }
4132
4133           if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
4134             /* We only care about the pattern.  */
4135             arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
4136
4137           if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
4138               !TYPE_P (arg)
4139               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
4140               /* This next line is the `argument expression is not just a
4141                  simple identifier' condition and also the `specialized
4142                  non-type argument' bit.  */
4143               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
4144             {
4145               if ((!packed_args && tpd.arg_uses_template_parms[i])
4146                   || (packed_args && uses_template_parms (arg)))
4147                 error ("template argument %qE involves template parameter(s)",
4148                        arg);
4149               else 
4150                 {
4151                   /* Look at the corresponding template parameter,
4152                      marking which template parameters its type depends
4153                      upon.  */
4154                   tree type = TREE_TYPE (parm);
4155
4156                   if (!tpd2.parms)
4157                     {
4158                       /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
4159                       tpd2.arg_uses_template_parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4160                       /* The number of parameters here is the number in the
4161                          main template, which, as checked in the assertion
4162                          above, is NARGS.  */
4163                       tpd2.parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4164                       tpd2.level = 
4165                         TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
4166                     }
4167
4168                   /* Mark the template parameters.  But this time, we're
4169                      looking for the template parameters of the main
4170                      template, not in the specialization.  */
4171                   tpd2.current_arg = i;
4172                   tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
4173                   memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
4174                   for_each_template_parm (type,
4175                                           &mark_template_parm,
4176                                           &tpd2,
4177                                           NULL,
4178                                           /*include_nondeduced_p=*/false);
4179
4180                   if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
4181                     {
4182                       /* The type depended on some template parameters.
4183                          If they are fully specialized in the
4184                          specialization, that's OK.  */
4185                       int j;
4186                       int count = 0;
4187                       for (j = 0; j < nargs; ++j)
4188                         if (tpd2.parms[j] != 0
4189                             && tpd.arg_uses_template_parms [j])
4190                           ++count;
4191                       if (count != 0)
4192                         error_n (input_location, count,
4193                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4194                                  "on a template parameter",
4195                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4196                                  "on template parameters",
4197                                  type,
4198                                  arg);
4199                     }
4200                 }
4201             }
4202         }
4203     }
4204
4205   /* We should only get here once.  */
4206   gcc_assert (!COMPLETE_TYPE_P (type));
4207
4208   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
4209     = tree_cons (specargs, inner_parms,
4210                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
4211   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
4212
4213   for (inst = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (maintmpl); inst;
4214        inst = TREE_CHAIN (inst))
4215     {
4216       tree inst_type = TREE_VALUE (inst);
4217       if (COMPLETE_TYPE_P (inst_type)
4218           && CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (inst_type))
4219         {
4220           tree spec = most_specialized_class (inst_type, maintmpl, tf_none);
4221           if (spec && TREE_TYPE (spec) == type)
4222             permerror (input_location,
4223                        "partial specialization of %qT after instantiation "
4224                        "of %qT", type, inst_type);
4225         }
4226     }
4227
4228   return decl;
4229 }
4230
4231 /* Check that a template declaration's use of default arguments and
4232    parameter packs is not invalid.  Here, PARMS are the template
4233    parameters.  IS_PRIMARY is nonzero if DECL is the thing declared by
4234    a primary template.  IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial
4235    specialization.
4236    
4237
4238    IS_FRIEND_DECL is nonzero if DECL is a friend function template
4239    declaration (but not a definition); 1 indicates a declaration, 2
4240    indicates a redeclaration. When IS_FRIEND_DECL=2, no errors are
4241    emitted for extraneous default arguments.
4242
4243    Returns TRUE if there were no errors found, FALSE otherwise. */
4244
4245 bool
4246 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, 
4247                          int is_partial, int is_friend_decl)
4248 {
4249   const char *msg;
4250   int last_level_to_check;
4251   tree parm_level;
4252   bool no_errors = true;
4253
4254   /* [temp.param]
4255
4256      A default template-argument shall not be specified in a
4257      function template declaration or a function template definition, nor
4258      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
4259      class template.  */
4260
4261   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
4262     /* You can't have a function template declaration in a local
4263        scope, nor you can you define a member of a class template in a
4264        local scope.  */
4265     return true;
4266
4267   if (current_class_type
4268       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
4269       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4270       && DECL_DECLARES_FUNCTION_P (decl)
4271       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
4272          or a member function.  */
4273       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4274           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
4275           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
4276           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
4277           : false)
4278       /* And, if it was a member function, it really was defined in
4279          the scope of the class.  */
4280       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4281           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
4282     /* We already checked these parameters when the template was
4283        declared, so there's no need to do it again now.  This function
4284        was defined in class scope, but we're processing it's body now
4285        that the class is complete.  */
4286     return true;
4287
4288   /* Core issue 226 (C++0x only): the following only applies to class
4289      templates.  */
4290   if ((cxx_dialect == cxx98) || TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
4291     {
4292       /* [temp.param]
4293
4294          If a template-parameter has a default template-argument, all
4295          subsequent template-parameters shall have a default
4296          template-argument supplied.  */
4297       for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4298         {
4299           tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4300           int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4301           int seen_def_arg_p = 0;
4302           int i;
4303
4304           for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4305             {
4306               tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
4307
4308               if (parm == error_mark_node)
4309                 continue;
4310
4311               if (TREE_PURPOSE (parm))
4312                 seen_def_arg_p = 1;
4313               else if (seen_def_arg_p
4314                        && !template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4315                 {
4316                   error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
4317                   /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
4318                      there should have been a default argument.  */
4319                   TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
4320                   no_errors = false;
4321                 }
4322               else if (is_primary
4323                        && !is_partial
4324                        && !is_friend_decl
4325                        /* Don't complain about an enclosing partial
4326                           specialization.  */
4327                        && parm_level == parms
4328                        && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4329                        && i < ntparms - 1
4330                        && template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4331                 {
4332                   /* A primary class template can only have one
4333                      parameter pack, at the end of the template
4334                      parameter list.  */
4335
4336                   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL)
4337                     error ("parameter pack %qE must be at the end of the"
4338                            " template parameter list", TREE_VALUE (parm));
4339                   else
4340                     error ("parameter pack %qT must be at the end of the"
4341                            " template parameter list", 
4342                            TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
4343
4344                   TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) 
4345                     = error_mark_node;
4346                   no_errors = false;
4347                 }
4348             }
4349         }
4350     }
4351
4352   if (((cxx_dialect == cxx98) && TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
4353       || is_partial 
4354       || !is_primary
4355       || is_friend_decl)
4356     /* For an ordinary class template, default template arguments are
4357        allowed at the innermost level, e.g.:
4358          template <class T = int>
4359          struct S {};
4360        but, in a partial specialization, they're not allowed even
4361        there, as we have in [temp.class.spec]:
4362
4363          The template parameter list of a specialization shall not
4364          contain default template argument values.
4365
4366        So, for a partial specialization, or for a function template
4367        (in C++98/C++03), we look at all of them.  */
4368     ;
4369   else
4370     /* But, for a primary class template that is not a partial
4371        specialization we look at all template parameters except the
4372        innermost ones.  */
4373     parms = TREE_CHAIN (parms);
4374
4375   /* Figure out what error message to issue.  */
4376   if (is_friend_decl == 2)
4377     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4378              "friend re-declaration");
4379   else if (is_friend_decl)
4380     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4381              "friend declarations");
4382   else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && (cxx_dialect == cxx98))
4383     msg = G_("default template arguments may not be used in function templates "
4384              "without -std=c++11 or -std=gnu++11");
4385   else if (is_partial)
4386     msg = G_("default template arguments may not be used in "
4387              "partial specializations");
4388   else
4389     msg = G_("default argument for template parameter for class enclosing %qD");
4390
4391   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
4392     /* If we're inside a class definition, there's no need to
4393        examine the parameters to the class itself.  On the one
4394        hand, they will be checked when the class is defined, and,
4395        on the other, default arguments are valid in things like:
4396          template <class T = double>
4397          struct S { template <class U> void f(U); };
4398        Here the default argument for `S' has no bearing on the
4399        declaration of `f'.  */
4400     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
4401   else
4402     /* Check everything.  */
4403     last_level_to_check = 0;
4404
4405   for (parm_level = parms;
4406        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
4407        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4408     {
4409       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4410       int i;
4411       int ntparms;
4412
4413       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4414       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4415         {
4416           if (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i) == error_mark_node)
4417             continue;
4418
4419           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
4420             {
4421               if (msg)
4422                 {
4423                   no_errors = false;
4424                   if (is_friend_decl == 2)
4425                     return no_errors;
4426
4427                   error (msg, decl);
4428                   msg = 0;
4429                 }
4430
4431               /* Clear out the default argument so that we are not
4432                  confused later.  */
4433               TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
4434             }
4435         }
4436
4437       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
4438          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
4439       if (msg)
4440         msg = G_("default argument for template parameter for class "
4441                  "enclosing %qD");
4442     }
4443
4444   return no_errors;
4445 }
4446
4447 /* Worker for push_template_decl_real, called via
4448    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
4449    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
4450    parameter of that level, return nonzero.  */
4451
4452 static int
4453 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
4454 {
4455   int this_level = *(int *)data;
4456   int level;
4457
4458   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4459     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4460   else
4461     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4462   return level == this_level;
4463 }
4464
4465 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
4466    parameters given by current_template_args, or reuses a
4467    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
4468    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
4469
4470    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
4471
4472 tree
4473 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
4474 {
4475   tree tmpl;
4476   tree args;
4477   tree info;
4478   tree ctx;
4479   int primary;
4480   int is_partial;
4481   int new_template_p = 0;
4482   /* True if the template is a member template, in the sense of
4483      [temp.mem].  */
4484   bool member_template_p = false;
4485
4486   if (decl == error_mark_node || !current_template_parms)
4487     return error_mark_node;
4488
4489   /* See if this is a partial specialization.  */
4490   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4491                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
4492                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
4493
4494   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
4495     is_friend = true;
4496
4497   if (is_friend)
4498     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
4499        the type of which it is a friend.  */
4500     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4501   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
4502            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
4503     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
4504        it is defined.  */
4505     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4506   else
4507     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
4508        is assumed to be a member of the class.  */
4509     ctx = current_scope ();
4510
4511   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
4512     ctx = NULL_TREE;
4513
4514   if (!DECL_CONTEXT (decl))
4515     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
4516
4517   /* See if this is a primary template.  */
4518   if (is_friend && ctx)
4519     /* A friend template that specifies a class context, i.e.
4520          template <typename T> friend void A<T>::f();
4521        is not primary.  */
4522     primary = 0;
4523   else
4524     primary = template_parm_scope_p ();
4525
4526   if (primary)
4527     {
4528       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
4529         member_template_p = true;
4530       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4531           && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
4532         {
4533           error ("template class without a name");
4534           return error_mark_node;
4535         }
4536       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4537         {
4538           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
4539             {
4540               /* [temp.mem]
4541
4542                  A destructor shall not be a member template.  */
4543               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
4544               return error_mark_node;
4545             }
4546           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
4547               && (!prototype_p (TREE_TYPE (decl))
4548                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
4549                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
4550                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
4551                       == void_list_node)))
4552             {
4553               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
4554
4555                  An allocation function can be a function
4556                  template. ... Template allocation functions shall
4557                  have two or more parameters.  */
4558               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
4559               return error_mark_node;
4560             }
4561         }
4562       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4563                && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
4564         /* OK */;
4565       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4566                && TYPE_DECL_ALIAS_P (decl))
4567         /* alias-declaration */
4568         gcc_assert (!DECL_ARTIFICIAL (decl));
4569       else
4570         {
4571           error ("template declaration of %q#D", decl);
4572           return error_mark_node;
4573         }
4574     }
4575
4576   /* Check to see that the rules regarding the use of default
4577      arguments are not being violated.  */
4578   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
4579                            primary, is_partial, /*is_friend_decl=*/0);
4580
4581   /* Ensure that there are no parameter packs in the type of this
4582      declaration that have not been expanded.  */
4583   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4584     {
4585       /* Check each of the arguments individually to see if there are
4586          any bare parameter packs.  */
4587       tree type = TREE_TYPE (decl);
4588       tree arg = DECL_ARGUMENTS (decl);
4589       tree argtype = TYPE_ARG_TYPES (type);
4590
4591       while (arg && argtype)
4592         {
4593           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg)
4594               && check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (arg)))
4595             {
4596             /* This is a PARM_DECL that contains unexpanded parameter
4597                packs. We have already complained about this in the
4598                check_for_bare_parameter_packs call, so just replace
4599                these types with ERROR_MARK_NODE.  */
4600               TREE_TYPE (arg) = error_mark_node;
4601               TREE_VALUE (argtype) = error_mark_node;
4602             }
4603
4604           arg = DECL_CHAIN (arg);
4605           argtype = TREE_CHAIN (argtype);
4606         }
4607
4608       /* Check for bare parameter packs in the return type and the
4609          exception specifiers.  */
4610       if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (type)))
4611         /* Errors were already issued, set return type to int
4612            as the frontend doesn't expect error_mark_node as
4613            the return type.  */
4614         TREE_TYPE (type) = integer_type_node;
4615       if (check_for_bare_parameter_packs (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type)))
4616         TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type) = NULL_TREE;
4617     }
4618   else if (check_for_bare_parameter_packs ((TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4619                                             && TYPE_DECL_ALIAS_P (decl))
4620                                            ? DECL_ORIGINAL_TYPE (decl)
4621                                            : TREE_TYPE (decl)))
4622     {
4623       TREE_TYPE (decl) = error_mark_node;
4624       return error_mark_node;
4625     }
4626
4627   if (is_partial)
4628     return process_partial_specialization (decl);
4629
4630   args = current_template_args ();
4631
4632   if (!ctx
4633       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
4634       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
4635       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
4636     {
4637       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4638           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
4639           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
4640         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
4641       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
4642          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
4643          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
4644       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4645                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
4646                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
4647         {
4648           /* Since a template declaration already existed for this
4649              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
4650              that the redeclaration is valid.  */
4651           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
4652                                     current_template_parms);
4653           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
4654              one we already had.  */
4655           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
4656         }
4657       else
4658         {
4659           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4660                                       member_template_p);
4661           new_template_p = 1;
4662
4663           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4664               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
4665             {
4666               /* A specialization of a member template of a template
4667                  class.  */
4668               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
4669               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
4670               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
4671             }
4672         }
4673     }
4674   else
4675     {
4676       tree a, t, current, parms;
4677       int i;
4678       tree tinfo = get_template_info (decl);
4679
4680       if (!tinfo)
4681         {
4682           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
4683           return error_mark_node;
4684         }
4685
4686       tmpl = TI_TEMPLATE (tinfo);
4687
4688       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
4689           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
4690           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
4691           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
4692         {
4693           tree new_tmpl;
4694
4695           /* The declaration is a specialization of a member
4696              template, declared outside the class.  Therefore, the
4697              innermost template arguments will be NULL, so we
4698              replace them with the arguments determined by the
4699              earlier call to check_explicit_specialization.  */
4700           args = DECL_TI_ARGS (decl);
4701
4702           new_tmpl
4703             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4704                                    member_template_p);
4705           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
4706           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4707           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
4708           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
4709           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
4710             = build_template_info (tmpl, args);
4711
4712           register_specialization (new_tmpl,
4713                                    most_general_template (tmpl),
4714                                    args,
4715                                    is_friend, 0);
4716           return decl;
4717         }
4718
4719       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
4720
4721       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4722       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4723       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
4724         {
4725           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
4726                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
4727         }
4728       else
4729         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
4730           {
4731             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
4732             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4733
4734             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
4735               {
4736                 if (current == decl)
4737                   error ("got %d template parameters for %q#D",
4738                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
4739                 else
4740                   error ("got %d template parameters for %q#T",
4741                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
4742                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
4743                 /* Avoid crash in import_export_decl.  */
4744                 DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
4745                 return error_mark_node;
4746               }
4747
4748             if (current == decl)
4749               current = ctx;
4750             else if (current == NULL_TREE)
4751               /* Can happen in erroneous input.  */
4752               break;
4753             else
4754               current = (TYPE_P (current)
4755                          ? TYPE_CONTEXT (current)
4756                          : DECL_CONTEXT (current));
4757           }
4758
4759       /* Check that the parms are used in the appropriate qualifying scopes
4760          in the declarator.  */
4761       if (!comp_template_args
4762           (TI_ARGS (tinfo),
4763            TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)))))
4764         {
4765           error ("\
4766 template arguments to %qD do not match original template %qD",
4767                  decl, DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
4768           if (!uses_template_parms (TI_ARGS (tinfo)))
4769             inform (input_location, "use template<> for an explicit specialization");
4770           /* Avoid crash in import_export_decl.  */
4771           DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
4772           return error_mark_node;
4773         }
4774     }
4775
4776   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
4777   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4778
4779   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
4780      that we do not try to push a global template friend declared in a
4781      template class; such a thing may well depend on the template
4782      parameters of the class.  */
4783   if (new_template_p && !ctx
4784       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
4785     {
4786       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
4787       if (tmpl == error_mark_node)
4788         return error_mark_node;
4789
4790       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
4791       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
4792         {
4793           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
4794           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
4795         }
4796     }
4797
4798   if (primary)
4799     {
4800       tree parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4801       int i;
4802
4803       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
4804       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
4805         {
4806           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
4807
4808           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
4809              depends on innermost template operands.  */
4810
4811           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
4812                                          depth))
4813             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
4814         }
4815
4816       /* Give template template parms a DECL_CONTEXT of the template
4817          for which they are a parameter.  */
4818       parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4819       for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
4820         {
4821           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4822           if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4823             DECL_CONTEXT (parm) = tmpl;
4824         }
4825     }
4826
4827   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
4828      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
4829      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
4830      argument levels if necessary.  */
4831   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
4832     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
4833
4834   info = build_template_info (tmpl, args);
4835
4836   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
4837     SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
4838   else
4839     {
4840       if (primary && !DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
4841         retrofit_lang_decl (decl);
4842       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
4843         DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
4844     }
4845
4846   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
4847 }
4848
4849 tree
4850 push_template_decl (tree decl)
4851 {
4852   return push_template_decl_real (decl, false);
4853 }
4854
4855 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
4856    template PARMS, e.g.:
4857
4858      template <class T> struct S;
4859      template <class T> struct S {};  */
4860
4861 bool
4862 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
4863 {
4864   tree tmpl;
4865   tree tmpl_parms;
4866   int i;
4867
4868   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4869     {
4870       error ("%qT is not a template type", type);
4871       return false;
4872     }
4873
4874   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
4875   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4876     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
4877        about here; there are no new template parameters for the nested
4878        type.  */
4879     return true;
4880
4881   if (!parms)
4882     {
4883       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
4884              tmpl);
4885       return false;
4886     }
4887
4888   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
4889   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
4890
4891   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
4892     {
4893       error_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (parms),
4894                "redeclared with %d template parameter",
4895                "redeclared with %d template parameters",
4896                TREE_VEC_LENGTH (parms));
4897       inform_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
4898                 "previous declaration %q+D used %d template parameter",
4899                 "previous declaration %q+D used %d template parameters",
4900                 tmpl, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms));
4901       return false;
4902     }
4903
4904   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
4905     {
4906       tree tmpl_parm;
4907       tree parm;
4908       tree tmpl_default;
4909       tree parm_default;
4910
4911       if (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i) == error_mark_node
4912           || TREE_VEC_ELT (parms, i) == error_mark_node)
4913         continue;
4914
4915       tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4916       if (tmpl_parm == error_mark_node)
4917         return false;
4918
4919       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4920       tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
4921       parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4922
4923       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
4924          TEMPLATE_DECL.  */
4925       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
4926           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
4927               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm)))
4928           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != PARM_DECL
4929               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (tmpl_parm))
4930                   != TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm))))
4931           || (TREE_CODE (tmpl_parm) == PARM_DECL
4932               && (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (tmpl_parm))
4933                   != TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))))
4934         {
4935           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
4936           error ("redeclared here as %q#D", parm);
4937           return false;
4938         }
4939
4940       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
4941         {
4942           /* We have in [temp.param]:
4943
4944              A template-parameter may not be given default arguments
4945              by two different declarations in the same scope.  */
4946           error_at (input_location, "redefinition of default argument for %q#D", parm);
4947           inform (DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl_parm),
4948                   "original definition appeared here");
4949           return false;
4950         }
4951
4952       if (parm_default != NULL_TREE)
4953         /* Update the previous template parameters (which are the ones
4954            that will really count) with the new default value.  */
4955         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
4956       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
4957         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
4958            parameters for any members.  */
4959         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
4960     }
4961
4962     return true;
4963 }
4964
4965 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
4966    (possibly simplified) expression.  */
4967
4968 static tree
4969 fold_non_dependent_expr_sfinae (tree expr, tsubst_flags_t complain)
4970 {
4971   if (expr == NULL_TREE)
4972     return NULL_TREE;
4973
4974   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
4975      it.  We're supposed to treat:
4976
4977        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
4978        template <typename T> void f(T[2]);
4979
4980      as two declarations of the same function, for example.  */
4981   if (processing_template_decl
4982       && !type_dependent_expression_p (expr)
4983       && potential_constant_expression (expr)
4984       && !value_dependent_expression_p (expr))
4985     {
4986       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
4987
4988       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4989       processing_template_decl = 0;
4990       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
4991                                     /*args=*/NULL_TREE,
4992                                     complain,
4993                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
4994                                     /*function_p=*/false,
4995                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
4996       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4997     }
4998   return expr;
4999 }
5000
5001 tree
5002 fold_non_dependent_expr (tree expr)
5003 {
5004   return fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, tf_error);
5005 }
5006
5007 /* Return TRUE iff T is a type alias, a TEMPLATE_DECL for an alias
5008    template declaration, or a TYPE_DECL for an alias declaration.  */
5009
5010 bool
5011 alias_type_or_template_p (tree t)
5012 {
5013   if (t == NULL_TREE)
5014     return false;
5015   return ((TREE_CODE (t) == TYPE_DECL && TYPE_DECL_ALIAS_P (t))
5016           || (TYPE_P (t)
5017               && TYPE_NAME (t)
5018               && TYPE_DECL_ALIAS_P (TYPE_NAME (t)))
5019           || DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (t));
5020 }
5021
5022 /* Return TRUE iff is a specialization of an alias template.  */
5023
5024 bool
5025 alias_template_specialization_p (tree t)
5026 {
5027   if (t == NULL_TREE)
5028     return false;
5029   return (primary_template_instantiation_p (t)
5030           && DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (t)));
5031 }
5032
5033 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
5034    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
5035    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
5036    and check that the resulting function has external linkage.  */
5037
5038 static tree
5039 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
5040 {
5041   tree fns = expr;
5042   tree fn, fn_no_ptr;
5043   linkage_kind linkage;
5044
5045   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
5046   if (fn == error_mark_node)
5047     return error_mark_node;
5048
5049   fn_no_ptr = fn;
5050   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
5051     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
5052   if (BASELINK_P (fn_no_ptr))
5053     fn_no_ptr = BASELINK_FUNCTIONS (fn_no_ptr);
5054  
5055   /* [temp.arg.nontype]/1
5056
5057      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5058      shall be one of:
5059      [...]
5060      -- the address of an object or function with external [C++11: or
5061         internal] linkage.  */
5062   linkage = decl_linkage (fn_no_ptr);
5063   if (cxx_dialect >= cxx0x ? linkage == lk_none : linkage != lk_external)
5064     {
5065       if (cxx_dialect >= cxx0x)
5066         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5067                "because %qD has no linkage",
5068                expr, type, fn_no_ptr);
5069       else
5070         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5071                "because %qD does not have external linkage",
5072                expr, type, fn_no_ptr);
5073       return NULL_TREE;
5074     }
5075
5076   return fn;
5077 }
5078
5079 /* Subroutine of convert_nontype_argument.
5080    Check if EXPR of type TYPE is a valid pointer-to-member constant.
5081    Emit an error otherwise.  */
5082
5083 static bool
5084 check_valid_ptrmem_cst_expr (tree type, tree expr,
5085                              tsubst_flags_t complain)
5086 {
5087   STRIP_NOPS (expr);
5088   if (expr && (null_ptr_cst_p (expr) || TREE_CODE (expr) == PTRMEM_CST))
5089     return true;
5090   if (cxx_dialect >= cxx0x && null_member_pointer_value_p (expr))
5091     return true;
5092   if (complain & tf_error)
5093     {
5094       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT",
5095              expr, type);
5096       error ("it must be a pointer-to-member of the form %<&X::Y%>");
5097     }
5098   return false;
5099 }
5100
5101 /* Returns TRUE iff the address of OP is value-dependent.
5102
5103    14.6.2.4 [temp.dep.temp]:
5104    A non-integral non-type template-argument is dependent if its type is
5105    dependent or it has either of the following forms
5106      qualified-id
5107      & qualified-id
5108    and contains a nested-name-specifier which specifies a class-name that
5109    names a dependent type.
5110
5111    We generalize this to just say that the address of a member of a
5112    dependent class is value-dependent; the above doesn't cover the
5113    address of a static data member named with an unqualified-id.  */
5114
5115 static bool
5116 has_value_dependent_address (tree op)
5117 {
5118   /* We could use get_inner_reference here, but there's no need;
5119      this is only relevant for template non-type arguments, which
5120      can only be expressed as &id-expression.  */
5121   if (DECL_P (op))
5122     {
5123       tree ctx = CP_DECL_CONTEXT (op);
5124       if (TYPE_P (ctx) && dependent_type_p (ctx))
5125         return true;
5126     }
5127
5128   return false;
5129 }
5130
5131 /* The next set of functions are used for providing helpful explanatory
5132    diagnostics for failed overload resolution.  Their messages should be
5133    indented by two spaces for consistency with the messages in
5134    call.c  */
5135
5136 static int
5137 unify_success (bool explain_p ATTRIBUTE_UNUSED)
5138 {
5139   return 0;
5140 }
5141
5142 static int
5143 unify_parameter_deduction_failure (bool explain_p, tree parm)
5144 {
5145   if (explain_p)
5146     inform (input_location,
5147             "  couldn't deduce template parameter %qD", parm);
5148   return 1;
5149 }
5150
5151 static int
5152 unify_invalid (bool explain_p ATTRIBUTE_UNUSED)
5153 {
5154   return 1;
5155 }
5156
5157 static int
5158 unify_cv_qual_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5159 {
5160   if (explain_p)
5161     inform (input_location,
5162             "  types %qT and %qT have incompatible cv-qualifiers",
5163             parm, arg);
5164   return 1;
5165 }
5166
5167 static int
5168 unify_type_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5169 {
5170   if (explain_p)
5171     inform (input_location, "  mismatched types %qT and %qT", parm, arg);
5172   return 1;
5173 }
5174
5175 static int
5176 unify_parameter_pack_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5177 {
5178   if (explain_p)
5179     inform (input_location,
5180             "  template parameter %qD is not a parameter pack, but "
5181             "argument %qD is",
5182             parm, arg);
5183   return 1;
5184 }
5185
5186 static int
5187 unify_ptrmem_cst_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5188 {
5189   if (explain_p)
5190     inform (input_location,
5191             "  template argument %qE does not match "
5192             "pointer-to-member constant %qE",
5193             arg, parm);
5194   return 1;
5195 }
5196
5197 static int
5198 unify_expression_unequal (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5199 {
5200   if (explain_p)
5201     inform (input_location, "  %qE is not equivalent to %qE", parm, arg);
5202   return 1;
5203 }
5204
5205 static int
5206 unify_parameter_pack_inconsistent (bool explain_p, tree old_arg, tree new_arg)
5207 {
5208   if (explain_p)
5209     inform (input_location,
5210             "  inconsistent parameter pack deduction with %qT and %qT",
5211             old_arg, new_arg);
5212   return 1;
5213 }
5214
5215 static int
5216 unify_inconsistency (bool explain_p, tree parm, tree first, tree second)
5217 {
5218   if (explain_p)
5219     {
5220       if (TYPE_P (parm))
5221         inform (input_location,
5222                 "  deduced conflicting types for parameter %qT (%qT and %qT)",
5223                 parm, first, second);
5224       else
5225         inform (input_location,
5226                 "  deduced conflicting values for non-type parameter "
5227                 "%qE (%qE and %qE)", parm, first, second);
5228     }
5229   return 1;
5230 }
5231
5232 static int
5233 unify_vla_arg (bool explain_p, tree arg)
5234 {
5235   if (explain_p)
5236     inform (input_location,
5237             "  variable-sized array type %qT is not "
5238             "a valid template argument",
5239             arg);
5240   return 1;
5241 }
5242
5243 static int
5244 unify_method_type_error (bool explain_p, tree arg)
5245 {
5246   if (explain_p)
5247     inform (input_location,
5248             "  member function type %qT is not a valid template argument",
5249             arg);
5250   return 1;
5251 }
5252
5253 static int
5254 unify_arity (bool explain_p, int have, int wanted)
5255 {
5256   if (explain_p)
5257     inform_n (input_location, wanted,
5258               "  candidate expects %d argument, %d provided",
5259               "  candidate expects %d arguments, %d provided",
5260               wanted, have);
5261   return 1;
5262 }
5263
5264 static int
5265 unify_too_many_arguments (bool explain_p, int have, int wanted)
5266 {
5267   return unify_arity (explain_p, have, wanted);
5268 }
5269
5270 static int
5271 unify_too_few_arguments (bool explain_p, int have, int wanted)
5272 {
5273   return unify_arity (explain_p, have, wanted);
5274 }
5275
5276 static int
5277 unify_arg_conversion (bool explain_p, tree to_type,
5278                       tree from_type, tree arg)
5279 {
5280   if (explain_p)
5281     inform (input_location, "  cannot convert %qE (type %qT) to type %qT",
5282             arg, from_type, to_type);
5283   return 1;
5284 }
5285
5286 static int
5287 unify_no_common_base (bool explain_p, enum template_base_result r,
5288                       tree parm, tree arg)
5289 {
5290   if (explain_p)
5291     switch (r)
5292       {
5293       case tbr_ambiguous_baseclass:
5294         inform (input_location, "  %qT is an ambiguous base class of %qT",
5295                 arg, parm);
5296         break;
5297       default:
5298         inform (input_location, "  %qT is not derived from %qT", arg, parm);
5299         break;
5300       }
5301   return 1;
5302 }
5303
5304 static int
5305 unify_inconsistent_template_template_parameters (bool explain_p)
5306 {
5307   if (explain_p)
5308     inform (input_location,
5309             "  template parameters of a template template argument are "
5310             "inconsistent with other deduced template arguments");
5311   return 1;
5312 }
5313
5314 static int
5315 unify_template_deduction_failure (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5316 {
5317   if (explain_p)
5318     inform (input_location,
5319             "  can't deduce a template for %qT from non-template type %qT",
5320             parm, arg);
5321   return 1;
5322 }
5323
5324 static int
5325 unify_template_argument_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5326 {
5327   if (explain_p)
5328     inform (input_location,
5329             "  template argument %qE does not match %qD", arg, parm);
5330   return 1;
5331 }
5332
5333 static int
5334 unify_overload_resolution_failure (bool explain_p, tree arg)
5335 {
5336   if (explain_p)
5337     inform (input_location,
5338             "  could not resolve address from overloaded function %qE",
5339             arg);
5340   return 1;
5341 }
5342
5343 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
5344    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
5345    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
5346    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
5347    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
5348    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
5349    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
5350    must be non-dependent.
5351
5352    The conversion follows the special rules described in
5353    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
5354    conversion.
5355
5356    This function is called twice for each template argument (see
5357    lookup_template_class for a more accurate description of this
5358    problem). This means that we need to handle expressions which
5359    are not valid in a C++ source, but can be created from the
5360    first call (for instance, casts to perform conversions). These
5361    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
5362
5363 static tree
5364 convert_nontype_argument (tree type, tree expr, tsubst_flags_t complain)
5365 {
5366   tree expr_type;
5367
5368   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
5369      This special-case is not needed for correctness (we would easily
5370      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
5371      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
5372      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
5373   /* FIXME we're making this OK.  */
5374   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
5375     {
5376       if (complain & tf_error)
5377         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5378                "because string literals can never be used in this context",
5379                expr, type);
5380       return NULL_TREE;
5381     }
5382
5383   /* Add the ADDR_EXPR now for the benefit of
5384      value_dependent_expression_p.  */
5385   if (TYPE_PTROBV_P (type)
5386       && TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == ARRAY_TYPE)
5387     expr = decay_conversion (expr);
5388
5389   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
5390      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
5391      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
5392      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
5393      so that access checking can be performed when the template is
5394      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
5395      convert the argument.  */
5396   if (TYPE_REF_OBJ_P (type)
5397       && has_value_dependent_address (expr))
5398     /* If we want the address and it's value-dependent, don't fold.  */;
5399   else if (!type_unknown_p (expr))
5400     expr = fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, complain);
5401   if (error_operand_p (expr))
5402     return error_mark_node;
5403   expr_type = TREE_TYPE (expr);
5404   if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
5405     expr = mark_lvalue_use (expr);
5406   else
5407     expr = mark_rvalue_use (expr);
5408
5409   /* 14.3.2/5: The null pointer{,-to-member} conversion is applied
5410      to a non-type argument of "nullptr".  */
5411   if (expr == nullptr_node
5412       && (TYPE_PTR_P (type) || TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type)))
5413     expr = convert (type, expr);
5414
5415   /* In C++11, integral or enumeration non-type template arguments can be
5416      arbitrary constant expressions.  Pointer and pointer to
5417      member arguments can be general constant expressions that evaluate
5418      to a null value, but otherwise still need to be of a specific form.  */
5419   if (cxx_dialect >= cxx0x)
5420     {
5421       if (TREE_CODE (expr) == PTRMEM_CST)
5422         /* A PTRMEM_CST is already constant, and a valid template
5423            argument for a parameter of pointer to member type, we just want
5424            to leave it in that form rather than lower it to a
5425            CONSTRUCTOR.  */;
5426       else if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
5427         expr = maybe_constant_value (expr);
5428       else if (TYPE_PTR_P (type)
5429                || TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
5430         {
5431           tree folded = maybe_constant_value (expr);
5432           if (TYPE_PTR_P (type) ? integer_zerop (folded)
5433               : null_member_pointer_value_p (folded))
5434             expr = folded;
5435         }
5436     }
5437
5438   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
5439      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
5440      which is the tree that we built on the first call (see
5441      below when coercing to reference to object or to reference to
5442      function). We just strip everything and get to the arg.
5443      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
5444      for examples.  */
5445   if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
5446     {
5447       tree probe_type, probe = expr;
5448       if (REFERENCE_REF_P (probe))
5449         probe = TREE_OPERAND (probe, 0);
5450       probe_type = TREE_TYPE (probe);
5451       if (TREE_CODE (probe) == NOP_EXPR)
5452         {
5453           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
5454              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
5455              could actually change the type to something more cv-qualified,
5456              and this is not folded by convert_from_reference.  */
5457           tree addr = TREE_OPERAND (probe, 0);
5458           gcc_assert (TREE_CODE (probe_type) == REFERENCE_TYPE);
5459           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
5460           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
5461           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
5462                       (TREE_TYPE (probe_type),
5463                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
5464
5465           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
5466           expr_type = TREE_TYPE (expr);
5467         }
5468     }
5469
5470   /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
5471      parameter is a pointer to object, through decay and
5472      qualification conversion. Let's strip everything.  */
5473   else if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR && TYPE_PTROBV_P (type))
5474     {
5475       STRIP_NOPS (expr);
5476       gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
5477       gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
5478       /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
5479          an array. Otherwise, it is part of the original argument
5480          in the source code.  */
5481       if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
5482         expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5483       expr_type = TREE_TYPE (expr);
5484     }
5485
5486   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
5487
5488      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
5489      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
5490      (_conv.integral_) are applied.  */
5491   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
5492     {
5493       tree t = build_integral_nontype_arg_conv (type, expr, complain);
5494       t = maybe_constant_value (t);
5495       if (t != error_mark_node)
5496         expr = t;
5497
5498       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (type, TREE_TYPE (expr)))
5499         return error_mark_node;
5500
5501       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
5502          do not fold into integer constants.  */
5503       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
5504         {
5505           if (complain & tf_error)
5506             {
5507               int errs = errorcount, warns = warningcount;
5508               if (processing_template_decl
5509                   && !require_potential_constant_expression (expr))
5510                 return NULL_TREE;
5511               expr = cxx_constant_value (expr);
5512               if (errorcount > errs || warningcount > warns)
5513                 inform (EXPR_LOC_OR_HERE (expr),
5514                         "in template argument for type %qT ", type);
5515               if (expr == error_mark_node)
5516                 return NULL_TREE;
5517               /* else cxx_constant_value complained but gave us
5518                  a real constant, so go ahead.  */
5519               gcc_assert (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST);
5520             }
5521           else
5522             return NULL_TREE;
5523         }
5524
5525       /* Avoid typedef problems.  */
5526       if (TREE_TYPE (expr) != type)
5527         expr = fold_convert (type, expr);
5528     }
5529   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
5530
5531      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
5532      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
5533      conversion (_conv.array_) are applied.  */
5534   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
5535     {
5536       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
5537
5538          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5539          shall be one of: [...]
5540
5541          -- the name of a non-type template-parameter;
5542          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
5543             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
5544             refers to a function or array, or if the corresponding
5545             template-parameter is a reference.
5546
5547         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
5548         for a parameter of type pointer-to-object.  */
5549
5550       if (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr))
5551         /* Non-type template parameters are OK.  */
5552         ;
5553       else if (cxx_dialect >= cxx0x && integer_zerop (expr))
5554         /* Null pointer values are OK in C++11.  */;
5555       else if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR
5556                && TREE_CODE (expr_type) != ARRAY_TYPE)
5557         {
5558           if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
5559             {
5560               error ("%qD is not a valid template argument "
5561                      "because %qD is a variable, not the address of "
5562                      "a variable",
5563                      expr, expr);
5564               return NULL_TREE;
5565             }
5566           /* Other values, like integer constants, might be valid
5567              non-type arguments of some other type.  */
5568           return error_mark_node;
5569         }
5570       else
5571         {
5572           tree decl;
5573
5574           decl = ((TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5575                   ? TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
5576           if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
5577             {
5578               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5579                      "because %qE is not a variable",
5580                      expr, type, decl);
5581               return NULL_TREE;
5582             }
5583           else if (cxx_dialect < cxx0x && !DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (decl))
5584             {
5585               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5586                      "because %qD does not have external linkage",
5587                      expr, type, decl);
5588               return NULL_TREE;
5589             }
5590           else if (cxx_dialect >= cxx0x && decl_linkage (decl) == lk_none)
5591             {
5592               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5593                      "because %qD has no linkage",
5594                      expr, type, decl);
5595               return NULL_TREE;
5596             }
5597         }
5598
5599       expr = decay_conversion (expr);
5600       if (expr == error_mark_node)
5601         return error_mark_node;
5602
5603       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5604       if (expr == error_mark_node)
5605         return error_mark_node;
5606     }
5607   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
5608
5609      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
5610      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
5611      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
5612      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
5613      template-argument, which must be an lvalue.  */
5614   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
5615     {
5616       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
5617                                                       expr_type))
5618         return error_mark_node;
5619
5620       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
5621         {
5622           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5623                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
5624           return NULL_TREE;
5625         }
5626
5627       if (!real_lvalue_p (expr))
5628         {
5629           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5630                  "because it is not an lvalue", expr, type);
5631           return NULL_TREE;
5632         }
5633
5634       /* [temp.arg.nontype]/1
5635
5636          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5637          shall be one of: [...]
5638
5639          -- the address of an object or function with external linkage.  */
5640       if (TREE_CODE (expr) == INDIRECT_REF
5641           && TYPE_REF_OBJ_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))))
5642         {
5643           expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5644           if (DECL_P (expr))
5645             {
5646               error ("%q#D is not a valid template argument for type %qT "
5647                      "because a reference variable does not have a constant "
5648                      "address", expr, type);
5649               return NULL_TREE;
5650             }
5651         }
5652
5653       if (!DECL_P (expr))
5654         {
5655           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5656                  "because it is not an object with external linkage",
5657                  expr, type);
5658           return NULL_TREE;
5659         }
5660
5661       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
5662         {
5663           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5664                  "because object %qD has not external linkage",
5665                  expr, type, expr);
5666           return NULL_TREE;
5667         }
5668
5669       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5670     }
5671   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
5672
5673      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
5674      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
5675      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
5676      pointer to such), the matching function is selected from the set
5677      (_over.over_).  */
5678   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
5679     {
5680       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
5681          context information to decay the pointer.  */
5682       if (!type_unknown_p (expr_type))
5683         {
5684           expr = decay_conversion (expr);
5685           if (expr == error_mark_node)
5686             return error_mark_node;
5687         }
5688
5689       if (cxx_dialect >= cxx0x && integer_zerop (expr))
5690         /* Null pointer values are OK in C++11.  */
5691         return perform_qualification_conversions (type, expr);
5692
5693       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
5694       if (!expr || expr == error_mark_node)
5695         return expr;
5696
5697       if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR)
5698         {
5699           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT", expr, type);
5700           error ("it must be the address of a function with external linkage");
5701           return NULL_TREE;
5702         }
5703     }
5704   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
5705
5706      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
5707      conversions apply. If the template-argument represents a set of
5708      overloaded functions, the matching function is selected from the set
5709      (_over.over_).  */
5710   else if (TYPE_REFFN_P (type))
5711     {
5712       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5713         {
5714           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5715                  "because it is a pointer", expr, type);
5716           inform (input_location, "try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
5717           return NULL_TREE;
5718         }
5719
5720       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
5721       if (!expr || expr == error_mark_node)
5722         return expr;
5723
5724       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5725     }
5726   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
5727
5728      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
5729      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
5730      overloaded member functions, the matching member function is selected
5731      from the set (_over.over_).  */
5732   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
5733     {
5734       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
5735       if (expr == error_mark_node)
5736         return error_mark_node;
5737
5738       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
5739          expression must be a pointer-to-member constant.  */
5740       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr, complain))
5741         return error_mark_node;
5742
5743       /* There is no way to disable standard conversions in
5744          resolve_address_of_overloaded_function (called by
5745          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
5746          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
5747          to reject this conversion here.
5748
5749          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
5750          it would still be better to reject them here so that we can
5751          provide a superior diagnostic.  */
5752       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
5753         {
5754           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5755                  "because it is of type %qT", expr, type,
5756                  TREE_TYPE (expr));
5757           /* If we are just one standard conversion off, explain.  */
5758           if (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)))
5759             inform (input_location,
5760                     "standard conversions are not allowed in this context");
5761           return NULL_TREE;
5762         }
5763     }
5764   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
5765
5766      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
5767      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
5768   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
5769     {
5770       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
5771          expression must be a pointer-to-member constant.  */
5772       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr, complain))
5773         return error_mark_node;
5774
5775       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5776       if (expr == error_mark_node)
5777         return expr;
5778     }
5779   else if (NULLPTR_TYPE_P (type))
5780     {
5781       if (expr != nullptr_node)
5782         {
5783           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5784                  "because it is of type %qT", expr, type, TREE_TYPE (expr));
5785           return NULL_TREE;
5786         }
5787       return expr;
5788     }
5789   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
5790   else
5791     gcc_unreachable ();
5792
5793   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
5794      right type?  */
5795   gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
5796               (type, TREE_TYPE (expr)));
5797   return expr;
5798 }
5799
5800 /* Subroutine of coerce_template_template_parms, which returns 1 if
5801    PARM_PARM and ARG_PARM match using the rule for the template
5802    parameters of template template parameters. Both PARM and ARG are
5803    template parameters; the rest of the arguments are the same as for
5804    coerce_template_template_parms.
5805  */
5806 static int
5807 coerce_template_template_parm (tree parm,
5808                               tree arg,
5809                               tsubst_flags_t complain,
5810                               tree in_decl,
5811                               tree outer_args)
5812 {
5813   if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
5814       || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
5815     return 0;
5816   
5817   if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
5818     return 0;
5819   
5820   switch (TREE_CODE (parm))
5821     {
5822     case TEMPLATE_DECL:
5823       /* We encounter instantiations of templates like
5824          template <template <template <class> class> class TT>
5825          class C;  */
5826       {
5827         tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
5828         tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
5829         
5830         if (!coerce_template_template_parms
5831             (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
5832           return 0;
5833       }
5834       /* Fall through.  */
5835       
5836     case TYPE_DECL:
5837       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (arg))
5838           && !TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5839         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5840         return 0;
5841       break;
5842       
5843     case PARM_DECL:
5844       /* The tsubst call is used to handle cases such as
5845          
5846            template <int> class C {};
5847            template <class T, template <T> class TT> class D {};
5848            D<int, C> d;
5849
5850          i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
5851       if (!uses_template_parms (TREE_TYPE (arg))
5852           && !same_type_p
5853                 (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
5854                  TREE_TYPE (arg)))
5855         return 0;
5856       
5857       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (arg))
5858           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5859         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
5860         return 0;
5861       
5862       break;
5863
5864     default:
5865       gcc_unreachable ();
5866     }
5867
5868   return 1;
5869 }
5870
5871
5872 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
5873    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
5874    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
5875    or PARM_DECL.
5876
5877    Consider the example:
5878      template <class T> class A;
5879      template<template <class U> class TT> class B;
5880
5881    For B<A>, PARM_PARMS are the parameters to TT, while ARG_PARMS are
5882    the parameters to A, and OUTER_ARGS contains A.  */
5883
5884 static int
5885 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
5886                                 tree arg_parms,
5887                                 tsubst_flags_t complain,
5888                                 tree in_decl,
5889                                 tree outer_args)
5890 {
5891   int nparms, nargs, i;
5892   tree parm, arg;
5893   int variadic_p = 0;
5894
5895   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
5896   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
5897
5898   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
5899   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
5900
5901   /* Determine whether we have a parameter pack at the end of the
5902      template template parameter's template parameter list.  */
5903   if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1) != error_mark_node)
5904     {
5905       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1));
5906       
5907       if (parm == error_mark_node)
5908         return 0;
5909
5910       switch (TREE_CODE (parm))
5911         {
5912         case TEMPLATE_DECL:
5913         case TYPE_DECL:
5914           if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
5915             variadic_p = 1;
5916           break;
5917           
5918         case PARM_DECL:
5919           if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
5920             variadic_p = 1;
5921           break;
5922           
5923         default:
5924           gcc_unreachable ();
5925         }
5926     }
5927  
5928   if (nargs != nparms
5929       && !(variadic_p && nargs >= nparms - 1))
5930     return 0;
5931
5932   /* Check all of the template parameters except the parameter pack at
5933      the end (if any).  */
5934   for (i = 0; i < nparms - variadic_p; ++i)
5935     {
5936       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node
5937           || TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5938         continue;
5939
5940       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5941       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5942
5943       if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5944                                           outer_args))
5945         return 0;
5946
5947     }
5948
5949   if (variadic_p)
5950     {
5951       /* Check each of the template parameters in the template
5952          argument against the template parameter pack at the end of
5953          the template template parameter.  */
5954       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node)
5955         return 0;
5956
5957       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
5958
5959       for (; i < nargs; ++i)
5960         {
5961           if (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
5962             continue;
5963  
5964           arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
5965  
5966           if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
5967                                               outer_args))
5968             return 0;
5969         }
5970     }
5971
5972   return 1;
5973 }
5974
5975 /* Verifies that the deduced template arguments (in TARGS) for the
5976    template template parameters (in TPARMS) represent valid bindings,
5977    by comparing the template parameter list of each template argument
5978    to the template parameter list of its corresponding template
5979    template parameter, in accordance with DR150. This
5980    routine can only be called after all template arguments have been
5981    deduced. It will return TRUE if all of the template template
5982    parameter bindings are okay, FALSE otherwise.  */
5983 bool 
5984 template_template_parm_bindings_ok_p (tree tparms, tree targs)
5985 {
5986   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
5987   bool ret = true;
5988
5989   /* We're dealing with template parms in this process.  */
5990   ++processing_template_decl;
5991
5992   targs = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs);
5993
5994   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
5995     {
5996       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
5997       tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
5998
5999       if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_DECL && targ)
6000         {
6001           tree packed_args = NULL_TREE;
6002           int idx, len = 1;
6003
6004           if (ARGUMENT_PACK_P (targ))
6005             {
6006               /* Look inside the argument pack.  */
6007               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
6008               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
6009             }
6010
6011           for (idx = 0; idx < len; ++idx)
6012             {
6013               tree targ_parms = NULL_TREE;
6014
6015               if (packed_args)
6016                 /* Extract the next argument from the argument
6017                    pack.  */
6018                 targ = TREE_VEC_ELT (packed_args, idx);
6019
6020               if (PACK_EXPANSION_P (targ))
6021                 /* Look at the pattern of the pack expansion.  */
6022                 targ = PACK_EXPANSION_PATTERN (targ);
6023
6024               /* Extract the template parameters from the template
6025                  argument.  */
6026               if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_DECL)
6027                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (targ);
6028               else if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
6029                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (targ));
6030
6031               /* Verify that we can coerce the template template
6032                  parameters from the template argument to the template
6033                  parameter.  This requires an exact match.  */
6034               if (targ_parms
6035                   && !coerce_template_template_parms
6036                        (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tparm),
6037                         targ_parms,
6038                         tf_none,
6039                         tparm,
6040                         targs))
6041                 {
6042                   ret = false;
6043                   goto out;
6044                 }
6045             }
6046         }
6047     }
6048
6049  out:
6050
6051   --processing_template_decl;
6052   return ret;
6053 }
6054
6055 /* Since type attributes aren't mangled, we need to strip them from
6056    template type arguments.  */
6057
6058 static tree
6059 canonicalize_type_argument (tree arg, tsubst_flags_t complain)
6060 {
6061   tree mv;
6062   if (!arg || arg == error_mark_node || arg == TYPE_CANONICAL (arg))
6063     return arg;
6064   mv = TYPE_MAIN_VARIANT (arg);
6065   arg = strip_typedefs (arg);
6066   if (TYPE_ALIGN (arg) != TYPE_ALIGN (mv)
6067       || TYPE_ATTRIBUTES (arg) != TYPE_ATTRIBUTES (mv))
6068     {
6069       if (complain & tf_warning)
6070         warning (0, "ignoring attributes on template argument %qT", arg);
6071       arg = build_aligned_type (arg, TYPE_ALIGN (mv));
6072       arg = cp_build_type_attribute_variant (arg, TYPE_ATTRIBUTES (mv));
6073     }
6074   return arg;
6075 }
6076
6077 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
6078    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
6079    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
6080    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
6081    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
6082    the full set of template arguments deduced so far.  */
6083
6084 static tree
6085 convert_template_argument (tree parm,
6086                            tree arg,
6087                            tree args,
6088                            tsubst_flags_t complain,
6089                            int i,
6090                            tree in_decl)
6091 {
6092   tree orig_arg;
6093   tree val;
6094   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
6095
6096   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
6097       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
6098     {
6099       /* The template argument was the name of some
6100          member function.  That's usually
6101          invalid, but static members are OK.  In any
6102          case, grab the underlying fields/functions
6103          and issue an error later if required.  */
6104       orig_arg = TREE_VALUE (arg);
6105       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
6106     }
6107
6108   orig_arg = arg;
6109
6110   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
6111   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
6112                    || requires_tmpl_type);
6113
6114   /* When determining whether an argument pack expansion is a template,
6115      look at the pattern.  */
6116   if (TREE_CODE (arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
6117     arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
6118
6119   /* Deal with an injected-class-name used as a template template arg.  */
6120   if (requires_tmpl_type && CLASS_TYPE_P (arg))
6121     {
6122       tree t = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TYPE_NAME (arg));
6123       if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
6124         {
6125           if (cxx_dialect >= cxx0x)
6126             /* OK under DR 1004.  */;
6127           else if (complain & tf_warning_or_error)
6128             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "injected-class-name %qD"
6129                      " used as template template argument", TYPE_NAME (arg));
6130           else if (flag_pedantic_errors)
6131             t = arg;
6132
6133           arg = t;
6134         }
6135     }
6136
6137   is_tmpl_type = 
6138     ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
6139       && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
6140      || (requires_tmpl_type && TREE_CODE (arg) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
6141      || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6142      || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
6143
6144   if (is_tmpl_type
6145       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6146           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
6147     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
6148
6149   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
6150
6151   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
6152       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
6153     {
6154       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
6155         {
6156           if (complain & tf_error)
6157             error ("invalid use of destructor %qE as a type", orig_arg);
6158           return error_mark_node;
6159         }
6160
6161       permerror (input_location,
6162                  "to refer to a type member of a template parameter, "
6163                  "use %<typename %E%>", orig_arg);
6164
6165       orig_arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
6166                                      TREE_OPERAND (arg, 1),
6167                                      typename_type,
6168                                      complain & tf_error);
6169       arg = orig_arg;
6170       is_type = 1;
6171     }
6172   if (is_type != requires_type)
6173     {
6174       if (in_decl)
6175         {
6176           if (complain & tf_error)
6177             {
6178               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
6179                      "parameter list for %qD",
6180                      i + 1, in_decl);
6181               if (is_type)
6182                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
6183                        TREE_TYPE (parm),
6184                        (DECL_P (arg) ? DECL_NAME (arg) : orig_arg));
6185               else if (requires_tmpl_type)
6186                 error ("  expected a class template, got %qE", orig_arg);
6187               else
6188                 error ("  expected a type, got %qE", orig_arg);
6189             }
6190         }
6191       return error_mark_node;
6192     }
6193   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
6194     {
6195       if (in_decl && (complain & tf_error))
6196         {
6197           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
6198                  "parameter list for %qD",
6199                  i + 1, in_decl);
6200           if (is_tmpl_type)
6201             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
6202           else
6203             error ("  expected a class template, got %qT", orig_arg);
6204         }
6205       return error_mark_node;
6206     }
6207
6208   if (is_type)
6209     {
6210       if (requires_tmpl_type)
6211         {
6212           if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
6213             val = orig_arg;
6214           else if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
6215             /* The number of argument required is not known yet.
6216                Just accept it for now.  */
6217             val = TREE_TYPE (arg);
6218           else
6219             {
6220               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
6221               tree argparm;
6222
6223               argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
6224
6225               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
6226                                                   complain, in_decl,
6227                                                   args))
6228                 {
6229                   val = arg;
6230
6231                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
6232                      TEMPLATE_DECL.  */
6233                   if (val != error_mark_node)
6234                     {
6235                       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
6236                         val = TREE_TYPE (val);
6237                       if (TREE_CODE (orig_arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
6238                         val = make_pack_expansion (val);
6239                     }
6240                 }
6241               else
6242                 {
6243                   if (in_decl && (complain & tf_error))
6244                     {
6245                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
6246                              "template parameter list for %qD",
6247                              i + 1, in_decl);
6248                       error ("  expected a template of type %qD, got %qT",
6249                              parm, orig_arg);
6250                     }
6251
6252                   val = error_mark_node;
6253                 }
6254             }
6255         }
6256       else
6257         val = orig_arg;
6258       /* We only form one instance of each template specialization.
6259          Therefore, if we use a non-canonical variant (i.e., a
6260          typedef), any future messages referring to the type will use
6261          the typedef, which is confusing if those future uses do not
6262          themselves also use the typedef.  */
6263       if (TYPE_P (val))
6264         val = canonicalize_type_argument (val, complain);
6265     }
6266   else
6267     {
6268       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
6269
6270       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
6271         return error_mark_node;
6272
6273       if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
6274         {
6275           if (same_type_p (t, TREE_TYPE (orig_arg)))
6276             val = orig_arg;
6277           else
6278             {
6279               /* Not sure if this is reachable, but it doesn't hurt
6280                  to be robust.  */
6281               error ("type mismatch in nontype parameter pack");
6282               val = error_mark_node;
6283             }
6284         }
6285       else if (!uses_template_parms (orig_arg) && !uses_template_parms (t))
6286         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
6287            will report errors, which we don't want when complain
6288            is zero.  More importantly, digest_init will try too
6289            hard to convert things: for example, `0' should not be
6290            converted to pointer type at this point according to
6291            the standard.  Accepting this is not merely an
6292            extension, since deciding whether or not these
6293            conversions can occur is part of determining which
6294            function template to call, or whether a given explicit
6295            argument specification is valid.  */
6296         val = convert_nontype_argument (t, orig_arg, complain);
6297       else
6298         val = strip_typedefs_expr (orig_arg);
6299
6300       if (val == NULL_TREE)
6301         val = error_mark_node;
6302       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
6303         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  orig_arg, t);
6304
6305       if (TREE_CODE (val) == SCOPE_REF)
6306         {
6307           /* Strip typedefs from the SCOPE_REF.  */
6308           tree type = canonicalize_type_argument (TREE_TYPE (val), complain);
6309           tree scope = canonicalize_type_argument (TREE_OPERAND (val, 0),
6310                                                    complain);
6311           val = build_qualified_name (type, scope, TREE_OPERAND (val, 1),
6312                                       QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (val));
6313         }
6314     }
6315
6316   return val;
6317 }
6318
6319 /* Coerces the remaining template arguments in INNER_ARGS (from
6320    ARG_IDX to the end) into the parameter pack at PARM_IDX in PARMS.
6321    Returns the coerced argument pack. PARM_IDX is the position of this
6322    parameter in the template parameter list. ARGS is the original
6323    template argument list.  */
6324 static tree
6325 coerce_template_parameter_pack (tree parms,
6326                                 int parm_idx,
6327                                 tree args,
6328                                 tree inner_args,
6329                                 int arg_idx,
6330                                 tree new_args,
6331                                 int* lost,
6332                                 tree in_decl,
6333                                 tsubst_flags_t complain)
6334 {
6335   tree parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
6336   int nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
6337   tree packed_args;
6338   tree argument_pack;
6339   tree packed_types = NULL_TREE;
6340
6341   if (arg_idx > nargs)
6342     arg_idx = nargs;
6343
6344   packed_args = make_tree_vec (nargs - arg_idx);
6345
6346   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL
6347       && uses_parameter_packs (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))))
6348     {
6349       /* When the template parameter is a non-type template
6350          parameter pack whose type uses parameter packs, we need
6351          to look at each of the template arguments
6352          separately. Build a vector of the types for these
6353          non-type template parameters in PACKED_TYPES.  */
6354       tree expansion 
6355         = make_pack_expansion (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
6356       packed_types = tsubst_pack_expansion (expansion, args,
6357                                             complain, in_decl);
6358
6359       if (packed_types == error_mark_node)
6360         return error_mark_node;
6361
6362       /* Check that we have the right number of arguments.  */
6363       if (arg_idx < nargs
6364           && !PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx))
6365           && nargs - arg_idx != TREE_VEC_LENGTH (packed_types))
6366         {
6367           int needed_parms 
6368             = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1 + TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
6369           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
6370                  nargs, needed_parms);
6371           return error_mark_node;
6372         }
6373
6374       /* If we aren't able to check the actual arguments now
6375          (because they haven't been expanded yet), we can at least
6376          verify that all of the types used for the non-type
6377          template parameter pack are, in fact, valid for non-type
6378          template parameters.  */
6379       if (arg_idx < nargs 
6380           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx)))
6381         {
6382           int j, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
6383           for (j = 0; j < len; ++j)
6384             {
6385               tree t = TREE_VEC_ELT (packed_types, j);
6386               if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
6387                 return error_mark_node;
6388             }
6389         }
6390     }
6391
6392   /* Convert the remaining arguments, which will be a part of the
6393      parameter pack "parm".  */
6394   for (; arg_idx < nargs; ++arg_idx)
6395     {
6396       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
6397       tree actual_parm = TREE_VALUE (parm);
6398
6399       if (packed_types && !PACK_EXPANSION_P (arg))
6400         {
6401           /* When we have a vector of types (corresponding to the
6402              non-type template parameter pack that uses parameter
6403              packs in its type, as mention above), and the
6404              argument is not an expansion (which expands to a
6405              currently unknown number of arguments), clone the
6406              parm and give it the next type in PACKED_TYPES.  */
6407           actual_parm = copy_node (actual_parm);
6408           TREE_TYPE (actual_parm) = 
6409             TREE_VEC_ELT (packed_types, arg_idx - parm_idx);
6410         }
6411
6412       if (arg != error_mark_node)
6413         arg = convert_template_argument (actual_parm, 
6414                                          arg, new_args, complain, parm_idx,
6415                                          in_decl);
6416       if (arg == error_mark_node)
6417         (*lost)++;
6418       TREE_VEC_ELT (packed_args, arg_idx - parm_idx) = arg; 
6419     }
6420
6421   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL
6422       || TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TEMPLATE_DECL)
6423     argument_pack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
6424   else
6425     {
6426       argument_pack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
6427       TREE_TYPE (argument_pack) 
6428         = tsubst (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)), new_args, complain, in_decl);
6429       TREE_CONSTANT (argument_pack) = 1;
6430     }
6431
6432   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argument_pack, packed_args);
6433 #ifdef ENABLE_CHECKING
6434   SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (packed_args,
6435                                        TREE_VEC_LENGTH (packed_args));
6436 #endif
6437   return argument_pack;
6438 }
6439
6440 /* Returns true if the template argument vector ARGS contains
6441    any pack expansions, false otherwise.  */
6442
6443 static bool
6444 any_pack_expanson_args_p (tree args)
6445 {
6446   int i;
6447   if (args)
6448     for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (args); ++i)
6449       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (args, i)))
6450         return true;
6451   return false;
6452 }
6453
6454 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
6455    return a vector containing the innermost resulting template
6456    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
6457    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
6458
6459    If REQUIRE_ALL_ARGS is false, argument deduction will be performed
6460    for arguments not specified in ARGS.  Otherwise, if
6461    USE_DEFAULT_ARGS is true, default arguments will be used to fill in
6462    unspecified arguments.  If REQUIRE_ALL_ARGS is true, but
6463    USE_DEFAULT_ARGS is false, then all arguments must be specified in
6464    ARGS.  */
6465
6466 static tree
6467 coerce_template_parms (tree parms,
6468                        tree args,
6469                        tree in_decl,
6470                        tsubst_flags_t complain,
6471                        bool require_all_args,
6472                        bool use_default_args)
6473 {
6474   int nparms, nargs, parm_idx, arg_idx, lost = 0;
6475   tree inner_args;
6476   tree new_args;
6477   tree new_inner_args;
6478   int saved_unevaluated_operand;
6479   int saved_inhibit_evaluation_warnings;
6480
6481   /* When used as a boolean value, indicates whether this is a
6482      variadic template parameter list. Since it's an int, we can also
6483      subtract it from nparms to get the number of non-variadic
6484      parameters.  */
6485   int variadic_p = 0;
6486   int post_variadic_parms = 0;
6487
6488   if (args == error_mark_node)
6489     return error_mark_node;
6490
6491   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
6492
6493   /* Determine if there are any parameter packs.  */
6494   for (parm_idx = 0; parm_idx < nparms; ++parm_idx)
6495     {
6496       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx));
6497       if (variadic_p)
6498         ++post_variadic_parms;
6499       if (template_parameter_pack_p (tparm))
6500         ++variadic_p;
6501     }
6502
6503   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
6504   /* If there are no parameters that follow a parameter pack, we need to
6505      expand any argument packs so that we can deduce a parameter pack from
6506      some non-packed args followed by an argument pack, as in variadic85.C.
6507      If there are such parameters, we need to leave argument packs intact
6508      so the arguments are assigned properly.  This can happen when dealing
6509      with a nested class inside a partial specialization of a class
6510      template, as in variadic92.C, or when deducing a template parameter pack
6511      from a sub-declarator, as in variadic114.C.  */
6512   if (!post_variadic_parms)
6513     inner_args = expand_template_argument_pack (inner_args);
6514
6515   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
6516   if ((nargs > nparms && !variadic_p)
6517       || (nargs < nparms - variadic_p
6518           && require_all_args
6519           && !any_pack_expanson_args_p (inner_args)
6520           && (!use_default_args
6521               || (TREE_VEC_ELT (parms, nargs) != error_mark_node
6522                   && !TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs))))))
6523     {
6524       if (complain & tf_error)
6525         {
6526           if (variadic_p)
6527             {
6528               nparms -= variadic_p;
6529               error ("wrong number of template arguments "
6530                      "(%d, should be %d or more)", nargs, nparms);
6531             }
6532           else
6533              error ("wrong number of template arguments "
6534                     "(%d, should be %d)", nargs, nparms);
6535
6536           if (in_decl)
6537             error ("provided for %q+D", in_decl);
6538         }
6539
6540       return error_mark_node;
6541     }
6542
6543   /* We need to evaluate the template arguments, even though this
6544      template-id may be nested within a "sizeof".  */
6545   saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
6546   cp_unevaluated_operand = 0;
6547   saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
6548   c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
6549   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
6550   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
6551   for (parm_idx = 0, arg_idx = 0; parm_idx < nparms; parm_idx++, arg_idx++)
6552     {
6553       tree arg;
6554       tree parm;
6555
6556       /* Get the Ith template parameter.  */
6557       parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
6558  
6559       if (parm == error_mark_node)
6560       {
6561         TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = error_mark_node;
6562         continue;
6563       }
6564
6565       /* Calculate the next argument.  */
6566       if (arg_idx < nargs)
6567         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
6568       else
6569         arg = NULL_TREE;
6570
6571       if (template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm))
6572           && !(arg && ARGUMENT_PACK_P (arg)))
6573         {
6574           /* All remaining arguments will be placed in the
6575              template parameter pack PARM.  */
6576           arg = coerce_template_parameter_pack (parms, parm_idx, args, 
6577                                                 inner_args, arg_idx,
6578                                                 new_args, &lost,
6579                                                 in_decl, complain);
6580
6581           /* Store this argument.  */
6582           if (arg == error_mark_node)
6583             lost++;
6584           TREE_VEC_ELT (new_inner_args, parm_idx) = arg;
6585
6586           /* We are done with all of the arguments.  */
6587           arg_idx = nargs;
6588           
6589           continue;
6590         }
6591       else if (arg)
6592         {
6593           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
6594             {
6595               /* We don't know how many args we have yet, just
6596                  use the unconverted ones for now.  */
6597               new_inner_args = inner_args;
6598               break;
6599             }
6600         }
6601       else if (require_all_args)
6602         {
6603           /* There must be a default arg in this case.  */
6604           arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
6605                                      complain, in_decl);
6606           /* The position of the first default template argument,
6607              is also the number of non-defaulted arguments in NEW_INNER_ARGS.
6608              Record that.  */
6609           if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6610             SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args, arg_idx);
6611         }
6612       else
6613         break;
6614
6615       if (arg == error_mark_node)
6616         {
6617           if (complain & tf_error)
6618             error ("template argument %d is invalid", arg_idx + 1);
6619         }
6620       else if (!arg)
6621         /* This only occurs if there was an error in the template
6622            parameter list itself (which we would already have
6623            reported) that we are trying to recover from, e.g., a class
6624            template with a parameter list such as
6625            template<typename..., typename>.  */
6626         ++lost;
6627       else
6628         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
6629                                          arg, new_args, complain, 
6630                                          parm_idx, in_decl);
6631
6632       if (arg == error_mark_node)
6633         lost++;
6634       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = arg;
6635     }
6636   cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
6637   c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
6638
6639   if (lost)
6640     return error_mark_node;
6641
6642 #ifdef ENABLE_CHECKING
6643   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6644     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args,
6645                                          TREE_VEC_LENGTH (new_inner_args));
6646 #endif
6647
6648   return new_inner_args;
6649 }
6650
6651 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
6652
6653 static int
6654 template_args_equal (tree ot, tree nt)
6655 {
6656   if (nt == ot)
6657     return 1;
6658   if (nt == NULL_TREE || ot == NULL_TREE)
6659     return false;
6660
6661   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
6662     /* For member templates */
6663     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
6664   else if (PACK_EXPANSION_P (ot))
6665     return (PACK_EXPANSION_P (nt)
6666             && template_args_equal (PACK_EXPANSION_PATTERN (ot),
6667                                     PACK_EXPANSION_PATTERN (nt))
6668             && template_args_equal (PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (ot),
6669                                     PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (nt)));
6670   else if (ARGUMENT_PACK_P (ot))
6671     {
6672       int i, len;
6673       tree opack, npack;
6674
6675       if (!ARGUMENT_PACK_P (nt))
6676         return 0;
6677
6678       opack = ARGUMENT_PACK_ARGS (ot);
6679       npack = ARGUMENT_PACK_ARGS (nt);
6680       len = TREE_VEC_LENGTH (opack);
6681       if (TREE_VEC_LENGTH (npack) != len)
6682         return 0;
6683       for (i = 0; i < len; ++i)
6684         if (!template_args_equal (TREE_VEC_ELT (opack, i),
6685                                   TREE_VEC_ELT (npack, i)))
6686           return 0;
6687       return 1;
6688     }
6689   else if (ot && TREE_CODE (ot) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
6690     {
6691       /* We get here probably because we are in the middle of substituting
6692          into the pattern of a pack expansion. In that case the
6693          ARGUMENT_PACK_SELECT temporarily replaces the pack argument we are
6694          interested in. So we want to use the initial pack argument for
6695          the comparison.  */
6696       ot = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (ot);
6697       if (nt && TREE_CODE (nt) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
6698         nt = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (nt);
6699       return template_args_equal (ot, nt);
6700     }
6701   else if (TYPE_P (nt))
6702     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
6703   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
6704     return 0;
6705   else
6706     return cp_tree_equal (ot, nt);
6707 }
6708
6709 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets of
6710    template arguments.  Returns 0 otherwise, and updates OLDARG_PTR and
6711    NEWARG_PTR with the offending arguments if they are non-NULL.  */
6712
6713 static int
6714 comp_template_args_with_info (tree oldargs, tree newargs,
6715                               tree *oldarg_ptr, tree *newarg_ptr)
6716 {
6717   int i;
6718
6719   if (oldargs == newargs)
6720     return 1;
6721
6722   if (!oldargs || !newargs)
6723     return 0;
6724
6725   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
6726     return 0;
6727
6728   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
6729     {
6730       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
6731       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
6732
6733       if (! template_args_equal (ot, nt))
6734         {
6735           if (oldarg_ptr != NULL)
6736             *oldarg_ptr = ot;
6737           if (newarg_ptr != NULL)
6738             *newarg_ptr = nt;
6739           return 0;
6740         }
6741     }
6742   return 1;
6743 }
6744
6745 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
6746    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
6747
6748 int
6749 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
6750 {
6751   return comp_template_args_with_info (oldargs, newargs, NULL, NULL);
6752 }
6753
6754 static void
6755 add_pending_template (tree d)
6756 {
6757   tree ti = (TYPE_P (d)
6758              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
6759              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
6760   struct pending_template *pt;
6761   int level;
6762
6763   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
6764     return;
6765
6766   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
6767      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
6768      Compensate.  */
6769   level = !current_tinst_level || current_tinst_level->decl != d;
6770
6771   if (level)
6772     push_tinst_level (d);
6773
6774   pt = ggc_alloc_pending_template ();
6775   pt->next = NULL;
6776   pt->tinst = current_tinst_level;
6777   if (last_pending_template)
6778     last_pending_template->next = pt;
6779   else
6780     pending_templates = pt;
6781
6782   last_pending_template = pt;
6783
6784   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
6785
6786   if (level)
6787     pop_tinst_level ();
6788 }
6789
6790
6791 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
6792    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
6793    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
6794
6795 tree
6796 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
6797 {
6798   tree type;
6799
6800   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
6801     return error_mark_node;
6802
6803   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
6804
6805   if (!is_overloaded_fn (fns) && TREE_CODE (fns) != IDENTIFIER_NODE)
6806     {
6807       error ("%q#D is not a function template", fns);
6808       return error_mark_node;
6809     }
6810
6811   if (BASELINK_P (fns))
6812     {
6813       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
6814                                          unknown_type_node,
6815                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
6816                                          arglist);
6817       return fns;
6818     }
6819
6820   type = TREE_TYPE (fns);
6821   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
6822     type = unknown_type_node;
6823
6824   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
6825 }
6826
6827 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
6828    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
6829    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
6830    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
6831    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
6832    DECL is returned.
6833
6834    Also handle the case when DECL is a TREE_LIST of ambiguous
6835    injected-class-names from different bases.  */
6836
6837 tree
6838 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
6839 {
6840   if (decl == NULL_TREE)
6841     return decl;
6842
6843   /* DR 176: A lookup that finds an injected-class-name (10.2
6844      [class.member.lookup]) can result in an ambiguity in certain cases
6845      (for example, if it is found in more than one base class). If all of
6846      the injected-class-names that are found refer to specializations of
6847      the same class template, and if the name is followed by a
6848      template-argument-list, the reference refers to the class template
6849      itself and not a specialization thereof, and is not ambiguous.  */
6850   if (TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
6851     {
6852       tree t, tmpl = NULL_TREE;
6853       for (t = decl; t; t = TREE_CHAIN (t))
6854         {
6855           tree elt = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TREE_VALUE (t));
6856           if (!tmpl)
6857             tmpl = elt;
6858           else if (tmpl != elt)
6859             break;
6860         }
6861       if (tmpl && t == NULL_TREE)
6862         return tmpl;
6863       else
6864         return decl;
6865     }
6866
6867   return (decl != NULL_TREE
6868           && DECL_SELF_REFERENCE_P (decl)
6869           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
6870     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
6871 }
6872
6873 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
6874    parameters, find the desired type.
6875
6876    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
6877
6878    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
6879    instantiate.
6880
6881    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
6882    the class we are looking up.
6883
6884    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
6885
6886    If the template class is really a local class in a template
6887    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
6888    being instantiated.
6889
6890    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
6891    template-id: the first time from the parser, while creating the
6892    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
6893    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
6894    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
6895    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
6896
6897 static tree
6898 lookup_template_class_1 (tree d1, tree arglist, tree in_decl, tree context,
6899                          int entering_scope, tsubst_flags_t complain)
6900 {
6901   tree templ = NULL_TREE, parmlist;
6902   tree t;
6903   void **slot;
6904   spec_entry *entry;
6905   spec_entry elt;
6906   hashval_t hash;
6907
6908   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
6909     {
6910       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
6911       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
6912         templ = value;
6913       else
6914         {
6915           if (context)
6916             push_decl_namespace (context);
6917           templ = lookup_name (d1);
6918           templ = maybe_get_template_decl_from_type_decl (templ);
6919           if (context)
6920             pop_decl_namespace ();
6921         }
6922       if (templ)
6923         context = DECL_CONTEXT (templ);
6924     }
6925   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && MAYBE_CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (d1)))
6926     {
6927       tree type = TREE_TYPE (d1);
6928
6929       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
6930          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
6931       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
6932         type = TREE_TYPE (type);
6933
6934       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
6935         {
6936           templ = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
6937           d1 = DECL_NAME (templ);
6938         }
6939     }
6940   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
6941            || (TYPE_P (d1) && MAYBE_CLASS_TYPE_P (d1)))
6942     {
6943       templ = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
6944       d1 = DECL_NAME (templ);
6945     }
6946   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
6947            && DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)
6948            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
6949     {
6950       templ = d1;
6951       d1 = DECL_NAME (templ);
6952       context = DECL_CONTEXT (templ);
6953     }
6954
6955   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
6956   if (! templ)
6957     {
6958       if (complain & tf_error)
6959         error ("%qT is not a template", d1);
6960       return error_mark_node;
6961     }
6962
6963   if (TREE_CODE (templ) != TEMPLATE_DECL
6964          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
6965             the user.  */
6966       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (templ)
6967           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (templ)))
6968     {
6969       if (complain & tf_error)
6970         {
6971           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
6972           if (in_decl)
6973             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
6974         }
6975       return error_mark_node;
6976     }
6977
6978   complain &= ~tf_user;
6979
6980   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (templ))
6981     {
6982       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
6983          template arguments */
6984
6985       tree parm;
6986       tree arglist2;
6987       tree outer;
6988
6989       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (templ);
6990
6991       /* Consider an example where a template template parameter declared as
6992
6993            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
6994
6995          The template parameter level of T and U are one level larger than
6996          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
6997          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
6998          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
6999          available when not appearing as default template argument, can be
7000          obtained from the arguments of the enclosing template.
7001
7002          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
7003          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
7004          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
7005          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
7006
7007       outer = DECL_CONTEXT (templ);
7008       if (outer)
7009         outer = TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (outer)));
7010       else if (current_template_parms)
7011         /* This is an argument of the current template, so we haven't set
7012            DECL_CONTEXT yet.  */
7013         outer = current_template_args ();
7014
7015       if (outer)
7016         arglist = add_to_template_args (outer, arglist);
7017
7018       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, templ,
7019                                         complain,
7020                                         /*require_all_args=*/true,
7021                                         /*use_default_args=*/true);
7022       if (arglist2 == error_mark_node
7023           || (!uses_template_parms (arglist2)
7024               && check_instantiated_args (templ, arglist2, complain)))
7025         return error_mark_node;
7026
7027       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (templ), arglist2);
7028       return parm;
7029     }
7030   else
7031     {
7032       tree template_type = TREE_TYPE (templ);
7033       tree gen_tmpl;
7034       tree type_decl;
7035       tree found = NULL_TREE;
7036       int arg_depth;
7037       int parm_depth;
7038       int is_dependent_type;
7039       int use_partial_inst_tmpl = false;
7040
7041       if (template_type == error_mark_node)
7042         /* An error occured while building the template TEMPL, and a
7043            diagnostic has most certainly been emitted for that
7044            already.  Let's propagate that error.  */
7045         return error_mark_node;
7046
7047       gen_tmpl = most_general_template (templ);
7048       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
7049       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
7050       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7051
7052       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
7053         {
7054           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
7055              For example, given:
7056
7057                template <class T> struct S1 {
7058                  template <class U> struct S2 {};
7059                  template <class U> struct S2<U*> {};
7060                 };
7061
7062              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
7063              TEMPLATE will be `template <class T> template
7064              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
7065              arguments.  */
7066           arglist
7067             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (templ)),
7068                                            arglist);
7069           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7070         }
7071
7072       /* Now we should have enough arguments.  */
7073       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
7074
7075       /* From here on, we're only interested in the most general
7076          template.  */
7077
7078       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
7079          actually tsubst'd into the definition to create the
7080          instantiation.  */
7081       if (parm_depth > 1)
7082         {
7083           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
7084           int i;
7085           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7086
7087           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
7088
7089           for (i = saved_depth,
7090                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
7091                i > 0 && t != NULL_TREE;
7092                --i, t = TREE_CHAIN (t))
7093             {
7094               tree a;
7095               if (i == saved_depth)
7096                 a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
7097                                            arglist, gen_tmpl,
7098                                            complain,
7099                                            /*require_all_args=*/true,
7100                                            /*use_default_args=*/true);
7101               else
7102                 /* Outer levels should have already been coerced.  */
7103                 a = TMPL_ARGS_LEVEL (arglist, i);
7104
7105               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
7106               if (a == error_mark_node)
7107                 {
7108                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
7109                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
7110                   return error_mark_node;
7111                 }
7112
7113               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
7114
7115               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
7116                  that coerce_template_parms will see only the arguments
7117                  corresponding to the template parameters it is
7118                  examining.  */
7119               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7120             }
7121
7122           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
7123           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
7124
7125           arglist = bound_args;
7126         }
7127       else
7128         arglist
7129           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
7130                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7131                                    gen_tmpl,
7132                                    complain,
7133                                    /*require_all_args=*/true,
7134                                    /*use_default_args=*/true);
7135
7136       if (arglist == error_mark_node)
7137         /* We were unable to bind the arguments.  */
7138         return error_mark_node;
7139
7140       /* In the scope of a template class, explicit references to the
7141          template class refer to the type of the template, not any
7142          instantiation of it.  For example, in:
7143
7144            template <class T> class C { void f(C<T>); }
7145
7146          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
7147          class, however, such a reference is an instantiation.  */
7148       if ((entering_scope
7149            || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7150            || currently_open_class (template_type))
7151           /* comp_template_args is expensive, check it last.  */
7152           && comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
7153                                  arglist))
7154         return template_type;
7155
7156       /* If we already have this specialization, return it.  */
7157       elt.tmpl = gen_tmpl;
7158       elt.args = arglist;
7159       hash = hash_specialization (&elt);
7160       entry = (spec_entry *) htab_find_with_hash (type_specializations,
7161                                                   &elt, hash);
7162
7163       if (entry)
7164         return entry->spec;
7165
7166       is_dependent_type = uses_template_parms (arglist);
7167
7168       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
7169          failed.  */
7170       if (!is_dependent_type
7171           && check_instantiated_args (gen_tmpl,
7172                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7173                                       complain))
7174         return error_mark_node;
7175
7176       if (!is_dependent_type
7177           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7178           && !LAMBDA_TYPE_P (TREE_TYPE (gen_tmpl))
7179           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (gen_tmpl)) == NAMESPACE_DECL)
7180         {
7181           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (gen_tmpl),
7182                                       DECL_NAME (gen_tmpl),
7183                                       /*tag_scope=*/ts_global);
7184           return found;
7185         }
7186
7187       context = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), arglist,
7188                         complain, in_decl);
7189       if (context == error_mark_node)
7190         return error_mark_node;
7191
7192       if (!context)
7193         context = global_namespace;
7194
7195       /* Create the type.  */
7196       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
7197         {
7198           if (!is_dependent_type)
7199             {
7200               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
7201               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type), NULL_TREE,
7202                               tsubst (ENUM_UNDERLYING_TYPE (template_type),
7203                                       arglist, complain, in_decl),
7204                               SCOPED_ENUM_P (template_type), NULL);
7205             }
7206           else
7207             {
7208               /* We don't want to call start_enum for this type, since
7209                  the values for the enumeration constants may involve
7210                  template parameters.  And, no one should be interested
7211                  in the enumeration constants for such a type.  */
7212               t = cxx_make_type (ENUMERAL_TYPE);
7213               SET_SCOPED_ENUM_P (t, SCOPED_ENUM_P (template_type));
7214             }
7215           SET_OPAQUE_ENUM_P (t, OPAQUE_ENUM_P (template_type));
7216           ENUM_FIXED_UNDERLYING_TYPE_P (t)
7217             = ENUM_FIXED_UNDERLYING_TYPE_P (template_type);
7218         }
7219       else if (DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
7220         {
7221           /* The user referred to a specialization of an alias
7222             template represented by GEN_TMPL.
7223
7224             [temp.alias]/2 says:
7225
7226                 When a template-id refers to the specialization of an
7227                 alias template, it is equivalent to the associated
7228                 type obtained by substitution of its
7229                 template-arguments for the template-parameters in the
7230                 type-id of the alias template.  */
7231
7232           t = tsubst (TREE_TYPE (gen_tmpl), arglist, complain, in_decl);
7233           /* Note that the call above (by indirectly calling
7234              register_specialization in tsubst_decl) registers the
7235              TYPE_DECL representing the specialization of the alias
7236              template.  So next time someone substitutes ARGLIST for
7237              the template parms into the alias template (GEN_TMPL),
7238              she'll get that TYPE_DECL back.  */
7239
7240           if (t == error_mark_node)
7241             return t;
7242         }
7243       else if (CLASS_TYPE_P (template_type))
7244         {
7245           t = make_class_type (TREE_CODE (template_type));
7246           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
7247             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
7248           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
7249           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
7250
7251           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
7252           if (context == current_function_decl)
7253             pushtag (DECL_NAME (gen_tmpl), t, /*tag_scope=*/ts_global);
7254
7255           if (comp_template_args (CLASSTYPE_TI_ARGS (template_type), arglist))
7256             /* This instantiation is another name for the primary
7257                template type. Set the TYPE_CANONICAL field
7258                appropriately. */
7259             TYPE_CANONICAL (t) = template_type;
7260           else if (any_template_arguments_need_structural_equality_p (arglist))
7261             /* Some of the template arguments require structural
7262                equality testing, so this template class requires
7263                structural equality testing. */
7264             SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (t);
7265         }
7266       else
7267         gcc_unreachable ();
7268
7269       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
7270          will already be set up.  */
7271       if (!TYPE_NAME (t))
7272         {
7273           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
7274
7275           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (gen_tmpl), t);
7276           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
7277           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
7278             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7279         }
7280       else
7281         type_decl = TYPE_NAME (t);
7282
7283       if (CLASS_TYPE_P (template_type))
7284         {
7285           TREE_PRIVATE (type_decl)
7286             = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7287           TREE_PROTECTED (type_decl)
7288             = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7289           if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
7290             {
7291               DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
7292               DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
7293             }
7294         }
7295
7296       /* Let's consider the explicit specialization of a member
7297          of a class template specialization that is implicitely instantiated,
7298          e.g.:
7299              template<class T>
7300              struct S
7301              {
7302                template<class U> struct M {}; //#0
7303              };
7304
7305              template<>
7306              template<>
7307              struct S<int>::M<char> //#1
7308              {
7309                int i;
7310              };
7311         [temp.expl.spec]/4 says this is valid.
7312
7313         In this case, when we write:
7314         S<int>::M<char> m;
7315
7316         M is instantiated from the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of #1, not from
7317         the one of #0.
7318
7319         When we encounter #1, we want to store the partial instantiation
7320         of M (template<class T> S<int>::M<T>) in it's CLASSTYPE_TI_TEMPLATE.
7321
7322         For all cases other than this "explicit specialization of member of a
7323         class template", we just want to store the most general template into
7324         the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of M.
7325
7326         This case of "explicit specialization of member of a class template"
7327         only happens when:
7328         1/ the enclosing class is an instantiation of, and therefore not
7329         the same as, the context of the most general template, and
7330         2/ we aren't looking at the partial instantiation itself, i.e.
7331         the innermost arguments are not the same as the innermost parms of
7332         the most general template.
7333
7334         So it's only when 1/ and 2/ happens that we want to use the partial
7335         instantiation of the member template in lieu of its most general
7336         template.  */
7337
7338       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7339           && TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (arglist)
7340           /* the enclosing class must be an instantiation...  */
7341           && CLASS_TYPE_P (context)
7342           && !same_type_p (context, DECL_CONTEXT (gen_tmpl)))
7343         {
7344           tree partial_inst_args;
7345           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7346           ++processing_template_decl;
7347           partial_inst_args =
7348             tsubst (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS
7349                         (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (gen_tmpl))),
7350                     arglist, complain, NULL_TREE);
7351           --processing_template_decl;
7352           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
7353           use_partial_inst_tmpl =
7354             /*...and we must not be looking at the partial instantiation
7355              itself. */
7356             !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7357                                  partial_inst_args);
7358         }
7359
7360       if (!use_partial_inst_tmpl)
7361         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
7362         found = gen_tmpl;
7363       else
7364         {
7365           /* This is a full instantiation of a member template.  Find
7366              the partial instantiation of which this is an instance.  */
7367
7368           /* Temporarily reduce by one the number of levels in the ARGLIST
7369              so as to avoid comparing the last set of arguments.  */
7370           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7371           found = tsubst (gen_tmpl, arglist, complain, NULL_TREE);
7372           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
7373           /* FOUND is either a proper class type, or an alias
7374              template specialization.  In the later case, it's a
7375              TYPE_DECL, resulting from the substituting of arguments
7376              for parameters in the TYPE_DECL of the alias template
7377              done earlier.  So be careful while getting the template
7378              of FOUND.  */
7379           found = TREE_CODE (found) == TYPE_DECL
7380             ? TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (found))
7381             : CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (found);
7382         }
7383
7384       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, build_template_info (found, arglist));
7385
7386       elt.spec = t;
7387       slot = htab_find_slot_with_hash (type_specializations,
7388                                        &elt, hash, INSERT);
7389       entry = ggc_alloc_spec_entry ();
7390       *entry = elt;
7391       *slot = entry;
7392
7393       /* Note this use of the partial instantiation so we can check it
7394          later in maybe_process_partial_specialization.  */
7395       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ)
7396         = tree_cons (arglist, t,
7397                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ));
7398
7399       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE && !is_dependent_type)
7400         /* Now that the type has been registered on the instantiations
7401            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
7402            constants may involve the enumeration type itself, we make
7403            sure to register the type first, and then create the
7404            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
7405            constants won't result in recursive calls here; we'll find
7406            the instantiation and exit above.  */
7407         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
7408
7409       if (CLASS_TYPE_P (template_type) && is_dependent_type)
7410         /* If the type makes use of template parameters, the
7411            code that generates debugging information will crash.  */
7412         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
7413
7414       /* Possibly limit visibility based on template args.  */
7415       TREE_PUBLIC (type_decl) = 1;
7416       determine_visibility (type_decl);
7417
7418       return t;
7419     }
7420 }
7421
7422 /* Wrapper for lookup_template_class_1.  */
7423
7424 tree
7425 lookup_template_class (tree d1, tree arglist, tree in_decl, tree context,
7426                        int entering_scope, tsubst_flags_t complain)
7427 {
7428   tree ret;
7429   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
7430   ret = lookup_template_class_1 (d1, arglist, in_decl, context,
7431                                  entering_scope, complain);
7432   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
7433   return ret;
7434 }
7435 \f
7436 struct pair_fn_data
7437 {
7438   tree_fn_t fn;
7439   void *data;
7440   /* True when we should also visit template parameters that occur in
7441      non-deduced contexts.  */
7442   bool include_nondeduced_p;
7443   struct pointer_set_t *visited;
7444 };
7445
7446 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
7447
7448 static tree
7449 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
7450 {
7451   tree t = *tp;
7452   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
7453   tree_fn_t fn = pfd->fn;
7454   void *data = pfd->data;
7455
7456   if (TYPE_P (t)
7457       && (pfd->include_nondeduced_p || TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE)
7458       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited,
7459                                  pfd->include_nondeduced_p))
7460     return error_mark_node;
7461
7462   switch (TREE_CODE (t))
7463     {
7464     case RECORD_TYPE:
7465       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
7466         break;
7467       /* Fall through.  */
7468
7469     case UNION_TYPE:
7470     case ENUMERAL_TYPE:
7471       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
7472         *walk_subtrees = 0;
7473       else if (for_each_template_parm (TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
7474                                        fn, data, pfd->visited, 
7475                                        pfd->include_nondeduced_p))
7476         return error_mark_node;
7477       break;
7478
7479     case INTEGER_TYPE:
7480       if (for_each_template_parm (TYPE_MIN_VALUE (t),
7481                                   fn, data, pfd->visited, 
7482                                   pfd->include_nondeduced_p)
7483           || for_each_template_parm (TYPE_MAX_VALUE (t),
7484                                      fn, data, pfd->visited,
7485                                      pfd->include_nondeduced_p))
7486         return error_mark_node;
7487       break;
7488
7489     case METHOD_TYPE:
7490       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
7491          explicitly here.  */
7492       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
7493                                   pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7494         return error_mark_node;
7495       /* Fall through.  */
7496
7497     case FUNCTION_TYPE:
7498       /* Check the return type.  */
7499       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
7500                                   pfd->include_nondeduced_p))
7501         return error_mark_node;
7502
7503       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
7504          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
7505          contain expressions that involve template parameters.  But,
7506          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
7507          instantiated, they don't contain template parameters, so
7508          there's no point in looking at them then, either.  */
7509       {
7510         tree parm;
7511
7512         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
7513           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
7514                                       pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7515             return error_mark_node;
7516
7517         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
7518            want walk_tree walking into them itself.  */
7519         *walk_subtrees = 0;
7520       }
7521       break;
7522
7523     case TYPEOF_TYPE:
7524     case UNDERLYING_TYPE:
7525       if (pfd->include_nondeduced_p
7526           && for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
7527                                      pfd->visited, 
7528                                      pfd->include_nondeduced_p))
7529         return error_mark_node;
7530       break;
7531
7532     case FUNCTION_DECL:
7533     case VAR_DECL:
7534       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
7535           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
7536                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7537         return error_mark_node;
7538       /* Fall through.  */
7539
7540     case PARM_DECL:
7541     case CONST_DECL:
7542       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
7543           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
7544                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7545         return error_mark_node;
7546       if (DECL_CONTEXT (t)
7547           && pfd->include_nondeduced_p
7548           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
7549                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7550         return error_mark_node;
7551       break;
7552
7553     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7554       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
7555       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited,
7556                                   pfd->include_nondeduced_p))
7557         return error_mark_node;
7558       /* Fall through.  */
7559
7560     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7561     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7562     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7563       if (fn && (*fn)(t, data))
7564         return error_mark_node;
7565       else if (!fn)
7566         return error_mark_node;
7567       break;
7568
7569     case TEMPLATE_DECL:
7570       /* A template template parameter is encountered.  */
7571       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
7572           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
7573                                      pfd->include_nondeduced_p))
7574         return error_mark_node;
7575
7576       /* Already substituted template template parameter */
7577       *walk_subtrees = 0;
7578       break;
7579
7580     case TYPENAME_TYPE:
7581       if (!fn
7582           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
7583                                      data, pfd->visited, 
7584                                      pfd->include_nondeduced_p))
7585         return error_mark_node;
7586       break;
7587
7588     case CONSTRUCTOR:
7589       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
7590           && pfd->include_nondeduced_p
7591           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
7592                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
7593                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7594         return error_mark_node;
7595       break;
7596
7597     case INDIRECT_REF:
7598     case COMPONENT_REF:
7599       /* If there's no type, then this thing must be some expression
7600          involving template parameters.  */
7601       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
7602         return error_mark_node;
7603       break;
7604
7605     case MODOP_EXPR:
7606     case CAST_EXPR:
7607     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
7608     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7609     case CONST_CAST_EXPR:
7610     case STATIC_CAST_EXPR:
7611     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7612     case ARROW_EXPR:
7613     case DOTSTAR_EXPR:
7614     case TYPEID_EXPR:
7615     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7616       if (!fn)
7617         return error_mark_node;
7618       break;
7619
7620     default:
7621       break;
7622     }
7623
7624   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
7625   return NULL_TREE;
7626 }
7627
7628 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
7629    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
7630    call FN with the parameter and the DATA.
7631    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
7632    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
7633    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
7634    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
7635    considered to be the function which always returns 1.
7636
7637    If INCLUDE_NONDEDUCED_P, then this routine will also visit template
7638    parameters that occur in non-deduced contexts.  When false, only
7639    visits those template parameters that can be deduced.  */
7640
7641 static int
7642 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
7643                         struct pointer_set_t *visited,
7644                         bool include_nondeduced_p)
7645 {
7646   struct pair_fn_data pfd;
7647   int result;
7648
7649   /* Set up.  */
7650   pfd.fn = fn;
7651   pfd.data = data;
7652   pfd.include_nondeduced_p = include_nondeduced_p;
7653
7654   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
7655      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
7656      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
7657      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
7658      visited list.)  */
7659   if (visited)
7660     pfd.visited = visited;
7661   else
7662     pfd.visited = pointer_set_create ();
7663   result = cp_walk_tree (&t,
7664                          for_each_template_parm_r,
7665                          &pfd,
7666                          pfd.visited) != NULL_TREE;
7667
7668   /* Clean up.  */
7669   if (!visited)
7670     {
7671       pointer_set_destroy (pfd.visited);
7672       pfd.visited = 0;
7673     }
7674
7675   return result;
7676 }
7677
7678 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
7679
7680 int
7681 uses_template_parms (tree t)
7682 {
7683   bool dependent_p;
7684   int saved_processing_template_decl;
7685
7686   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
7687   if (!saved_processing_template_decl)
7688     processing_template_decl = 1;
7689   if (TYPE_P (t))
7690     dependent_p = dependent_type_p (t);
7691   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
7692     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
7693   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
7694     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
7695                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
7696   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
7697     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
7698   else if (DECL_P (t)
7699            || EXPR_P (t)
7700            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
7701            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
7702            || BASELINK_P (t)
7703            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
7704            || TREE_CODE (t) == TRAIT_EXPR
7705            || TREE_CODE (t) == CONSTRUCTOR
7706            || CONSTANT_CLASS_P (t))
7707     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
7708                    || value_dependent_expression_p (t));
7709   else
7710     {
7711       gcc_assert (t == error_mark_node);
7712       dependent_p = false;
7713     }
7714
7715   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
7716
7717   return dependent_p;
7718 }
7719
7720 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
7721
7722 int
7723 uses_template_parms_level (tree t, int level)
7724 {
7725   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL,
7726                                  /*include_nondeduced_p=*/true);
7727 }
7728
7729 /* Returns TRUE iff INST is an instantiation we don't need to do in an
7730    ill-formed translation unit, i.e. a variable or function that isn't
7731    usable in a constant expression.  */
7732
7733 static inline bool
7734 neglectable_inst_p (tree d)
7735 {
7736   return (DECL_P (d)
7737           && !(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL ? DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (d)
7738                : decl_maybe_constant_var_p (d)));
7739 }
7740
7741 /* Returns TRUE iff we should refuse to instantiate DECL because it's
7742    neglectable and instantiated from within an erroneous instantiation.  */
7743
7744 static bool
7745 limit_bad_template_recursion (tree decl)
7746 {
7747   struct tinst_level *lev = current_tinst_level;
7748   int errs = errorcount + sorrycount;
7749   if (lev == NULL || errs == 0 || !neglectable_inst_p (decl))
7750     return false;
7751
7752   for (; lev; lev = lev->next)
7753     if (neglectable_inst_p (lev->decl))
7754       break;
7755
7756   return (lev && errs > lev->errors);
7757 }
7758
7759 static int tinst_depth;
7760 extern int max_tinst_depth;
7761 #ifdef GATHER_STATISTICS
7762 int depth_reached;
7763 #endif
7764 static GTY(()) struct tinst_level *last_error_tinst_level;
7765
7766 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
7767    for diagnostics and to restore it later.  */
7768
7769 int
7770 push_tinst_level (tree d)
7771 {
7772   struct tinst_level *new_level;
7773
7774   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
7775     {
7776       last_error_tinst_level = current_tinst_level;
7777       if (TREE_CODE (d) == TREE_LIST)
7778         error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
7779                "-ftemplate-depth= to increase the maximum) substituting %qS",
7780                max_tinst_depth, d);
7781       else
7782         error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
7783                "-ftemplate-depth= to increase the maximum) instantiating %qD",
7784                max_tinst_depth, d);
7785
7786       print_instantiation_context ();
7787
7788       return 0;
7789     }
7790
7791   /* If the current instantiation caused problems, don't let it instantiate
7792      anything else.  Do allow deduction substitution and decls usable in
7793      constant expressions.  */
7794   if (limit_bad_template_recursion (d))
7795     return 0;
7796
7797   new_level = ggc_alloc_tinst_level ();
7798   new_level->decl = d;
7799   new_level->locus = input_location;
7800   new_level->errors = errorcount+sorrycount;
7801   new_level->in_system_header_p = in_system_header;
7802   new_level->next = current_tinst_level;
7803   current_tinst_level = new_level;
7804
7805   ++tinst_depth;
7806 #ifdef GATHER_STATISTICS
7807   if (tinst_depth > depth_reached)
7808     depth_reached = tinst_depth;
7809 #endif
7810
7811   return 1;
7812 }
7813
7814 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
7815    context.  */
7816
7817 void
7818 pop_tinst_level (void)
7819 {
7820   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
7821      this instantiation.  */
7822   input_location = current_tinst_level->locus;
7823   current_tinst_level = current_tinst_level->next;
7824   --tinst_depth;
7825 }
7826
7827 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
7828    instantiation context in which the instantiation was requested, which
7829    is one step out from LEVEL.  Return the corresponding DECL or TYPE.  */
7830
7831 static tree
7832 reopen_tinst_level (struct tinst_level *level)
7833 {
7834   struct tinst_level *t;
7835
7836   tinst_depth = 0;
7837   for (t = level; t; t = t->next)
7838     ++tinst_depth;
7839
7840   current_tinst_level = level;
7841   pop_tinst_level ();
7842   if (current_tinst_level)
7843     current_tinst_level->errors = errorcount+sorrycount;
7844   return level->decl;
7845 }
7846
7847 /* Returns the TINST_LEVEL which gives the original instantiation
7848    context.  */
7849
7850 struct tinst_level *
7851 outermost_tinst_level (void)
7852 {
7853   struct tinst_level *level = current_tinst_level;
7854   if (level)
7855     while (level->next)
7856       level = level->next;
7857   return level;
7858 }
7859
7860 /* Returns TRUE if PARM is a parameter of the template TEMPL.  */
7861
7862 bool
7863 parameter_of_template_p (tree parm, tree templ)
7864 {
7865   tree parms;
7866   int i;
7867
7868   if (!parm || !templ)
7869     return false;
7870
7871   gcc_assert (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm));
7872   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
7873
7874   parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (templ);
7875   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
7876
7877   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
7878     {
7879       tree p = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
7880       if (p == error_mark_node)
7881         continue;
7882
7883       if (parm == p
7884           || (DECL_INITIAL (parm)
7885               && DECL_INITIAL (parm) == DECL_INITIAL (p)))
7886         return true;
7887     }
7888
7889   return false;
7890 }
7891
7892 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
7893    vector of template arguments, as for tsubst.
7894
7895    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
7896
7897 static tree
7898 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
7899 {
7900   tree new_friend;
7901
7902   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
7903       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
7904       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
7905     /* This was a friend declared with an explicit template
7906        argument list, e.g.:
7907
7908        friend void f<>(T);
7909
7910        to indicate that f was a template instantiation, not a new
7911        function declaration.  Now, we have to figure out what
7912        instantiation of what template.  */
7913     {
7914       tree template_id, arglist, fns;
7915       tree new_args;
7916       tree tmpl;
7917       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
7918
7919       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
7920          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
7921          current class with same name.  */
7922       push_nested_namespace (ns);
7923       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
7924                          tf_warning_or_error, NULL_TREE,
7925                          /*integral_constant_expression_p=*/false);
7926       pop_nested_namespace (ns);
7927       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
7928                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7929       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
7930
7931       new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7932       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
7933                                        &new_args,
7934                                        /*need_member_template=*/0,
7935                                        TREE_VEC_LENGTH (args),
7936                                        tsk_none);
7937       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
7938     }
7939
7940   new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
7941
7942   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
7943      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
7944      the language.  For example, we might have had:
7945
7946      template <class T> struct S {
7947        template <class U> friend void f(T, U);
7948      };
7949
7950      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
7951      instantiation of anything.  */
7952   if (new_friend == error_mark_node)
7953     return error_mark_node;
7954
7955   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
7956   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
7957     {
7958       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
7959       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
7960         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
7961     }
7962
7963   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
7964      is not a template instantiation and should not be mangled like
7965      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
7966      later if we need it.  */
7967   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
7968     {
7969       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL);
7970       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
7971     }
7972
7973   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
7974     {
7975       tree old_decl;
7976       tree new_friend_template_info;
7977       tree new_friend_result_template_info;
7978       tree ns;
7979       int  new_friend_is_defn;
7980
7981       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
7982          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
7983          possible.  */
7984       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
7985       new_friend_is_defn =
7986             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
7987                            (template_for_substitution (new_friend)))
7988              != NULL_TREE);
7989       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
7990         {
7991           /* This declaration is a `primary' template.  */
7992           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
7993
7994           new_friend_result_template_info
7995             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
7996         }
7997       else
7998         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
7999
8000       /* Make the init_value nonzero so pushdecl knows this is a defn.  */
8001       if (new_friend_is_defn)
8002         DECL_INITIAL (new_friend) = error_mark_node;
8003
8004       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
8005          current namespace. However, the friend function should go
8006          into the namespace of the template.  */
8007       ns = decl_namespace_context (new_friend);
8008       push_nested_namespace (ns);
8009       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
8010       pop_nested_namespace (ns);
8011
8012       if (old_decl == error_mark_node)
8013         return error_mark_node;
8014
8015       if (old_decl != new_friend)
8016         {
8017           /* This new friend declaration matched an existing
8018              declaration.  For example, given:
8019
8020                template <class T> void f(T);
8021                template <class U> class C {
8022                  template <class T> friend void f(T) {}
8023                };
8024
8025              the friend declaration actually provides the definition
8026              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
8027              old_decl will be the out-of-class template declaration,
8028              while new_friend is the in-class definition.
8029
8030              But, if `f' was called before this point, the
8031              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
8032              to `T' but not to `U', references to which might appear
8033              in the definition of `f'.  Previously, the most general
8034              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
8035              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
8036              run through all specialization of `f', adding to their
8037              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
8038              new set of outer arguments, corresponding to the
8039              arguments for this class instantiation.
8040
8041              The same situation can arise with something like this:
8042
8043                friend void f(int);
8044                template <class T> class C {
8045                  friend void f(T) {}
8046                };
8047
8048              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
8049              in the class.  */
8050
8051           if (!new_friend_is_defn)
8052             /* On the other hand, if the in-class declaration does
8053                *not* provide a definition, then we don't want to alter
8054                existing definitions.  We can just leave everything
8055                alone.  */
8056             ;
8057           else
8058             {
8059               tree new_template = TI_TEMPLATE (new_friend_template_info);
8060               tree new_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
8061
8062               /* Overwrite whatever template info was there before, if
8063                  any, with the new template information pertaining to
8064                  the declaration.  */
8065               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
8066
8067               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
8068                 {
8069                   /* We should have called reregister_specialization in
8070                      duplicate_decls.  */
8071                   gcc_assert (retrieve_specialization (new_template,
8072                                                        new_args, 0)
8073                               == old_decl);
8074
8075                   /* Instantiate it if the global has already been used.  */
8076                   if (DECL_ODR_USED (old_decl))
8077                     instantiate_decl (old_decl, /*defer_ok=*/true,
8078                                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
8079                 }
8080               else
8081                 {
8082                   tree t;
8083
8084                   /* Indicate that the old function template is a partial
8085                      instantiation.  */
8086                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
8087                     = new_friend_result_template_info;
8088
8089                   gcc_assert (new_template
8090                               == most_general_template (new_template));
8091                   gcc_assert (new_template != old_decl);
8092
8093                   /* Reassign any specializations already in the hash table
8094                      to the new more general template, and add the
8095                      additional template args.  */
8096                   for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl);
8097                        t != NULL_TREE;
8098                        t = TREE_CHAIN (t))
8099                     {
8100                       tree spec = TREE_VALUE (t);
8101                       spec_entry elt;
8102
8103                       elt.tmpl = old_decl;
8104                       elt.args = DECL_TI_ARGS (spec);
8105                       elt.spec = NULL_TREE;
8106
8107                       htab_remove_elt (decl_specializations, &elt);
8108
8109                       DECL_TI_ARGS (spec)
8110                         = add_outermost_template_args (new_args,
8111                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
8112
8113                       register_specialization
8114                         (spec, new_template, DECL_TI_ARGS (spec), true, 0);
8115
8116                     }
8117                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
8118                 }
8119             }
8120
8121           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
8122              by duplicate_decls.  */
8123           new_friend = old_decl;
8124         }
8125     }
8126   else
8127     {
8128       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
8129       bool dependent_p;
8130
8131       /* In the code
8132            template <class T> class C {
8133              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
8134              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
8135            };
8136          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
8137          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
8138          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
8139          this isn't true for case 2.  */
8140       ++processing_template_decl;
8141       dependent_p = dependent_type_p (context);
8142       --processing_template_decl;
8143
8144       if (!dependent_p
8145           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
8146         return error_mark_node;
8147
8148       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
8149         {
8150           /* Check to see that the declaration is really present, and,
8151              possibly obtain an improved declaration.  */
8152           tree fn = check_classfn (context,
8153                                    new_friend, NULL_TREE);
8154
8155           if (fn)
8156             new_friend = fn;
8157         }
8158     }
8159
8160   return new_friend;
8161 }
8162
8163 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
8164    template arguments, as for tsubst.
8165
8166    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
8167    failure.  */
8168
8169 static tree
8170 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
8171 {
8172   tree friend_type;
8173   tree tmpl;
8174   tree context;
8175
8176   context = CP_DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
8177
8178   if (context != global_namespace)
8179     {
8180       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
8181         push_nested_namespace (context);
8182       else
8183         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
8184     }
8185
8186   /* Look for a class template declaration.  We look for hidden names
8187      because two friend declarations of the same template are the
8188      same.  For example, in:
8189
8190        struct A { 
8191          template <typename> friend class F;
8192        };
8193        template <typename> struct B { 
8194          template <typename> friend class F;
8195        };
8196
8197      both F templates are the same.  */
8198   tmpl = lookup_name_real (DECL_NAME (friend_tmpl), 0, 0,
8199                            /*block_p=*/true, 0, 
8200                            LOOKUP_COMPLAIN | LOOKUP_HIDDEN);
8201
8202   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
8203      situation like this:
8204
8205        template <class T>
8206        struct S {
8207          template <class U>
8208          friend struct S;
8209        };
8210
8211      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
8212      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
8213   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
8214     {
8215       tmpl = lookup_name_prefer_type (DECL_NAME (friend_tmpl), 1);
8216       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
8217     }
8218
8219   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
8220     {
8221       /* The friend template has already been declared.  Just
8222          check to see that the declarations match, and install any new
8223          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
8224          of course.  We only need the innermost template parameters
8225          because that is all that redeclare_class_template will look
8226          at.  */
8227       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
8228           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
8229         {
8230           tree parms;
8231           location_t saved_input_location;
8232           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
8233                                          args, tf_warning_or_error);
8234
8235           saved_input_location = input_location;
8236           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (friend_tmpl);
8237           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
8238           input_location = saved_input_location;
8239           
8240         }
8241
8242       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
8243     }
8244   else
8245     {
8246       /* The friend template has not already been declared.  In this
8247          case, the instantiation of the template class will cause the
8248          injection of this template into the global scope.  */
8249       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8250       if (tmpl == error_mark_node)
8251         return error_mark_node;
8252
8253       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
8254          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
8255          the new type because that is supposed to be the corresponding
8256          template decl, i.e., TMPL.  */
8257       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
8258       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
8259       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
8260       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
8261         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
8262
8263       /* Inject this template into the global scope.  */
8264       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
8265     }
8266
8267   if (context != global_namespace)
8268     {
8269       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
8270         pop_nested_namespace (context);
8271       else
8272         pop_nested_class ();
8273     }
8274
8275   return friend_type;
8276 }
8277
8278 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
8279    Otherwise returns one.  */
8280
8281 static int
8282 can_complete_type_without_circularity (tree type)
8283 {
8284   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
8285     return 0;
8286   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
8287     return 1;
8288   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
8289     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
8290   else if (CLASS_TYPE_P (type)
8291            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
8292     return 0;
8293   else
8294     return 1;
8295 }
8296
8297 /* Apply any attributes which had to be deferred until instantiation
8298    time.  DECL_P, ATTRIBUTES and ATTR_FLAGS are as cplus_decl_attributes;
8299    ARGS, COMPLAIN, IN_DECL are as tsubst.  */
8300
8301 static void
8302 apply_late_template_attributes (tree *decl_p, tree attributes, int attr_flags,
8303                                 tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8304 {
8305   tree last_dep = NULL_TREE;
8306   tree t;
8307   tree *p;
8308
8309   for (t = attributes; t; t = TREE_CHAIN (t))
8310     if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
8311       {
8312         last_dep = t;
8313         attributes = copy_list (attributes);
8314         break;
8315       }
8316
8317   if (DECL_P (*decl_p))
8318     {
8319       if (TREE_TYPE (*decl_p) == error_mark_node)
8320         return;
8321       p = &DECL_ATTRIBUTES (*decl_p);
8322     }
8323   else
8324     p = &TYPE_ATTRIBUTES (*decl_p);
8325
8326   if (last_dep)
8327     {
8328       tree late_attrs = NULL_TREE;
8329       tree *q = &late_attrs;
8330
8331       for (*p = attributes; *p; )
8332         {
8333           t = *p;
8334           if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
8335             {
8336               *p = TREE_CHAIN (t);
8337               TREE_CHAIN (t) = NULL_TREE;
8338               /* If the first attribute argument is an identifier, don't
8339                  pass it through tsubst.  Attributes like mode, format,
8340                  cleanup and several target specific attributes expect it
8341                  unmodified.  */
8342               if (TREE_VALUE (t)
8343                   && TREE_CODE (TREE_VALUE (t)) == TREE_LIST
8344                   && TREE_VALUE (TREE_VALUE (t))
8345                   && (TREE_CODE (TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)))
8346                       == IDENTIFIER_NODE))
8347                 {
8348                   tree chain
8349                     = tsubst_expr (TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)), args, complain,
8350                                    in_decl,
8351                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
8352                   if (chain != TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)))
8353                     TREE_VALUE (t)
8354                       = tree_cons (NULL_TREE, TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)),
8355                                    chain);
8356                 }
8357               else
8358                 TREE_VALUE (t)
8359                   = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), args, complain, in_decl,
8360                                  /*integral_constant_expression_p=*/false);
8361               *q = t;
8362               q = &TREE_CHAIN (t);
8363             }
8364           else
8365             p = &TREE_CHAIN (t);
8366         }
8367
8368       cplus_decl_attributes (decl_p, late_attrs, attr_flags);
8369     }
8370 }
8371
8372 /* Perform (or defer) access check for typedefs that were referenced
8373    from within the template TMPL code.
8374    This is a subroutine of instantiate_template and instantiate_class_template.
8375    TMPL is the template to consider and TARGS is the list of arguments of
8376    that template.  */
8377
8378 static void
8379 perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs)
8380 {
8381   location_t saved_location;
8382   int i;
8383   qualified_typedef_usage_t *iter;
8384
8385   if (!tmpl
8386       || (!CLASS_TYPE_P (tmpl)
8387           && TREE_CODE (tmpl) != FUNCTION_DECL))
8388     return;
8389
8390   saved_location = input_location;
8391   FOR_EACH_VEC_ELT (qualified_typedef_usage_t,
8392                     get_types_needing_access_check (tmpl),
8393                     i, iter)
8394     {
8395       tree type_decl = iter->typedef_decl;
8396       tree type_scope = iter->context;
8397
8398       if (!type_decl || !type_scope || !CLASS_TYPE_P (type_scope))
8399         continue;
8400
8401       if (uses_template_parms (type_decl))
8402         type_decl = tsubst (type_decl, targs, tf_error, NULL_TREE);
8403       if (uses_template_parms (type_scope))
8404         type_scope = tsubst (type_scope, targs, tf_error, NULL_TREE);
8405
8406       /* Make access check error messages point to the location
8407          of the use of the typedef.  */
8408       input_location = iter->locus;
8409       perform_or_defer_access_check (TYPE_BINFO (type_scope),
8410                                      type_decl, type_decl);
8411     }
8412     input_location = saved_location;
8413 }
8414
8415 static tree
8416 instantiate_class_template_1 (tree type)
8417 {
8418   tree templ, args, pattern, t, member;
8419   tree typedecl;
8420   tree pbinfo;
8421   tree base_list;
8422   unsigned int saved_maximum_field_alignment;
8423   tree fn_context;
8424
8425   if (type == error_mark_node)
8426     return error_mark_node;
8427
8428   if (COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (type)
8429       || uses_template_parms (type))
8430     return type;
8431
8432   /* Figure out which template is being instantiated.  */
8433   templ = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
8434   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
8435
8436   /* Determine what specialization of the original template to
8437      instantiate.  */
8438   t = most_specialized_class (type, templ, tf_warning_or_error);
8439   if (t == error_mark_node)
8440     {
8441       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
8442       return error_mark_node;
8443     }
8444   else if (t)
8445     {
8446       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
8447          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
8448          the arguments appropriate for substitution.  For example,
8449          given:
8450
8451            template <class T> struct S {};
8452            template <class T> struct S<T*> {};
8453
8454          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
8455          presently be {int*} -- but we need {int}.  */
8456       pattern = TREE_TYPE (t);
8457       args = TREE_PURPOSE (t);
8458     }
8459   else
8460     {
8461       pattern = TREE_TYPE (templ);
8462       args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
8463     }
8464
8465   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
8466      there's nothing we can do.  */
8467   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
8468     return type;
8469
8470   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
8471   if (! push_tinst_level (type))
8472     return type;
8473
8474   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
8475      the process of being defined.  */
8476   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
8477
8478   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
8479      it now.  */
8480   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
8481
8482   fn_context = decl_function_context (TYPE_MAIN_DECL (type));
8483   if (!fn_context)
8484     push_to_top_level ();
8485   /* Use #pragma pack from the template context.  */
8486   saved_maximum_field_alignment = maximum_field_alignment;
8487   maximum_field_alignment = TYPE_PRECISION (pattern);
8488
8489   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
8490
8491   /* Set the input location to the most specialized template definition.
8492      This is needed if tsubsting causes an error.  */
8493   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (pattern);
8494   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (type)) =
8495     DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
8496
8497   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
8498   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
8499   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
8500   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
8501   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
8502     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
8503   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
8504     {
8505       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
8506       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
8507       /* Adjust visibility for template arguments.  */
8508       determine_visibility (TYPE_MAIN_DECL (type));
8509     }
8510   CLASSTYPE_FINAL (type) = CLASSTYPE_FINAL (pattern);
8511
8512   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
8513
8514   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
8515      class; we need to look up the nested class by name before we can
8516      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
8517      class.  */
8518   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
8519               || COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type)));
8520
8521   base_list = NULL_TREE;
8522   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
8523     {
8524       tree pbase_binfo;
8525       tree pushed_scope;
8526       int i;
8527
8528       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
8529          the accessibility of types named in dependent bases are
8530          looked up from.  */
8531       pushed_scope = push_scope (CP_TYPE_CONTEXT (type));
8532
8533       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
8534          basetypes.  */
8535       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
8536         {
8537           tree base;
8538           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
8539           tree expanded_bases = NULL_TREE;
8540           int idx, len = 1;
8541
8542           if (PACK_EXPANSION_P (BINFO_TYPE (pbase_binfo)))
8543             {
8544               expanded_bases = 
8545                 tsubst_pack_expansion (BINFO_TYPE (pbase_binfo),
8546                                        args, tf_error, NULL_TREE);
8547               if (expanded_bases == error_mark_node)
8548                 continue;
8549
8550               len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
8551             }
8552
8553           for (idx = 0; idx < len; idx++)
8554             {
8555               if (expanded_bases)
8556                 /* Extract the already-expanded base class.  */
8557                 base = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, idx);
8558               else
8559                 /* Substitute to figure out the base class.  */
8560                 base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, 
8561                                NULL_TREE);
8562
8563               if (base == error_mark_node)
8564                 continue;
8565
8566               base_list = tree_cons (access, base, base_list);
8567               if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
8568                 TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
8569             }
8570         }
8571
8572       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
8573       base_list = nreverse (base_list);
8574
8575       if (pushed_scope)
8576         pop_scope (pushed_scope);
8577     }
8578   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
8579      information.  */
8580   xref_basetypes (type, base_list);
8581
8582   apply_late_template_attributes (&type, TYPE_ATTRIBUTES (pattern),
8583                                   (int) ATTR_FLAG_TYPE_IN_PLACE,
8584                                   args, tf_error, NULL_TREE);
8585   fixup_attribute_variants (type);
8586
8587   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
8588      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
8589      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
8590      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
8591      class, except we also need to push the enclosing classes.  */
8592   push_nested_class (type);
8593
8594   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
8595   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
8596        member; member = TREE_CHAIN (member))
8597     {
8598       tree t = TREE_VALUE (member);
8599
8600       if (TREE_PURPOSE (member))
8601         {
8602           if (TYPE_P (t))
8603             {
8604               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
8605
8606               tree newtag;
8607               bool class_template_p;
8608
8609               class_template_p = (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE
8610                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
8611                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (t));
8612               /* If the member is a class template, then -- even after
8613                  substitution -- there may be dependent types in the
8614                  template argument list for the class.  We increment
8615                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
8616                  that function will assume that no types are dependent
8617                  when outside of a template.  */
8618               if (class_template_p)
8619                 ++processing_template_decl;
8620               newtag = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
8621               if (class_template_p)
8622                 --processing_template_decl;
8623               if (newtag == error_mark_node)
8624                 continue;
8625
8626               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
8627                 {
8628                   tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
8629
8630                   if (class_template_p)
8631                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
8632                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
8633                        instantiation (i.e., for the type of a member
8634                        template class nested within a template class.)
8635                        This behavior is required for
8636                        maybe_process_partial_specialization to work
8637                        correctly, but is not accurate in this case;
8638                        the TAG is not an instantiation of anything.
8639                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
8640                        instantiation, but the TYPE is not.) */
8641                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
8642
8643                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
8644                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
8645                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
8646                      this for enums because it will already have been done in
8647                      tsubst_enum.  */
8648                   if (name)
8649                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
8650                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
8651                 }
8652             }
8653           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
8654                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
8655             {
8656               /* Build new TYPE_METHODS.  */
8657               tree r;
8658
8659               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8660                 ++processing_template_decl;
8661               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
8662               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8663                 --processing_template_decl;
8664               set_current_access_from_decl (r);
8665               finish_member_declaration (r);
8666               /* Instantiate members marked with attribute used.  */
8667               if (r != error_mark_node && DECL_PRESERVE_P (r))
8668                 mark_used (r);
8669             }
8670           else
8671             {
8672               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
8673               if (TREE_CODE (t) == STATIC_ASSERT)
8674                 {
8675                   tree condition = 
8676                     tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), args, 
8677                                  tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8678                                  /*integral_constant_expression_p=*/true);
8679                   finish_static_assert (condition,
8680                                         STATIC_ASSERT_MESSAGE (t), 
8681                                         STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
8682                                         /*member_p=*/true);
8683                 }
8684               else if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
8685                 {
8686                   tree r;
8687
8688                   /* The file and line for this declaration, to
8689                      assist in error message reporting.  Since we
8690                      called push_tinst_level above, we don't need to
8691                      restore these.  */
8692                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8693
8694                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8695                     ++processing_template_decl;
8696                   r = tsubst (t, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8697                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8698                     --processing_template_decl;
8699                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
8700                     {
8701                       /* In [temp.inst]:
8702
8703                            [t]he initialization (and any associated
8704                            side-effects) of a static data member does
8705                            not occur unless the static data member is
8706                            itself used in a way that requires the
8707                            definition of the static data member to
8708                            exist.
8709
8710                          Therefore, we do not substitute into the
8711                          initialized for the static data member here.  */
8712                       finish_static_data_member_decl
8713                         (r,
8714                          /*init=*/NULL_TREE,
8715                          /*init_const_expr_p=*/false,
8716                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
8717                          /*flags=*/0);
8718                       /* Instantiate members marked with attribute used.  */
8719                       if (r != error_mark_node && DECL_PRESERVE_P (r))
8720                         mark_used (r);
8721                     }
8722                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
8723                     {
8724                       /* Determine whether R has a valid type and can be
8725                          completed later.  If R is invalid, then it is
8726                          replaced by error_mark_node so that it will not be
8727                          added to TYPE_FIELDS.  */
8728                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
8729                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
8730                         complete_type (rtype);
8731
8732                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
8733                         {
8734                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
8735                           r = error_mark_node;
8736                         }
8737                     }
8738
8739                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
8740                      such a thing will already have been added to the field
8741                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
8742                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
8743                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
8744                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
8745                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
8746                     {
8747                       set_current_access_from_decl (r);
8748                       finish_member_declaration (r);
8749                     }
8750                 }
8751             }
8752         }
8753       else
8754         {
8755           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
8756             {
8757               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
8758
8759               tree friend_type = t;
8760               bool adjust_processing_template_decl = false;
8761
8762               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
8763                 {
8764                   /* template <class T> friend class C;  */
8765                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
8766                   adjust_processing_template_decl = true;
8767                 }
8768               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
8769                 {
8770                   /* template <class T> friend class C::D;  */
8771                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
8772                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8773                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
8774                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
8775                   adjust_processing_template_decl = true;
8776                 }
8777               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE
8778                        || TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
8779                 {
8780                   /* This could be either
8781
8782                        friend class T::C;
8783
8784                      when dependent_type_p is false or
8785
8786                        template <class U> friend class T::C;
8787
8788                      otherwise.  */
8789                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
8790                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8791                   /* Bump processing_template_decl for correct
8792                      dependent_type_p calculation.  */
8793                   ++processing_template_decl;
8794                   if (dependent_type_p (friend_type))
8795                     adjust_processing_template_decl = true;
8796                   --processing_template_decl;
8797                 }
8798               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
8799                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
8800                 {
8801                   /* friend class C;
8802
8803                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
8804                      from namespace scope directly, bypassing any name that
8805                      come from dependent base class.  */
8806                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
8807
8808                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
8809                      classes.  */
8810                   push_nested_namespace (ns);
8811                   friend_type =
8812                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
8813                                         /*tag_scope=*/ts_current);
8814                   pop_nested_namespace (ns);
8815                 }
8816               else if (uses_template_parms (friend_type))
8817                 /* friend class C<T>;  */
8818                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
8819                                       tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8820               /* Otherwise it's
8821
8822                    friend class C;
8823
8824                  where C is already declared or
8825
8826                    friend class C<int>;
8827
8828                  We don't have to do anything in these cases.  */
8829
8830               if (adjust_processing_template_decl)
8831                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
8832                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
8833                    important that we use make_friend_class since it will
8834                    perform some error-checking and output cross-reference
8835                    information.  */
8836                 ++processing_template_decl;
8837
8838               if (friend_type != error_mark_node)
8839                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
8840
8841               if (adjust_processing_template_decl)
8842                 --processing_template_decl;
8843             }
8844           else
8845             {
8846               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
8847               tree r;
8848
8849               /* The file and line for this declaration, to
8850                  assist in error message reporting.  Since we
8851                  called push_tinst_level above, we don't need to
8852                  restore these.  */
8853               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8854
8855               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8856                 {
8857                   ++processing_template_decl;
8858                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
8859                 }
8860
8861               r = tsubst_friend_function (t, args);
8862               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
8863               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8864                 {
8865                   pop_deferring_access_checks ();
8866                   --processing_template_decl;
8867                 }
8868             }
8869         }
8870     }
8871
8872   if (CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type))
8873     {
8874       tree decl = lambda_function (type);
8875       if (decl)
8876         {
8877           tree lambda = CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type);
8878           if (LAMBDA_EXPR_DEDUCE_RETURN_TYPE_P (lambda))
8879             {
8880               apply_lambda_return_type (lambda, void_type_node);
8881               LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (lambda) = NULL_TREE;
8882             }
8883
8884           instantiate_decl (decl, false, false);
8885           maybe_add_lambda_conv_op (type);
8886         }
8887       else
8888         gcc_assert (errorcount);
8889     }
8890
8891   /* Set the file and line number information to whatever is given for
8892      the class itself.  This puts error messages involving generated
8893      implicit functions at a predictable point, and the same point
8894      that would be used for non-template classes.  */
8895   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
8896
8897   unreverse_member_declarations (type);
8898   finish_struct_1 (type);
8899   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
8900
8901   /* We don't instantiate default arguments for member functions.  14.7.1:
8902
8903      The implicit instantiation of a class template specialization causes
8904      the implicit instantiation of the declarations, but not of the
8905      definitions or default arguments, of the class member functions,
8906      member classes, static data members and member templates....  */
8907
8908   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
8909      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
8910      added to the template at parsing time. Let's get those and perform
8911      the access checks then.  */
8912   perform_typedefs_access_check (pattern, args);
8913   perform_deferred_access_checks ();
8914   pop_nested_class ();
8915   maximum_field_alignment = saved_maximum_field_alignment;
8916   if (!fn_context)
8917     pop_from_top_level ();
8918   pop_deferring_access_checks ();
8919   pop_tinst_level ();
8920
8921   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
8922      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
8923      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
8924      the keyed_classes list.  */
8925   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
8926     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
8927
8928   return type;
8929 }
8930
8931 /* Wrapper for instantiate_class_template_1.  */
8932
8933 tree
8934 instantiate_class_template (tree type)
8935 {
8936   tree ret;
8937   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
8938   ret = instantiate_class_template_1 (type);
8939   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
8940   return ret;
8941 }
8942
8943 static tree
8944 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8945 {
8946   tree r;
8947
8948   if (!t)
8949     r = t;
8950   else if (TYPE_P (t))
8951     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
8952   else
8953     {
8954       if (!(complain & tf_warning))
8955         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
8956       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl,
8957                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
8958       if (!(complain & tf_warning))
8959         --c_inhibit_evaluation_warnings;
8960       /* Preserve the raw-reference nature of T.  */
8961       if (TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) == REFERENCE_TYPE
8962           && REFERENCE_REF_P (r))
8963         r = TREE_OPERAND (r, 0);
8964     }
8965   return r;
8966 }
8967
8968 /* Given a function parameter pack TMPL_PARM and some function parameters
8969    instantiated from it at *SPEC_P, return a NONTYPE_ARGUMENT_PACK of them
8970    and set *SPEC_P to point at the next point in the list.  */
8971
8972 static tree
8973 extract_fnparm_pack (tree tmpl_parm, tree *spec_p)
8974 {
8975   /* Collect all of the extra "packed" parameters into an
8976      argument pack.  */
8977   tree parmvec;
8978   tree parmtypevec;
8979   tree argpack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
8980   tree argtypepack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
8981   tree spec_parm = *spec_p;
8982   int i, len;
8983
8984   for (len = 0; spec_parm; ++len, spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm))
8985     if (tmpl_parm
8986         && !function_parameter_expanded_from_pack_p (spec_parm, tmpl_parm))
8987       break;
8988
8989   /* Fill in PARMVEC and PARMTYPEVEC with all of the parameters.  */
8990   parmvec = make_tree_vec (len);
8991   parmtypevec = make_tree_vec (len);
8992   spec_parm = *spec_p;
8993   for (i = 0; i < len; i++, spec_parm = DECL_CHAIN (spec_parm))
8994     {
8995       TREE_VEC_ELT (parmvec, i) = spec_parm;
8996       TREE_VEC_ELT (parmtypevec, i) = TREE_TYPE (spec_parm);
8997     }
8998
8999   /* Build the argument packs.  */
9000   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argpack, parmvec);
9001   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argtypepack, parmtypevec);
9002   TREE_TYPE (argpack) = argtypepack;
9003   *spec_p = spec_parm;
9004
9005   return argpack;
9006 }
9007
9008 /* Give a chain SPEC_PARM of PARM_DECLs, pack them into a
9009    NONTYPE_ARGUMENT_PACK.  */
9010
9011 static tree
9012 make_fnparm_pack (tree spec_parm)
9013 {
9014   return extract_fnparm_pack (NULL_TREE, &spec_parm);
9015 }
9016
9017 /* Substitute ARGS into T, which is an pack expansion
9018    (i.e. TYPE_PACK_EXPANSION or EXPR_PACK_EXPANSION). Returns a
9019    TREE_VEC with the substituted arguments, a PACK_EXPANSION_* node
9020    (if only a partial substitution could be performed) or
9021    ERROR_MARK_NODE if there was an error.  */
9022 tree
9023 tsubst_pack_expansion (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
9024                        tree in_decl)
9025 {
9026   tree pattern;
9027   tree pack, packs = NULL_TREE;
9028   bool unsubstituted_packs = false;
9029   bool real_packs = false;
9030   int missing_level = 0;
9031   int i, len = -1;
9032   tree result;
9033   htab_t saved_local_specializations = NULL;
9034   bool need_local_specializations = false;
9035   int levels;
9036
9037   gcc_assert (PACK_EXPANSION_P (t));
9038   pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (t);
9039
9040   /* Add in any args remembered from an earlier partial instantiation.  */
9041   args = add_to_template_args (PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (t), args);
9042
9043   levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9044
9045   /* Determine the argument packs that will instantiate the parameter
9046      packs used in the expansion expression. While we're at it,
9047      compute the number of arguments to be expanded and make sure it
9048      is consistent.  */
9049   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (t); pack; 
9050        pack = TREE_CHAIN (pack))
9051     {
9052       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
9053       tree arg_pack = NULL_TREE;
9054       tree orig_arg = NULL_TREE;
9055       int level = 0;
9056
9057       if (TREE_CODE (parm_pack) == BASES)
9058        {
9059          if (BASES_DIRECT (parm_pack))
9060            return calculate_direct_bases (tsubst_expr (BASES_TYPE (parm_pack),
9061                                                         args, complain, in_decl, false));
9062          else
9063            return calculate_bases (tsubst_expr (BASES_TYPE (parm_pack),
9064                                                  args, complain, in_decl, false));
9065        }
9066       if (TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL)
9067         {
9068           if (PACK_EXPANSION_LOCAL_P (t))
9069             arg_pack = retrieve_local_specialization (parm_pack);
9070           else
9071             {
9072               /* We can't rely on local_specializations for a parameter
9073                  name used later in a function declaration (such as in a
9074                  late-specified return type).  Even if it exists, it might
9075                  have the wrong value for a recursive call.  Just make a
9076                  dummy decl, since it's only used for its type.  */
9077               /* Copy before tsubsting so that we don't recurse into any
9078                  later PARM_DECLs.  */
9079               arg_pack = tsubst_decl (copy_node (parm_pack), args, complain);
9080               if (arg_pack && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg_pack))
9081                 /* Partial instantiation of the parm_pack, we can't build
9082                    up an argument pack yet.  */
9083                 arg_pack = NULL_TREE;
9084               else
9085                 arg_pack = make_fnparm_pack (arg_pack);
9086               need_local_specializations = true;
9087             }
9088         }
9089       else
9090         {
9091           int idx;
9092           template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
9093
9094           if (level <= levels)
9095             arg_pack = TMPL_ARG (args, level, idx);
9096         }
9097
9098       orig_arg = arg_pack;
9099       if (arg_pack && TREE_CODE (arg_pack) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
9100         arg_pack = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg_pack);
9101       
9102       if (arg_pack && !ARGUMENT_PACK_P (arg_pack))
9103         /* This can only happen if we forget to expand an argument
9104            pack somewhere else. Just return an error, silently.  */
9105         {
9106           result = make_tree_vec (1);
9107           TREE_VEC_ELT (result, 0) = error_mark_node;
9108           return result;
9109         }
9110
9111       if (arg_from_parm_pack_p (arg_pack, parm_pack))
9112         /* The argument pack that the parameter maps to is just an
9113            expansion of the parameter itself, such as one would find
9114            in the implicit typedef of a class inside the class itself.
9115            Consider this parameter "unsubstituted", so that we will
9116            maintain the outer pack expansion.  */
9117         arg_pack = NULL_TREE;
9118           
9119       if (arg_pack)
9120         {
9121           int my_len = 
9122             TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack));
9123
9124           /* Don't bother trying to do a partial substitution with
9125              incomplete packs; we'll try again after deduction.  */
9126           if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
9127             return t;
9128
9129           if (len < 0)
9130             len = my_len;
9131           else if (len != my_len)
9132             {
9133               if (!(complain & tf_error))
9134                 /* Fail quietly.  */;
9135               else if (TREE_CODE (t) == TYPE_PACK_EXPANSION)
9136                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
9137                        "%<%T%>",
9138                        pattern);
9139               else
9140                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
9141                        "%<%E%>",
9142                        pattern);
9143               return error_mark_node;
9144             }
9145
9146           if (TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
9147               && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack),
9148                                                  0)))
9149             /* This isn't a real argument pack yet.  */;
9150           else
9151             real_packs = true;
9152
9153           /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
9154              argument packs.  */
9155           packs = tree_cons (parm_pack, arg_pack, packs);
9156           TREE_TYPE (packs) = orig_arg;
9157         }
9158       else
9159         {
9160           /* We can't substitute for this parameter pack.  We use a flag as
9161              well as the missing_level counter because function parameter
9162              packs don't have a level.  */
9163           unsubstituted_packs = true;
9164           if (!missing_level || missing_level > level)
9165             missing_level = level;
9166         }
9167     }
9168
9169   /* We cannot expand this expansion expression, because we don't have
9170      all of the argument packs we need.  */
9171   if (unsubstituted_packs)
9172     {
9173       if (real_packs)
9174         {
9175           /* We got some full packs, but we can't substitute them in until we
9176              have values for all the packs.  So remember these until then.  */
9177           tree save_args;
9178
9179           t = make_pack_expansion (pattern);
9180
9181           /* The call to add_to_template_args above assumes no overlap
9182              between saved args and new args, so prune away any fake
9183              args, i.e. those that satisfied arg_from_parm_pack_p above.  */
9184           if (missing_level && levels >= missing_level)
9185             {
9186               gcc_assert (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args)
9187                           && missing_level > 1);
9188               TREE_VEC_LENGTH (args) = missing_level - 1;
9189               save_args = copy_node (args);
9190               TREE_VEC_LENGTH (args) = levels;
9191             }
9192           else
9193             save_args = args;
9194
9195           PACK_EXPANSION_EXTRA_ARGS (t) = save_args;
9196         }
9197       else
9198         {
9199           /* There were no real arguments, we're just replacing a parameter
9200              pack with another version of itself. Substitute into the
9201              pattern and return a PACK_EXPANSION_*. The caller will need to
9202              deal with that.  */
9203           if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
9204             t = tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
9205                              /*integral_constant_expression_p=*/false);
9206           else
9207             t = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
9208           t = make_pack_expansion (t);
9209         }
9210       return t;
9211     }
9212
9213   /* We could not find any argument packs that work.  */
9214   if (len < 0)
9215     return error_mark_node;
9216
9217   if (need_local_specializations)
9218     {
9219       /* We're in a late-specified return type, so create our own local
9220          specializations table; the current table is either NULL or (in the
9221          case of recursive unification) might have bindings that we don't
9222          want to use or alter.  */
9223       saved_local_specializations = local_specializations;
9224       local_specializations = htab_create (37,
9225                                            hash_local_specialization,
9226                                            eq_local_specializations,
9227                                            NULL);
9228     }
9229
9230   /* For each argument in each argument pack, substitute into the
9231      pattern.  */
9232   result = make_tree_vec (len);
9233   for (i = 0; i < len; ++i)
9234     {
9235       /* For parameter pack, change the substitution of the parameter
9236          pack to the ith argument in its argument pack, then expand
9237          the pattern.  */
9238       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
9239         {
9240           tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
9241           tree arg;
9242
9243           /* Select the Ith argument from the pack.  */
9244           if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
9245             {
9246               if (i == 0)
9247                 {
9248                   arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
9249                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
9250                   mark_used (parm);
9251                   register_local_specialization (arg, parm);
9252                 }
9253               else
9254                 arg = retrieve_local_specialization (parm);
9255             }
9256           else
9257             {
9258               int idx, level;
9259               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
9260
9261               if (i == 0)
9262                 {
9263                   arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
9264                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
9265                   /* Update the corresponding argument.  */
9266                   TMPL_ARG (args, level, idx) = arg;
9267                 }
9268               else
9269                 /* Re-use the ARGUMENT_PACK_SELECT.  */
9270                 arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
9271             }
9272           ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (arg) = i;
9273         }
9274
9275       /* Substitute into the PATTERN with the altered arguments.  */
9276       if (!TYPE_P (pattern))
9277         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
9278           tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
9279                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
9280       else
9281         TREE_VEC_ELT (result, i) = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
9282
9283       if (TREE_VEC_ELT (result, i) == error_mark_node)
9284         {
9285           result = error_mark_node;
9286           break;
9287         }
9288     }
9289
9290   /* Update ARGS to restore the substitution from parameter packs to
9291      their argument packs.  */
9292   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
9293     {
9294       tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
9295
9296       if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
9297         register_local_specialization (TREE_TYPE (pack), parm);
9298       else
9299         {
9300           int idx, level;
9301           template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
9302           
9303           /* Update the corresponding argument.  */
9304           if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
9305             TREE_VEC_ELT (TREE_VEC_ELT (args, level -1 ), idx) =
9306               TREE_TYPE (pack);
9307           else
9308             TREE_VEC_ELT (args, idx) = TREE_TYPE (pack);
9309         }
9310     }
9311
9312   if (need_local_specializations)
9313     {
9314       htab_delete (local_specializations);
9315       local_specializations = saved_local_specializations;
9316     }
9317   
9318   return result;
9319 }
9320
9321 /* Given PARM_DECL PARM, find the corresponding PARM_DECL in the template
9322    TMPL.  We do this using DECL_PARM_INDEX, which should work even with
9323    parameter packs; all parms generated from a function parameter pack will
9324    have the same DECL_PARM_INDEX.  */
9325
9326 tree
9327 get_pattern_parm (tree parm, tree tmpl)
9328 {
9329   tree pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
9330   tree patparm;
9331
9332   if (DECL_ARTIFICIAL (parm))
9333     {
9334       for (patparm = DECL_ARGUMENTS (pattern);
9335            patparm; patparm = DECL_CHAIN (patparm))
9336         if (DECL_ARTIFICIAL (patparm)
9337             && DECL_NAME (parm) == DECL_NAME (patparm))
9338           break;
9339     }
9340   else
9341     {
9342       patparm = FUNCTION_FIRST_USER_PARM (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
9343       patparm = chain_index (DECL_PARM_INDEX (parm)-1, patparm);
9344       gcc_assert (DECL_PARM_INDEX (patparm)
9345                   == DECL_PARM_INDEX (parm));
9346     }
9347
9348   return patparm;
9349 }
9350
9351 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
9352
9353 static tree
9354 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
9355 {
9356   tree orig_t = t;
9357   int len, need_new = 0, i, expanded_len_adjust = 0, out;
9358   tree *elts;
9359
9360   if (t == error_mark_node)
9361     return error_mark_node;
9362
9363   len = TREE_VEC_LENGTH (t);
9364   elts = XALLOCAVEC (tree, len);
9365
9366   for (i = 0; i < len; i++)
9367     {
9368       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
9369       tree new_arg;
9370
9371       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
9372         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
9373       else if (PACK_EXPANSION_P (orig_arg))
9374         {
9375           /* Substitute into an expansion expression.  */
9376           new_arg = tsubst_pack_expansion (orig_arg, args, complain, in_decl);
9377
9378           if (TREE_CODE (new_arg) == TREE_VEC)
9379             /* Add to the expanded length adjustment the number of
9380                expanded arguments. We subtract one from this
9381                measurement, because the argument pack expression
9382                itself is already counted as 1 in
9383                LEN. EXPANDED_LEN_ADJUST can actually be negative, if
9384                the argument pack is empty.  */
9385             expanded_len_adjust += TREE_VEC_LENGTH (new_arg) - 1;
9386         }
9387       else if (ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
9388         {
9389           /* Substitute into each of the arguments.  */
9390           new_arg = TYPE_P (orig_arg)
9391             ? cxx_make_type (TREE_CODE (orig_arg))
9392             : make_node (TREE_CODE (orig_arg));
9393           
9394           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (
9395             new_arg,
9396             tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (orig_arg),
9397                                   args, complain, in_decl));
9398
9399           if (ARGUMENT_PACK_ARGS (new_arg) == error_mark_node)
9400             new_arg = error_mark_node;
9401
9402           if (TREE_CODE (new_arg) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK) {
9403             TREE_TYPE (new_arg) = tsubst (TREE_TYPE (orig_arg), args,
9404                                           complain, in_decl);
9405             TREE_CONSTANT (new_arg) = TREE_CONSTANT (orig_arg);
9406
9407             if (TREE_TYPE (new_arg) == error_mark_node)
9408               new_arg = error_mark_node;
9409           }
9410         }
9411       else
9412         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
9413
9414       if (new_arg == error_mark_node)
9415         return error_mark_node;
9416
9417       elts[i] = new_arg;
9418       if (new_arg != orig_arg)
9419         need_new = 1;
9420     }
9421
9422   if (!need_new)
9423     return t;
9424
9425   /* Make space for the expanded arguments coming from template
9426      argument packs.  */
9427   t = make_tree_vec (len + expanded_len_adjust);
9428   /* ORIG_T can contain TREE_VECs. That happens if ORIG_T contains the
9429      arguments for a member template.
9430      In that case each TREE_VEC in ORIG_T represents a level of template
9431      arguments, and ORIG_T won't carry any non defaulted argument count.
9432      It will rather be the nested TREE_VECs that will carry one.
9433      In other words, ORIG_T carries a non defaulted argument count only
9434      if it doesn't contain any nested TREE_VEC.  */
9435   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t))
9436     {
9437       int count = GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t);
9438       count += expanded_len_adjust;
9439       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (t, count);
9440     }
9441   for (i = 0, out = 0; i < len; i++)
9442     {
9443       if ((PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i))
9444            || ARGUMENT_PACK_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i)))
9445           && TREE_CODE (elts[i]) == TREE_VEC)
9446         {
9447           int idx;
9448
9449           /* Now expand the template argument pack "in place".  */
9450           for (idx = 0; idx < TREE_VEC_LENGTH (elts[i]); idx++, out++)
9451             TREE_VEC_ELT (t, out) = TREE_VEC_ELT (elts[i], idx);
9452         }
9453       else
9454         {
9455           TREE_VEC_ELT (t, out) = elts[i];
9456           out++;
9457         }
9458     }
9459
9460   return t;
9461 }
9462
9463 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
9464    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
9465    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
9466    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
9467    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
9468    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
9469
9470 static tree
9471 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
9472 {
9473   tree r = NULL_TREE;
9474   tree* new_parms;
9475
9476   /* When substituting into a template, we must set
9477      PROCESSING_TEMPLATE_DECL as the template parameters may be
9478      dependent if they are based on one-another, and the dependency
9479      predicates are short-circuit outside of templates.  */
9480   ++processing_template_decl;
9481
9482   for (new_parms = &r;
9483        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9484        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
9485          parms = TREE_CHAIN (parms))
9486     {
9487       tree new_vec =
9488         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
9489       int i;
9490
9491       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
9492         {
9493           tree tuple;
9494
9495           if (parms == error_mark_node)
9496             continue;
9497
9498           tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
9499
9500           if (tuple == error_mark_node)
9501             continue;
9502
9503           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) =
9504             tsubst_template_parm (tuple, args, complain);
9505         }
9506
9507       *new_parms =
9508         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
9509                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
9510                    new_vec, NULL_TREE);
9511     }
9512
9513   --processing_template_decl;
9514
9515   return r;
9516 }
9517
9518 /* Return the result of substituting ARGS into one template parameter
9519    given by T. T Must be a TREE_LIST which TREE_VALUE is the template
9520    parameter and which TREE_PURPOSE is the default argument of the
9521    template parameter.  */
9522
9523 static tree
9524 tsubst_template_parm (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
9525 {
9526   tree default_value, parm_decl;
9527
9528   if (args == NULL_TREE
9529       || t == NULL_TREE
9530       || t == error_mark_node)
9531     return t;
9532
9533   gcc_assert (TREE_CODE (t) == TREE_LIST);
9534
9535   default_value = TREE_PURPOSE (t);
9536   parm_decl = TREE_VALUE (t);
9537
9538   parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
9539   if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
9540       && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
9541     parm_decl = error_mark_node;
9542   default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
9543                                        complain, NULL_TREE);
9544
9545   return build_tree_list (default_value, parm_decl);
9546 }
9547
9548 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
9549    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
9550    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
9551    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
9552    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
9553
9554 static tree
9555 tsubst_aggr_type (tree t,
9556                   tree args,
9557                   tsubst_flags_t complain,
9558                   tree in_decl,
9559                   int entering_scope)
9560 {
9561   if (t == NULL_TREE)
9562     return NULL_TREE;
9563
9564   switch (TREE_CODE (t))
9565     {
9566     case RECORD_TYPE:
9567       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
9568         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9569
9570       /* Else fall through.  */
9571     case ENUMERAL_TYPE:
9572     case UNION_TYPE:
9573       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t) && uses_template_parms (t))
9574         {
9575           tree argvec;
9576           tree context;
9577           tree r;
9578           int saved_unevaluated_operand;
9579           int saved_inhibit_evaluation_warnings;
9580
9581           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
9582           saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
9583           cp_unevaluated_operand = 0;
9584           saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
9585           c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
9586
9587           /* First, determine the context for the type we are looking
9588              up.  */
9589           context = TYPE_CONTEXT (t);
9590           if (context && TYPE_P (context))
9591             {
9592               context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
9593                                           in_decl, /*entering_scope=*/1);
9594               /* If context is a nested class inside a class template,
9595                  it may still need to be instantiated (c++/33959).  */
9596               context = complete_type (context);
9597             }
9598
9599           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
9600              type we are trying to find.  For example, given:
9601
9602                template <class T> struct S;
9603                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
9604
9605              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
9606              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
9607              S we only want {double}.  */
9608           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
9609                                          complain, in_decl);
9610           if (argvec == error_mark_node)
9611             r = error_mark_node;
9612           else
9613             {
9614               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
9615                                          entering_scope, complain);
9616               r = cp_build_qualified_type_real (r, cp_type_quals (t), complain);
9617             }
9618
9619           cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
9620           c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
9621
9622           return r;
9623         }
9624       else
9625         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
9626         return t;
9627
9628     default:
9629       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
9630     }
9631 }
9632
9633 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
9634    FN), which has the indicated TYPE.  */
9635
9636 tree
9637 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
9638 {
9639   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
9640   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
9641
9642   /* This can happen in invalid code.  */
9643   if (TREE_CODE (arg) == DEFAULT_ARG)
9644     return arg;
9645
9646   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
9647      default argument here, not in tsubst.  In the case of
9648      something like:
9649
9650        template <class T>
9651        struct S {
9652          static T t();
9653          void f(T = t());
9654        };
9655
9656      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
9657      rather than in the current class.  */
9658   push_access_scope (fn);
9659   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
9660   if (cfun)
9661     {
9662       saved_class_ptr = current_class_ptr;
9663       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
9664       saved_class_ref = current_class_ref;
9665       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
9666     }
9667
9668   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
9669   /* The default argument expression may cause implicitly defined
9670      member functions to be synthesized, which will result in garbage
9671      collection.  We must treat this situation as if we were within
9672      the body of function so as to avoid collecting live data on the
9673      stack.  */
9674   ++function_depth;
9675   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
9676                      tf_warning_or_error, NULL_TREE,
9677                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
9678   --function_depth;
9679   pop_deferring_access_checks();
9680
9681   /* Restore the "this" pointer.  */
9682   if (cfun)
9683     {
9684       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
9685       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
9686     }
9687
9688   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
9689   arg = check_default_argument (type, arg);
9690
9691   pop_access_scope (fn);
9692
9693   return arg;
9694 }
9695
9696 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
9697
9698 static void
9699 tsubst_default_arguments (tree fn)
9700 {
9701   tree arg;
9702   tree tmpl_args;
9703
9704   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
9705
9706   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
9707      its default arguments.  */
9708   if (uses_template_parms (tmpl_args))
9709     return;
9710   /* Don't do this again for clones.  */
9711   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (fn))
9712     return;
9713
9714   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
9715        arg;
9716        arg = TREE_CHAIN (arg))
9717     if (TREE_PURPOSE (arg))
9718       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
9719                                                     TREE_VALUE (arg),
9720                                                     TREE_PURPOSE (arg));
9721 }
9722
9723 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
9724    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
9725    control of COMPLAIN.  */
9726
9727 static tree
9728 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
9729 {
9730 #define RETURN(EXP) do { r = (EXP); goto out; } while(0)
9731   location_t saved_loc;
9732   tree r = NULL_TREE;
9733   tree in_decl = t;
9734   hashval_t hash = 0;
9735
9736   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
9737   saved_loc = input_location;
9738   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
9739
9740   switch (TREE_CODE (t))
9741     {
9742     case TEMPLATE_DECL:
9743       {
9744         /* We can get here when processing a member function template,
9745            member class template, or template template parameter.  */
9746         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
9747         tree spec;
9748         tree tmpl_args;
9749         tree full_args;
9750
9751         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
9752           {
9753             /* Template template parameter is treated here.  */
9754             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9755             if (new_type == error_mark_node)
9756               RETURN (error_mark_node);
9757
9758             r = copy_decl (t);
9759             DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9760             TREE_TYPE (r) = new_type;
9761             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
9762               = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (decl),
9763                             TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
9764             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
9765               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
9766                                        complain);
9767             TYPE_NAME (new_type) = r;
9768             break;
9769           }
9770
9771         /* We might already have an instance of this template.
9772            The ARGS are for the surrounding class type, so the
9773            full args contain the tsubst'd args for the context,
9774            plus the innermost args from the template decl.  */
9775         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
9776           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
9777           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
9778         /* Because this is a template, the arguments will still be
9779            dependent, even after substitution.  If
9780            PROCESSING_TEMPLATE_DECL is not set, the dependency
9781            predicates will short-circuit.  */
9782         ++processing_template_decl;
9783         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
9784                                           complain, in_decl);
9785         --processing_template_decl;
9786         if (full_args == error_mark_node)
9787           RETURN (error_mark_node);
9788
9789         /* If this is a default template template argument,
9790            tsubst might not have changed anything.  */
9791         if (full_args == tmpl_args)
9792           RETURN (t);
9793
9794         hash = hash_tmpl_and_args (t, full_args);
9795         spec = retrieve_specialization (t, full_args, hash);
9796         if (spec != NULL_TREE)
9797           {
9798             r = spec;
9799             break;
9800           }
9801
9802         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
9803            original, but will record the current template arguments.
9804            We also create a new function declaration, which is just
9805            like the old one, but points to this new template, rather
9806            than the old one.  */
9807         r = copy_decl (t);
9808         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
9809         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9810
9811         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
9812
9813         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
9814             && !TYPE_DECL_ALIAS_P (decl))
9815           {
9816             tree new_type;
9817             ++processing_template_decl;
9818             new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9819             --processing_template_decl;
9820             if (new_type == error_mark_node)
9821               RETURN (error_mark_node);
9822
9823             TREE_TYPE (r) = new_type;
9824             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
9825             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
9826             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
9827             DECL_CONTEXT (r) = TYPE_CONTEXT (new_type);
9828           }
9829         else
9830           {
9831             tree new_decl;
9832             ++processing_template_decl;
9833             new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
9834             --processing_template_decl;
9835             if (new_decl == error_mark_node)
9836               RETURN (error_mark_node);
9837
9838             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
9839             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
9840             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
9841             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
9842             DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (new_decl);
9843           }
9844
9845         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9846         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
9847         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
9848
9849         /* The template parameters for this new template are all the
9850            template parameters for the old template, except the
9851            outermost level of parameters.  */
9852         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
9853           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
9854                                    complain);
9855
9856         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
9857           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
9858
9859         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
9860           /* Record this non-type partial instantiation.  */
9861           register_specialization (r, t,
9862                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
9863                                    false, hash);
9864       }
9865       break;
9866
9867     case FUNCTION_DECL:
9868       {
9869         tree ctx;
9870         tree argvec = NULL_TREE;
9871         tree *friends;
9872         tree gen_tmpl;
9873         tree type;
9874         int member;
9875         int args_depth;
9876         int parms_depth;
9877
9878         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
9879         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
9880
9881         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
9882           {
9883             tree spec;
9884             bool dependent_p;
9885
9886             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
9887                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
9888                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
9889                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
9890             ++processing_template_decl;
9891             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
9892             --processing_template_decl;
9893             if (!dependent_p)
9894               RETURN (t);
9895
9896             /* Calculate the most general template of which R is a
9897                specialization, and the complete set of arguments used to
9898                specialize R.  */
9899             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
9900             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
9901                                           (DECL_TEMPLATE_RESULT
9902                                                  (DECL_TI_TEMPLATE (t))),
9903                                            args, complain, in_decl);
9904             if (argvec == error_mark_node)
9905               RETURN (error_mark_node);
9906
9907             /* Check to see if we already have this specialization.  */
9908             hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
9909             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
9910
9911             if (spec)
9912               {
9913                 r = spec;
9914                 break;
9915               }
9916
9917             /* We can see more levels of arguments than parameters if
9918                there was a specialization of a member template, like
9919                this:
9920
9921                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
9922                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
9923
9924                Here, we'll be substituting into the specialization,
9925                because that's where we can find the code we actually
9926                want to generate, but we'll have enough arguments for
9927                the most general template.
9928
9929                We also deal with the peculiar case:
9930
9931                  template <class T> struct S {
9932                    template <class U> friend void f();
9933                  };
9934                  template <class U> void f() {}
9935                  template S<int>;
9936                  template void f<double>();
9937
9938                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
9939                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
9940                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
9941                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
9942                situations like:
9943
9944                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
9945                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
9946
9947                which we can spot because the pattern will be a
9948                specialization in this case.  */
9949             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9950             parms_depth =
9951               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
9952             if (args_depth > parms_depth
9953                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
9954               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
9955           }
9956         else
9957           {
9958             /* This special case arises when we have something like this:
9959
9960                  template <class T> struct S {
9961                    friend void f<int>(int, double);
9962                  };
9963
9964                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
9965                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
9966                tsubst_friend_function, and we want only to create a
9967                new decl (R) with appropriate types so that we can call
9968                determine_specialization.  */
9969             gen_tmpl = NULL_TREE;
9970           }
9971
9972         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
9973           {
9974             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
9975               member = 2;
9976             else
9977               member = 1;
9978             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
9979                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
9980           }
9981         else
9982           {
9983             member = 0;
9984             ctx = DECL_CONTEXT (t);
9985           }
9986         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9987         if (type == error_mark_node)
9988           RETURN (error_mark_node);
9989
9990         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
9991            point, as they may not represent instantiations of this
9992            template, and in any case are considered separate under the
9993            discrete model.  */
9994         r = copy_decl (t);
9995         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
9996         TREE_TYPE (r) = type;
9997         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
9998         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
9999         SET_DECL_RTL (r, NULL);
10000         /* Leave DECL_INITIAL set on deleted instantiations.  */
10001         if (!DECL_DELETED_FN (r))
10002           DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
10003         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
10004
10005         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
10006           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
10007              case it's the name of one of the template's parameters.  */
10008           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
10009
10010         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
10011                                      complain, t);
10012         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
10013
10014         TREE_STATIC (r) = 0;
10015         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
10016         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
10017         /* If this is an instantiation of a function with internal
10018            linkage, we already know what object file linkage will be
10019            assigned to the instantiation.  */
10020         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
10021         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
10022         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10023         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
10024         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
10025         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
10026         DECL_STRUCT_FUNCTION (r) = NULL;
10027         TREE_USED (r) = 0;
10028         /* We'll re-clone as appropriate in instantiate_template.  */
10029         DECL_CLONED_FUNCTION (r) = NULL_TREE;
10030
10031         /* If we aren't complaining now, return on error before we register
10032            the specialization so that we'll complain eventually.  */
10033         if ((complain & tf_error) == 0
10034             && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
10035             && !grok_op_properties (r, /*complain=*/false))
10036           RETURN (error_mark_node);
10037
10038         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
10039            this in the special friend case mentioned above where
10040            GEN_TMPL is NULL.  */
10041         if (gen_tmpl)
10042           {
10043             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
10044               = build_template_info (gen_tmpl, argvec);
10045             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
10046             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
10047
10048             /* We're not supposed to instantiate default arguments
10049                until they are called, for a template.  But, for a
10050                declaration like:
10051
10052                  template <class T> void f ()
10053                  { extern void g(int i = T()); }
10054
10055                we should do the substitution when the template is
10056                instantiated.  We handle the member function case in
10057                instantiate_class_template since the default arguments
10058                might refer to other members of the class.  */
10059             if (!member
10060                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
10061                 && !uses_template_parms (argvec))
10062               tsubst_default_arguments (r);
10063           }
10064         else
10065           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
10066
10067         /* Copy the list of befriending classes.  */
10068         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
10069              *friends;
10070              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
10071           {
10072             *friends = copy_node (*friends);
10073             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
10074                                             args, complain,
10075                                             in_decl);
10076           }
10077
10078         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
10079           {
10080             maybe_retrofit_in_chrg (r);
10081             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
10082               grok_ctor_properties (ctx, r);
10083             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
10084                If it isn't, that'll be handled by
10085                clone_constructors_and_destructors.  */
10086             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
10087               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
10088           }
10089         else if ((complain & tf_error) != 0
10090                  && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
10091                  && !grok_op_properties (r, /*complain=*/true))
10092           RETURN (error_mark_node);
10093
10094         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
10095           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
10096                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
10097                                             args, complain, in_decl));
10098
10099         /* Possibly limit visibility based on template args.  */
10100         DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
10101         if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
10102           {
10103             DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
10104             DECL_ATTRIBUTES (r)
10105               = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
10106           }
10107         determine_visibility (r);
10108         if (DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (r)
10109             && !processing_template_decl)
10110           defaulted_late_check (r);
10111
10112         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10113                                         args, complain, in_decl);
10114       }
10115       break;
10116
10117     case PARM_DECL:
10118       {
10119         tree type = NULL_TREE;
10120         int i, len = 1;
10121         tree expanded_types = NULL_TREE;
10122         tree prev_r = NULL_TREE;
10123         tree first_r = NULL_TREE;
10124
10125         if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
10126           {
10127             /* If there is a local specialization that isn't a
10128                parameter pack, it means that we're doing a "simple"
10129                substitution from inside tsubst_pack_expansion. Just
10130                return the local specialization (which will be a single
10131                parm).  */
10132             tree spec = retrieve_local_specialization (t);
10133             if (spec 
10134                 && TREE_CODE (spec) == PARM_DECL
10135                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (spec)) != TYPE_PACK_EXPANSION)
10136               RETURN (spec);
10137
10138             /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
10139                the parameters in this function parameter pack.  */
10140             expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (t), args,
10141                                                     complain, in_decl);
10142             if (TREE_CODE (expanded_types) == TREE_VEC)
10143               {
10144                 len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
10145
10146                 /* Zero-length parameter packs are boring. Just substitute
10147                    into the chain.  */
10148                 if (len == 0)
10149                   RETURN (tsubst (TREE_CHAIN (t), args, complain,
10150                                   TREE_CHAIN (t)));
10151               }
10152             else
10153               {
10154                 /* All we did was update the type. Make a note of that.  */
10155                 type = expanded_types;
10156                 expanded_types = NULL_TREE;
10157               }
10158           }
10159
10160         /* Loop through all of the parameter's we'll build. When T is
10161            a function parameter pack, LEN is the number of expanded
10162            types in EXPANDED_TYPES; otherwise, LEN is 1.  */
10163         r = NULL_TREE;
10164         for (i = 0; i < len; ++i)
10165           {
10166             prev_r = r;
10167             r = copy_node (t);
10168             if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
10169               SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
10170
10171             if (expanded_types)
10172               /* We're on the Ith parameter of the function parameter
10173                  pack.  */
10174               {
10175                 /* An argument of a function parameter pack is not a parameter
10176                    pack.  */
10177                 FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (r) = false;
10178
10179                 /* Get the Ith type.  */
10180                 type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
10181
10182                 /* Rename the parameter to include the index.  */
10183                 DECL_NAME (r)
10184                   = make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (r), i);
10185               }
10186             else if (!type)
10187               /* We're dealing with a normal parameter.  */
10188               type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10189
10190             type = type_decays_to (type);
10191             TREE_TYPE (r) = type;
10192             cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10193
10194             if (DECL_INITIAL (r))
10195               {
10196                 if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
10197                   DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
10198                 else
10199                   DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
10200                                              complain, in_decl);
10201               }
10202
10203             DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
10204
10205             if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
10206               DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
10207
10208             apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10209                                             args, complain, in_decl);
10210
10211             /* Keep track of the first new parameter we
10212                generate. That's what will be returned to the
10213                caller.  */
10214             if (!first_r)
10215               first_r = r;
10216
10217             /* Build a proper chain of parameters when substituting
10218                into a function parameter pack.  */
10219             if (prev_r)
10220               DECL_CHAIN (prev_r) = r;
10221           }
10222
10223         if (DECL_CHAIN (t))
10224           DECL_CHAIN (r) = tsubst (DECL_CHAIN (t), args,
10225                                    complain, DECL_CHAIN (t));
10226
10227         /* FIRST_R contains the start of the chain we've built.  */
10228         r = first_r;
10229       }
10230       break;
10231
10232     case FIELD_DECL:
10233       {
10234         tree type;
10235
10236         r = copy_decl (t);
10237         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10238         if (type == error_mark_node)
10239           RETURN (error_mark_node);
10240         TREE_TYPE (r) = type;
10241         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10242
10243         if (DECL_C_BIT_FIELD (r))
10244           /* For bit-fields, DECL_INITIAL gives the number of bits.  For
10245              non-bit-fields DECL_INITIAL is a non-static data member
10246              initializer, which gets deferred instantiation.  */
10247           DECL_INITIAL (r)
10248             = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
10249                            complain, in_decl,
10250                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
10251         else if (DECL_INITIAL (t))
10252           {
10253             /* Set up DECL_TEMPLATE_INFO so that we can get at the
10254                NSDMI in perform_member_init.  Still set DECL_INITIAL
10255                so that we know there is one.  */
10256             DECL_INITIAL (r) = void_zero_node;
10257             gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) == NULL);
10258             retrofit_lang_decl (r);
10259             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
10260           }
10261         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
10262            finish_member_declaration.  */
10263         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10264         if (VOID_TYPE_P (type))
10265           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
10266
10267         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10268                                         args, complain, in_decl);
10269       }
10270       break;
10271
10272     case USING_DECL:
10273       /* We reach here only for member using decls.  We also need to check
10274          uses_template_parms because DECL_DEPENDENT_P is not set for a
10275          using-declaration that designates a member of the current
10276          instantiation (c++/53549).  */
10277       if (DECL_DEPENDENT_P (t)
10278           || uses_template_parms (USING_DECL_SCOPE (t)))
10279         {
10280           r = do_class_using_decl
10281             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
10282              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
10283           if (!r)
10284             r = error_mark_node;
10285           else
10286             {
10287               TREE_PROTECTED (r) = TREE_PROTECTED (t);
10288               TREE_PRIVATE (r) = TREE_PRIVATE (t);
10289             }
10290         }
10291       else
10292         {
10293           r = copy_node (t);
10294           DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10295         }
10296       break;
10297
10298     case TYPE_DECL:
10299     case VAR_DECL:
10300       {
10301         tree argvec = NULL_TREE;
10302         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
10303         tree spec;
10304         tree tmpl = NULL_TREE;
10305         tree ctx;
10306         tree type = NULL_TREE;
10307         bool local_p;
10308
10309         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
10310             && t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
10311           {
10312             /* If this is the canonical decl, we don't have to
10313                mess with instantiations, and often we can't (for
10314                typename, template type parms and such).  Note that
10315                TYPE_NAME is not correct for the above test if
10316                we've copied the type for a typedef.  */
10317             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10318             if (type == error_mark_node)
10319               RETURN (error_mark_node);
10320             r = TYPE_NAME (type);
10321             break;
10322           }
10323
10324         /* Check to see if we already have the specialization we
10325            need.  */
10326         spec = NULL_TREE;
10327         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t) || DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
10328           {
10329             /* T is a static data member or namespace-scope entity.
10330                We have to substitute into namespace-scope variables
10331                (even though such entities are never templates) because
10332                of cases like:
10333                
10334                  template <class T> void f() { extern T t; }
10335
10336                where the entity referenced is not known until
10337                instantiation time.  */
10338             local_p = false;
10339             ctx = DECL_CONTEXT (t);
10340             if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
10341               {
10342                 ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
10343                                         complain,
10344                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
10345                 /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
10346                    specialization we want.  That situation occurs when
10347                    referencing a static data member within in its own
10348                    class.  We can use pointer equality, rather than
10349                    same_type_p, because DECL_CONTEXT is always
10350                    canonical...  */
10351                 if (ctx == DECL_CONTEXT (t)
10352                     && (TREE_CODE (t) != TYPE_DECL
10353                         /* ... unless T is a member template; in which
10354                            case our caller can be willing to create a
10355                            specialization of that template represented
10356                            by T.  */
10357                         || !(DECL_TI_TEMPLATE (t)
10358                              && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t)))))
10359                   spec = t;
10360               }
10361
10362             if (!spec)
10363               {
10364                 tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
10365                 gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
10366                 argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
10367                 if (argvec == error_mark_node)
10368                   RETURN (error_mark_node);
10369                 hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
10370                 spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
10371               }
10372           }
10373         else
10374           {
10375             /* A local variable.  */
10376             local_p = true;
10377             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
10378             ctx = NULL_TREE;
10379             spec = retrieve_local_specialization (t);
10380           }
10381         /* If we already have the specialization we need, there is
10382            nothing more to do.  */ 
10383         if (spec)
10384           {
10385             r = spec;
10386             break;
10387           }
10388
10389         if (TREE_CODE (t) == VAR_DECL && DECL_ANON_UNION_VAR_P (t))
10390           {
10391             /* Just use name lookup to find a member alias for an anonymous
10392                union, but then add it to the hash table.  */
10393             r = lookup_name (DECL_NAME (t));
10394             gcc_assert (DECL_ANON_UNION_VAR_P (r));
10395             register_local_specialization (r, t);
10396             break;
10397           }
10398
10399         /* Create a new node for the specialization we need.  */
10400         r = copy_decl (t);
10401         if (type == NULL_TREE)
10402           {
10403             if (is_typedef_decl (t))
10404               type = DECL_ORIGINAL_TYPE (t);
10405             else
10406               type = TREE_TYPE (t);
10407             if (TREE_CODE (t) == VAR_DECL
10408                 && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (t)
10409                 && type != error_mark_node)
10410               type = strip_array_domain (type);
10411             type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
10412           }
10413         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
10414           {
10415             /* Even if the original location is out of scope, the
10416                newly substituted one is not.  */
10417             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
10418             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
10419             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
10420             if (type == error_mark_node)
10421               RETURN (error_mark_node);
10422             if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
10423               {
10424                 /* It may seem that this case cannot occur, since:
10425
10426                      typedef void f();
10427                      void g() { f x; }
10428
10429                    declares a function, not a variable.  However:
10430       
10431                      typedef void f();
10432                      template <typename T> void g() { T t; }
10433                      template void g<f>();
10434
10435                    is an attempt to declare a variable with function
10436                    type.  */
10437                 error ("variable %qD has function type",
10438                        /* R is not yet sufficiently initialized, so we
10439                           just use its name.  */
10440                        DECL_NAME (r));
10441                 RETURN (error_mark_node);
10442               }
10443             type = complete_type (type);
10444             /* Wait until cp_finish_decl to set this again, to handle
10445                circular dependency (template/instantiate6.C). */
10446             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r) = 0;
10447             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
10448
10449             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
10450               {
10451                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
10452                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl,
10453                                   /*constant_expression_p=*/false);
10454                 if (REFERENCE_REF_P (ve))
10455                   {
10456                     gcc_assert (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE);
10457                     ve = TREE_OPERAND (ve, 0);
10458                   }
10459                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
10460               }
10461           }
10462         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
10463           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
10464         TREE_TYPE (r) = type;
10465         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10466         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
10467         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
10468         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
10469         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
10470           SET_DECL_RTL (r, NULL);
10471         /* The initializer must not be expanded until it is required;
10472            see [temp.inst].  */
10473         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
10474         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
10475           SET_DECL_RTL (r, NULL);
10476         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
10477         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
10478           {
10479             /* Possibly limit visibility based on template args.  */
10480             DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
10481             if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
10482               {
10483                 DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
10484                 DECL_ATTRIBUTES (r)
10485                   = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
10486               }
10487             determine_visibility (r);
10488           }
10489
10490         if (!local_p)
10491           {
10492             /* A static data member declaration is always marked
10493                external when it is declared in-class, even if an
10494                initializer is present.  We mimic the non-template
10495                processing here.  */
10496             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
10497
10498             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
10499             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (tmpl, argvec);
10500             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
10501           }
10502         else if (cp_unevaluated_operand)
10503           {
10504             /* We're substituting this var in a decltype outside of its
10505                scope, such as for a lambda return type.  Don't add it to
10506                local_specializations, do perform auto deduction.  */
10507             tree auto_node = type_uses_auto (type);
10508             if (auto_node)
10509               {
10510                 tree init
10511                   = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl,
10512                                  /*constant_expression_p=*/false);
10513                 init = resolve_nondeduced_context (init);
10514                 TREE_TYPE (r) = type
10515                   = do_auto_deduction (type, init, auto_node);
10516               }
10517           }
10518         else
10519           register_local_specialization (r, t);
10520
10521         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10522
10523         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r),
10524                                         /*flags=*/0,
10525                                         args, complain, in_decl);
10526
10527         /* Preserve a typedef that names a type.  */
10528         if (is_typedef_decl (r))
10529           {
10530             DECL_ORIGINAL_TYPE (r) = NULL_TREE;
10531             set_underlying_type (r);
10532           }
10533
10534         layout_decl (r, 0);
10535       }
10536       break;
10537
10538     default:
10539       gcc_unreachable ();
10540     }
10541 #undef RETURN
10542
10543  out:
10544   /* Restore the file and line information.  */
10545   input_location = saved_loc;
10546
10547   return r;
10548 }
10549
10550 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.
10551    If END is a TREE_CHAIN, leave it and any following types
10552    un-substituted.  */
10553
10554 static tree
10555 tsubst_arg_types (tree arg_types,
10556                   tree args,
10557                   tree end,
10558                   tsubst_flags_t complain,
10559                   tree in_decl)
10560 {
10561   tree remaining_arg_types;
10562   tree type = NULL_TREE;
10563   int i = 1;
10564   tree expanded_args = NULL_TREE;
10565   tree default_arg;
10566
10567   if (!arg_types || arg_types == void_list_node || arg_types == end)
10568     return arg_types;
10569
10570   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
10571                                           args, end, complain, in_decl);
10572   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
10573     return error_mark_node;
10574
10575   if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (arg_types)))
10576     {
10577       /* For a pack expansion, perform substitution on the
10578          entire expression. Later on, we'll handle the arguments
10579          one-by-one.  */
10580       expanded_args = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (arg_types),
10581                                             args, complain, in_decl);
10582
10583       if (TREE_CODE (expanded_args) == TREE_VEC)
10584         /* So that we'll spin through the parameters, one by one.  */
10585         i = TREE_VEC_LENGTH (expanded_args);
10586       else
10587         {
10588           /* We only partially substituted into the parameter
10589              pack. Our type is TYPE_PACK_EXPANSION.  */
10590           type = expanded_args;
10591           expanded_args = NULL_TREE;
10592         }
10593     }
10594
10595   while (i > 0) {
10596     --i;
10597     
10598     if (expanded_args)
10599       type = TREE_VEC_ELT (expanded_args, i);
10600     else if (!type)
10601       type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
10602
10603     if (type == error_mark_node)
10604       return error_mark_node;
10605     if (VOID_TYPE_P (type))
10606       {
10607         if (complain & tf_error)
10608           {
10609             error ("invalid parameter type %qT", type);
10610             if (in_decl)
10611               error ("in declaration %q+D", in_decl);
10612           }
10613         return error_mark_node;
10614     }
10615     
10616     /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
10617        top-level qualifiers as required.  */
10618     type = cv_unqualified (type_decays_to (type));
10619
10620     /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
10621        mandates that they be instantiated only when needed, which is
10622        done in build_over_call.  */
10623     default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
10624
10625     if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
10626       {
10627         /* We've instantiated a template before its default arguments
10628            have been parsed.  This can happen for a nested template
10629            class, and is not an error unless we require the default
10630            argument in a call of this function.  */
10631         remaining_arg_types = 
10632           tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
10633         VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), 
10634                        remaining_arg_types);
10635       }
10636     else
10637       remaining_arg_types = 
10638         hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
10639   }
10640         
10641   return remaining_arg_types;
10642 }
10643
10644 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
10645    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
10646    initial substitution of explicitly provided template parameters
10647    during argument deduction forbids substitution into the
10648    exception-specification:
10649
10650      [temp.deduct]
10651
10652      All references in the function type of the function template to  the
10653      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
10654      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
10655      in  the function type of the function template results in an invalid
10656      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
10657      exception specifications is done only when the function is instanti-
10658      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
10659      results in an invalid type.]  */
10660
10661 static tree
10662 tsubst_function_type (tree t,
10663                       tree args,
10664                       tsubst_flags_t complain,
10665                       tree in_decl)
10666 {
10667   tree return_type;
10668   tree arg_types;
10669   tree fntype;
10670
10671   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
10672   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
10673
10674   /* Substitute the return type.  */
10675   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10676   if (return_type == error_mark_node)
10677     return error_mark_node;
10678   /* The standard does not presently indicate that creation of a
10679      function type with an invalid return type is a deduction failure.
10680      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
10681      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
10682   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
10683       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
10684     {
10685       if (complain & tf_error)
10686         {
10687           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
10688             error ("function returning an array");
10689           else
10690             error ("function returning a function");
10691         }
10692       return error_mark_node;
10693     }
10694
10695   /* Substitute the argument types.  */
10696   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args, NULL_TREE,
10697                                 complain, in_decl);
10698   if (arg_types == error_mark_node)
10699     return error_mark_node;
10700
10701   /* Construct a new type node and return it.  */
10702   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
10703     {
10704       fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
10705       fntype = apply_memfn_quals (fntype, type_memfn_quals (t));
10706     }
10707   else
10708     {
10709       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
10710       if (! MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
10711         {
10712           /* [temp.deduct]
10713
10714              Type deduction may fail for any of the following
10715              reasons:
10716
10717              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
10718              is not a class type.  */
10719           if (complain & tf_error)
10720             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
10721                       r);
10722           return error_mark_node;
10723         }
10724
10725       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
10726                                            TREE_CHAIN (arg_types));
10727     }
10728   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
10729
10730   return fntype;
10731 }
10732
10733 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
10734    ARGS into that specification, and return the substituted
10735    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
10736
10737 static tree
10738 tsubst_exception_specification (tree fntype,
10739                                 tree args,
10740                                 tsubst_flags_t complain,
10741                                 tree in_decl,
10742                                 bool defer_ok)
10743 {
10744   tree specs;
10745   tree new_specs;
10746
10747   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
10748   new_specs = NULL_TREE;
10749   if (specs && TREE_PURPOSE (specs))
10750     {
10751       /* A noexcept-specifier.  */
10752       tree expr = TREE_PURPOSE (specs);
10753       if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST)
10754         new_specs = expr;
10755       else if (defer_ok)
10756         {
10757           /* Defer instantiation of noexcept-specifiers to avoid
10758              excessive instantiations (c++/49107).  */
10759           new_specs = make_node (DEFERRED_NOEXCEPT);
10760           if (DEFERRED_NOEXCEPT_SPEC_P (specs))
10761             {
10762               /* We already partially instantiated this member template,
10763                  so combine the new args with the old.  */
10764               DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (new_specs)
10765                 = DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (expr);
10766               DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (new_specs)
10767                 = add_to_template_args (DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (expr), args);
10768             }
10769           else
10770             {
10771               DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (new_specs) = expr;
10772               DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (new_specs) = args;
10773             }
10774         }
10775       else
10776         new_specs = tsubst_copy_and_build
10777           (expr, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false,
10778            /*integral_constant_expression_p=*/true);
10779       new_specs = build_noexcept_spec (new_specs, complain);
10780     }
10781   else if (specs)
10782     {
10783       if (! TREE_VALUE (specs))
10784         new_specs = specs;
10785       else
10786         while (specs)
10787           {
10788             tree spec;
10789             int i, len = 1;
10790             tree expanded_specs = NULL_TREE;
10791
10792             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (specs)))
10793               {
10794                 /* Expand the pack expansion type.  */
10795                 expanded_specs = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (specs),
10796                                                        args, complain,
10797                                                        in_decl);
10798
10799                 if (expanded_specs == error_mark_node)
10800                   return error_mark_node;
10801                 else if (TREE_CODE (expanded_specs) == TREE_VEC)
10802                   len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_specs);
10803                 else
10804                   {
10805                     /* We're substituting into a member template, so
10806                        we got a TYPE_PACK_EXPANSION back.  Add that
10807                        expansion and move on.  */
10808                     gcc_assert (TREE_CODE (expanded_specs) 
10809                                 == TYPE_PACK_EXPANSION);
10810                     new_specs = add_exception_specifier (new_specs,
10811                                                          expanded_specs,
10812                                                          complain);
10813                     specs = TREE_CHAIN (specs);
10814                     continue;
10815                   }
10816               }
10817
10818             for (i = 0; i < len; ++i)
10819               {
10820                 if (expanded_specs)
10821                   spec = TREE_VEC_ELT (expanded_specs, i);
10822                 else
10823                   spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
10824                 if (spec == error_mark_node)
10825                   return spec;
10826                 new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, 
10827                                                      complain);
10828               }
10829
10830             specs = TREE_CHAIN (specs);
10831           }
10832     }
10833   return new_specs;
10834 }
10835
10836 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
10837    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
10838    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
10839    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
10840    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
10841    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
10842    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
10843    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
10844    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
10845    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
10846    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
10847    yet.
10848
10849    This function is used for dealing with types, decls and the like;
10850    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
10851
10852 tree
10853 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10854 {
10855   enum tree_code code;
10856   tree type, r = NULL_TREE;
10857
10858   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
10859       || t == integer_type_node
10860       || t == void_type_node
10861       || t == char_type_node
10862       || t == unknown_type_node
10863       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL
10864       || TREE_CODE (t) == TRANSLATION_UNIT_DECL)
10865     return t;
10866
10867   if (DECL_P (t))
10868     return tsubst_decl (t, args, complain);
10869
10870   if (args == NULL_TREE)
10871     return t;
10872
10873   code = TREE_CODE (t);
10874
10875   if (code == IDENTIFIER_NODE)
10876     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
10877   else
10878     type = TREE_TYPE (t);
10879
10880   gcc_assert (type != unknown_type_node);
10881
10882   /* Reuse typedefs.  We need to do this to handle dependent attributes,
10883      such as attribute aligned.  */
10884   if (TYPE_P (t)
10885       && typedef_variant_p (t))
10886     {
10887       tree decl = TYPE_NAME (t);
10888
10889       if (TYPE_DECL_ALIAS_P (decl)
10890           && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
10891           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
10892           && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl)))
10893         {
10894           /* DECL represents an alias template and we want to
10895              instantiate it.  Let's substitute our arguments for the
10896              template parameters into the declaration and get the
10897              resulting type.  */
10898           r = tsubst (decl, args, complain, decl);
10899         }
10900       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
10901                && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
10902                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (decl)))
10903         {
10904           tree tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
10905           tree gen_args = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args, complain, in_decl);
10906           r = retrieve_specialization (tmpl, gen_args, 0);
10907         }
10908       else if (DECL_FUNCTION_SCOPE_P (decl)
10909                && DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
10910                && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (DECL_CONTEXT (decl))))
10911         r = retrieve_local_specialization (decl);
10912       else
10913         /* The typedef is from a non-template context.  */
10914         return t;
10915
10916       if (r)
10917         {
10918           r = TREE_TYPE (r);
10919           r = cp_build_qualified_type_real
10920             (r, cp_type_quals (t) | cp_type_quals (r),
10921              complain | tf_ignore_bad_quals);
10922           return r;
10923         }
10924       else
10925         {
10926           /* We don't have an instantiation yet, so drop the typedef.  */
10927           int quals = cp_type_quals (t);
10928           t = DECL_ORIGINAL_TYPE (decl);
10929           t = cp_build_qualified_type_real (t, quals,
10930                                             complain | tf_ignore_bad_quals);
10931         }
10932     }
10933
10934   if (type
10935       && code != TYPENAME_TYPE
10936       && code != TEMPLATE_TYPE_PARM
10937       && code != IDENTIFIER_NODE
10938       && code != FUNCTION_TYPE
10939       && code != METHOD_TYPE)
10940     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
10941   if (type == error_mark_node)
10942     return error_mark_node;
10943
10944   switch (code)
10945     {
10946     case RECORD_TYPE:
10947     case UNION_TYPE:
10948     case ENUMERAL_TYPE:
10949       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
10950                                /*entering_scope=*/0);
10951
10952     case ERROR_MARK:
10953     case IDENTIFIER_NODE:
10954     case VOID_TYPE:
10955     case REAL_TYPE:
10956     case COMPLEX_TYPE:
10957     case VECTOR_TYPE:
10958     case BOOLEAN_TYPE:
10959     case NULLPTR_TYPE:
10960     case LANG_TYPE:
10961       return t;
10962
10963     case INTEGER_TYPE:
10964       if (t == integer_type_node)
10965         return t;
10966
10967       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
10968           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
10969         return t;
10970
10971       {
10972         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
10973
10974         max = tsubst_expr (omax, args, complain, in_decl,
10975                            /*integral_constant_expression_p=*/false);
10976
10977         /* Fix up type of the magic NOP_EXPR with TREE_SIDE_EFFECTS if
10978            needed.  */
10979         if (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR
10980             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax)
10981             && !TREE_TYPE (max))
10982           TREE_TYPE (max) = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (max, 0));
10983
10984         /* If we're in a partial instantiation, preserve the magic NOP_EXPR
10985            with TREE_SIDE_EFFECTS that indicates this is not an integral
10986            constant expression.  */
10987         if (processing_template_decl
10988             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax) && TREE_CODE (omax) == NOP_EXPR)
10989           {
10990             gcc_assert (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR);
10991             TREE_SIDE_EFFECTS (max) = 1;
10992           }
10993
10994         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max, complain);
10995       }
10996
10997     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
10998     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10999     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11000     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11001       {
11002         int idx;
11003         int level;
11004         int levels;
11005         tree arg = NULL_TREE;
11006
11007         r = NULL_TREE;
11008
11009         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
11010         template_parm_level_and_index (t, &level, &idx); 
11011
11012         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11013         if (level <= levels)
11014           {
11015             arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
11016
11017             if (arg && TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
11018               /* See through ARGUMENT_PACK_SELECT arguments. */
11019               arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
11020           }
11021
11022         if (arg == error_mark_node)
11023           return error_mark_node;
11024         else if (arg != NULL_TREE)
11025           {
11026             if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
11027               /* If ARG is an argument pack, we don't actually want to
11028                  perform a substitution here, because substitutions
11029                  for argument packs are only done
11030                  element-by-element. We can get to this point when
11031                  substituting the type of a non-type template
11032                  parameter pack, when that type actually contains
11033                  template parameter packs from an outer template, e.g.,
11034
11035                  template<typename... Types> struct A {
11036                    template<Types... Values> struct B { };
11037                  };  */
11038               return t;
11039
11040             if (code == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11041               {
11042                 int quals;
11043                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
11044
11045                 quals = cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t);
11046                   
11047                 return cp_build_qualified_type_real
11048                   (arg, quals, complain | tf_ignore_bad_quals);
11049               }
11050             else if (code == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11051               {
11052                 /* We are processing a type constructed from a
11053                    template template parameter.  */
11054                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
11055                                       args, complain, in_decl);
11056                 if (argvec == error_mark_node)
11057                   return error_mark_node;
11058
11059                 gcc_assert (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
11060                             || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
11061                             || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
11062
11063                 if (TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
11064                   /* Consider this code:
11065
11066                         template <template <class> class Template>
11067                         struct Internal {
11068                         template <class Arg> using Bind = Template<Arg>;
11069                         };
11070
11071                         template <template <class> class Template, class Arg>
11072                         using Instantiate = Template<Arg>; //#0
11073
11074                         template <template <class> class Template,
11075                                   class Argument>
11076                         using Bind =
11077                           Instantiate<Internal<Template>::template Bind,
11078                                       Argument>; //#1
11079
11080                      When #1 is parsed, the
11081                      BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM representing the
11082                      parameter `Template' in #0 matches the
11083                      UNBOUND_CLASS_TEMPLATE representing the argument
11084                      `Internal<Template>::template Bind'; We then want
11085                      to assemble the type `Bind<Argument>' that can't
11086                      be fully created right now, because
11087                      `Internal<Template>' not being complete, the Bind
11088                      template cannot be looked up in that context.  So
11089                      we need to "store" `Bind<Argument>' for later
11090                      when the context of Bind becomes complete.  Let's
11091                      store that in a TYPENAME_TYPE.  */
11092                   return make_typename_type (TYPE_CONTEXT (arg),
11093                                              build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
11094                                                        TYPE_IDENTIFIER (arg),
11095                                                        argvec),
11096                                              typename_type,
11097                                              complain);
11098
11099                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
11100                    are resolving nested-types in the signature of a
11101                    member function templates.  Otherwise ARG is a
11102                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
11103                    instantiated.  */
11104                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11105                   arg = TYPE_NAME (arg);
11106
11107                 r = lookup_template_class (arg,
11108                                            argvec, in_decl,
11109                                            DECL_CONTEXT (arg),
11110                                             /*entering_scope=*/0,
11111                                            complain);
11112                 return cp_build_qualified_type_real
11113                   (r, cp_type_quals (t), complain);
11114               }
11115             else
11116               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
11117               return convert_from_reference (unshare_expr (arg));
11118           }
11119
11120         if (level == 1)
11121           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
11122              unify.  This means that we don't yet have any information
11123              about the template parameter in question.  */
11124           return t;
11125
11126         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
11127            more deeply nested template.  Make a new version of this
11128            template parameter, but with a lower level.  */
11129         switch (code)
11130           {
11131           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
11132           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11133           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11134             if (cp_type_quals (t))
11135               {
11136                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
11137                 r = cp_build_qualified_type_real
11138                   (r, cp_type_quals (t),
11139                    complain | (code == TEMPLATE_TYPE_PARM
11140                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
11141               }
11142             else
11143               {
11144                 r = copy_type (t);
11145                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
11146                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
11147                                                 r, levels, args, complain);
11148                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
11149                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
11150                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
11151                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
11152
11153                 if (TREE_CODE (r) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11154                   /* We have reduced the level of the template
11155                      template parameter, but not the levels of its
11156                      template parameters, so canonical_type_parameter
11157                      will not be able to find the canonical template
11158                      template parameter for this level. Thus, we
11159                      require structural equality checking to compare
11160                      TEMPLATE_TEMPLATE_PARMs. */
11161                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
11162                 else if (TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (t))
11163                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
11164                 else
11165                   TYPE_CANONICAL (r) = canonical_type_parameter (r);
11166
11167                 if (code == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11168                   {
11169                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
11170                                           complain, in_decl);
11171                     if (argvec == error_mark_node)
11172                       return error_mark_node;
11173
11174                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
11175                       = build_template_info (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec);
11176                   }
11177               }
11178             break;
11179
11180           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11181             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels, args, complain);
11182             break;
11183
11184           default:
11185             gcc_unreachable ();
11186           }
11187
11188         return r;
11189       }
11190
11191     case TREE_LIST:
11192       {
11193         tree purpose, value, chain;
11194
11195         if (t == void_list_node)
11196           return t;
11197
11198         purpose = TREE_PURPOSE (t);
11199         if (purpose)
11200           {
11201             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
11202             if (purpose == error_mark_node)
11203               return error_mark_node;
11204           }
11205         value = TREE_VALUE (t);
11206         if (value)
11207           {
11208             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
11209             if (value == error_mark_node)
11210               return error_mark_node;
11211           }
11212         chain = TREE_CHAIN (t);
11213         if (chain && chain != void_type_node)
11214           {
11215             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
11216             if (chain == error_mark_node)
11217               return error_mark_node;
11218           }
11219         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
11220             && value == TREE_VALUE (t)
11221             && chain == TREE_CHAIN (t))
11222           return t;
11223         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
11224       }
11225
11226     case TREE_BINFO:
11227       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
11228       gcc_unreachable ();
11229
11230     case TREE_VEC:
11231       /* A vector of template arguments.  */
11232       gcc_assert (!type);
11233       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
11234
11235     case POINTER_TYPE:
11236     case REFERENCE_TYPE:
11237       {
11238         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
11239           return t;
11240
11241         /* [temp.deduct]
11242
11243            Type deduction may fail for any of the following
11244            reasons:
11245
11246            -- Attempting to create a pointer to reference type.
11247            -- Attempting to create a reference to a reference type or
11248               a reference to void.
11249
11250           Core issue 106 says that creating a reference to a reference
11251           during instantiation is no longer a cause for failure. We
11252           only enforce this check in strict C++98 mode.  */
11253         if ((TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
11254              && (((cxx_dialect == cxx98) && flag_iso) || code != REFERENCE_TYPE))
11255             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
11256           {
11257             static location_t last_loc;
11258
11259             /* We keep track of the last time we issued this error
11260                message to avoid spewing a ton of messages during a
11261                single bad template instantiation.  */
11262             if (complain & tf_error
11263                 && last_loc != input_location)
11264               {
11265                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
11266                   error ("forming reference to void");
11267                else if (code == POINTER_TYPE)
11268                  error ("forming pointer to reference type %qT", type);
11269                else
11270                   error ("forming reference to reference type %qT", type);
11271                 last_loc = input_location;
11272               }
11273
11274             return error_mark_node;
11275           }
11276         else if (code == POINTER_TYPE)
11277           {
11278             r = build_pointer_type (type);
11279             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
11280               r = build_ptrmemfunc_type (r);
11281           }
11282         else if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11283           /* In C++0x, during template argument substitution, when there is an
11284              attempt to create a reference to a reference type, reference
11285              collapsing is applied as described in [14.3.1/4 temp.arg.type]:
11286
11287              "If a template-argument for a template-parameter T names a type
11288              that is a reference to a type A, an attempt to create the type
11289              'lvalue reference to cv T' creates the type 'lvalue reference to
11290              A,' while an attempt to create the type type rvalue reference to
11291              cv T' creates the type T"
11292           */
11293           r = cp_build_reference_type
11294               (TREE_TYPE (type),
11295                TYPE_REF_IS_RVALUE (t) && TYPE_REF_IS_RVALUE (type));
11296         else
11297           r = cp_build_reference_type (type, TYPE_REF_IS_RVALUE (t));
11298         r = cp_build_qualified_type_real (r, cp_type_quals (t), complain);
11299
11300         if (r != error_mark_node)
11301           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
11302           layout_type (r);
11303
11304         return r;
11305       }
11306     case OFFSET_TYPE:
11307       {
11308         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
11309         if (r == error_mark_node || !MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
11310           {
11311             /* [temp.deduct]
11312
11313                Type deduction may fail for any of the following
11314                reasons:
11315
11316                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
11317                   is not a class type.  */
11318             if (complain & tf_error)
11319               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
11320             return error_mark_node;
11321           }
11322         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11323           {
11324             if (complain & tf_error)
11325               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
11326             return error_mark_node;
11327           }
11328         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
11329           {
11330             if (complain & tf_error)
11331               error ("creating pointer to member of type void");
11332             return error_mark_node;
11333           }
11334         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
11335         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
11336           {
11337             /* The type of the implicit object parameter gets its
11338                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
11339             tree memptr;
11340             tree method_type = build_memfn_type (type, r, type_memfn_quals (type));
11341             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
11342             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
11343                                                  complain);
11344           }
11345         else
11346           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
11347                                                cp_type_quals (t),
11348                                                complain);
11349       }
11350     case FUNCTION_TYPE:
11351     case METHOD_TYPE:
11352       {
11353         tree fntype;
11354         tree specs;
11355         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
11356         if (fntype == error_mark_node)
11357           return error_mark_node;
11358
11359         /* Substitute the exception specification.  */
11360         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
11361                                                 in_decl, /*defer_ok*/true);
11362         if (specs == error_mark_node)
11363           return error_mark_node;
11364         if (specs)
11365           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
11366         return fntype;
11367       }
11368     case ARRAY_TYPE:
11369       {
11370         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
11371         if (domain == error_mark_node)
11372           return error_mark_node;
11373
11374         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
11375            it will obviously be the same as T.  */
11376         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
11377           return t;
11378
11379         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
11380
11381            [temp.deduct]
11382
11383            The deduction may fail for any of the following reasons:
11384
11385            -- Attempting to create an array with an element type that
11386               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
11387               an abstract class type.  */
11388         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
11389             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
11390             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11391           {
11392             if (complain & tf_error)
11393               error ("creating array of %qT", type);
11394             return error_mark_node;
11395           }
11396         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
11397           {
11398             if (complain & tf_error)
11399               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
11400                      type);
11401             return error_mark_node;
11402           }
11403
11404         r = build_cplus_array_type (type, domain);
11405
11406         if (TYPE_USER_ALIGN (t))
11407           {
11408             TYPE_ALIGN (r) = TYPE_ALIGN (t);
11409             TYPE_USER_ALIGN (r) = 1;
11410           }
11411
11412         return r;
11413       }
11414
11415     case TYPENAME_TYPE:
11416       {
11417         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
11418                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
11419         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
11420                               complain, in_decl);
11421
11422         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
11423           return error_mark_node;
11424
11425         if (!MAYBE_CLASS_TYPE_P (ctx))
11426           {
11427             if (complain & tf_error)
11428               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
11429             return error_mark_node;
11430           }
11431         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
11432           {
11433             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
11434                have complete type in order to allow things like:
11435
11436                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
11437
11438                But, such constructs have already been resolved by this
11439                point, so here CTX really should have complete type, unless
11440                it's a partial instantiation.  */
11441             ctx = complete_type (ctx);
11442             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
11443               {
11444                 if (complain & tf_error)
11445                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
11446                 return error_mark_node;
11447               }
11448           }
11449
11450         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
11451                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
11452         if (f == error_mark_node)
11453           return f;
11454         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
11455           {
11456             complain |= tf_ignore_bad_quals;
11457             f = TREE_TYPE (f);
11458           }
11459
11460         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
11461           {
11462             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
11463               {
11464                 if (complain & tf_error)
11465                   error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
11466                          t, f);
11467                 else
11468                   return error_mark_node;
11469               }
11470             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
11471               {
11472                 if (complain & tf_error)
11473                   error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
11474                          t, f);
11475                 else
11476                   return error_mark_node;
11477               }
11478           }
11479
11480         return cp_build_qualified_type_real
11481           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
11482       }
11483
11484     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
11485       {
11486         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
11487                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
11488         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
11489         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
11490
11491         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
11492           return error_mark_node;
11493
11494         if (parm_list)
11495           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
11496         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
11497       }
11498
11499     case TYPEOF_TYPE:
11500       {
11501         tree type;
11502
11503         ++cp_unevaluated_operand;
11504         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
11505
11506         type = tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
11507                             complain, in_decl,
11508                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
11509
11510         --cp_unevaluated_operand;
11511         --c_inhibit_evaluation_warnings;
11512
11513         type = finish_typeof (type);
11514         return cp_build_qualified_type_real (type,
11515                                              cp_type_quals (t)
11516                                              | cp_type_quals (type),
11517                                              complain);
11518       }
11519
11520     case DECLTYPE_TYPE:
11521       {
11522         tree type;
11523
11524         ++cp_unevaluated_operand;
11525         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
11526
11527         type = tsubst_expr (DECLTYPE_TYPE_EXPR (t), args,
11528                             complain, in_decl,
11529                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
11530
11531         --cp_unevaluated_operand;
11532         --c_inhibit_evaluation_warnings;
11533
11534         if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_CAPTURE (t))
11535           type = lambda_capture_field_type (type);
11536         else if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_PROXY (t))
11537           type = lambda_proxy_type (type);
11538         else
11539           type = finish_decltype_type
11540             (type, DECLTYPE_TYPE_ID_EXPR_OR_MEMBER_ACCESS_P (t), complain);
11541         return cp_build_qualified_type_real (type,
11542                                              cp_type_quals (t)
11543                                              | cp_type_quals (type),
11544                                              complain);
11545       }
11546
11547     case UNDERLYING_TYPE:
11548       {
11549         tree type = tsubst (UNDERLYING_TYPE_TYPE (t), args,
11550                             complain, in_decl);
11551         return finish_underlying_type (type);
11552       }
11553
11554     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
11555     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11556       {
11557         tree r = TYPE_P (t) ? cxx_make_type (code) : make_node (code);
11558         tree packed_out = 
11559           tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (t), 
11560                                 args,
11561                                 complain,
11562                                 in_decl);
11563         SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (r, packed_out);
11564
11565         /* For template nontype argument packs, also substitute into
11566            the type.  */
11567         if (code == NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
11568           TREE_TYPE (r) = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11569
11570         return r;
11571       }
11572       break;
11573
11574     case INTEGER_CST:
11575     case REAL_CST:
11576     case STRING_CST:
11577     case PLUS_EXPR:
11578     case MINUS_EXPR:
11579     case NEGATE_EXPR:
11580     case NOP_EXPR:
11581     case INDIRECT_REF:
11582     case ADDR_EXPR:
11583     case CALL_EXPR:
11584     case ARRAY_REF:
11585     case SCOPE_REF:
11586       /* We should use one of the expression tsubsts for these codes.  */
11587       gcc_unreachable ();
11588
11589     default:
11590       sorry ("use of %qs in template", tree_code_name [(int) code]);
11591       return error_mark_node;
11592     }
11593 }
11594
11595 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
11596    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
11597    operator.  */
11598
11599 static tree
11600 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
11601                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
11602 {
11603     tree name;
11604     tree qualifying_scope;
11605     tree fns;
11606     tree optype;
11607     tree template_args = 0;
11608     bool template_id_p = false;
11609     bool qualified = BASELINK_QUALIFIED_P (baselink);
11610
11611     /* A baselink indicates a function from a base class.  Both the
11612        BASELINK_ACCESS_BINFO and the base class referenced may
11613        indicate bases of the template class, rather than the
11614        instantiated class.  In addition, lookups that were not
11615        ambiguous before may be ambiguous now.  Therefore, we perform
11616        the lookup again.  */
11617     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
11618     qualifying_scope = tsubst (qualifying_scope, args,
11619                                complain, in_decl);
11620     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
11621     optype = tsubst (BASELINK_OPTYPE (baselink), args, complain, in_decl);
11622     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
11623       {
11624         template_id_p = true;
11625         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
11626         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
11627         if (template_args)
11628           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
11629                                                 complain, in_decl);
11630       }
11631     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
11632     if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (name))
11633       name = mangle_conv_op_name_for_type (optype);
11634     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
11635     if (!baselink)
11636       return error_mark_node;
11637
11638     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
11639        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
11640        later by overload resolution will be marked as used at that
11641        point.)  */
11642     if (BASELINK_P (baselink))
11643       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
11644     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
11645       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
11646
11647     /* Add back the template arguments, if present.  */
11648     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
11649       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
11650         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
11651                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
11652                     template_args);
11653     /* Update the conversion operator type.  */
11654     BASELINK_OPTYPE (baselink) = optype;
11655
11656     if (!object_type)
11657       object_type = current_class_type;
11658
11659     if (qualified)
11660       baselink = adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
11661                                                          qualifying_scope,
11662                                                          object_type);
11663     return baselink;
11664 }
11665
11666 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
11667    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
11668    itself; false if more of the postfix-expression follows the
11669    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
11670    of "&".  */
11671
11672 static tree
11673 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
11674                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11675                      bool done, bool address_p)
11676 {
11677   tree expr;
11678   tree scope;
11679   tree name;
11680   bool is_template;
11681   tree template_args;
11682
11683   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
11684
11685   /* Figure out what name to look up.  */
11686   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
11687   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
11688     {
11689       is_template = true;
11690       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
11691       if (template_args)
11692         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
11693                                               complain, in_decl);
11694       name = TREE_OPERAND (name, 0);
11695     }
11696   else
11697     {
11698       is_template = false;
11699       template_args = NULL_TREE;
11700     }
11701
11702   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
11703      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
11704      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
11705      substituting will not help.  */
11706   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
11707   if (args)
11708     {
11709       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
11710       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
11711     }
11712   else
11713     expr = name;
11714
11715   if (dependent_scope_p (scope))
11716     {
11717       if (is_template)
11718         expr = build_min_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, expr, template_args);
11719       return build_qualified_name (NULL_TREE, scope, expr,
11720                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id));
11721     }
11722
11723   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
11724     {
11725       if (TREE_CODE (expr) == BIT_NOT_EXPR)
11726         {
11727           /* A BIT_NOT_EXPR is used to represent a destructor.  */
11728           if (!check_dtor_name (scope, TREE_OPERAND (expr, 0)))
11729             {
11730               error ("qualifying type %qT does not match destructor name ~%qT",
11731                      scope, TREE_OPERAND (expr, 0));
11732               expr = error_mark_node;
11733             }
11734           else
11735             expr = lookup_qualified_name (scope, complete_dtor_identifier,
11736                                           /*is_type_p=*/0, false);
11737         }
11738       else
11739         expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
11740       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
11741                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
11742         {
11743           if (complain & tf_error)
11744             {
11745               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
11746                      "instantiation yields a type", qualified_id);
11747               inform (input_location, "say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
11748             }
11749           return error_mark_node;
11750         }
11751     }
11752
11753   if (DECL_P (expr))
11754     {
11755       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
11756                                            scope);
11757       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
11758       mark_used (expr);
11759     }
11760
11761   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
11762     {
11763       if (complain & tf_error)
11764         qualified_name_lookup_error (scope,
11765                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
11766                                      expr, input_location);
11767       return error_mark_node;
11768     }
11769
11770   if (is_template)
11771     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
11772
11773   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
11774     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
11775                                  expr, input_location);
11776   else if (TYPE_P (scope))
11777     {
11778       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
11779               (expr, scope, current_class_type));
11780       expr = (finish_qualified_id_expr
11781               (scope, expr, done, address_p && PTRMEM_OK_P (qualified_id),
11782                QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id),
11783                /*template_arg_p=*/false));
11784     }
11785
11786   /* Expressions do not generally have reference type.  */
11787   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF
11788       /* However, if we're about to form a pointer-to-member, we just
11789          want the referenced member referenced.  */
11790       && TREE_CODE (expr) != OFFSET_REF)
11791     expr = convert_from_reference (expr);
11792
11793   return expr;
11794 }
11795
11796 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
11797    template parms; to finish processing the resultant expression, use
11798    tsubst_copy_and_build or tsubst_expr.  */
11799
11800 static tree
11801 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
11802 {
11803   enum tree_code code;
11804   tree r;
11805
11806   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node || args == NULL_TREE)
11807     return t;
11808
11809   code = TREE_CODE (t);
11810
11811   switch (code)
11812     {
11813     case PARM_DECL:
11814       r = retrieve_local_specialization (t);
11815
11816       if (r == NULL)
11817         {
11818           tree c;
11819
11820           /* We get here for a use of 'this' in an NSDMI.  */
11821           if (DECL_NAME (t) == this_identifier
11822               && at_function_scope_p ()
11823               && DECL_CONSTRUCTOR_P (current_function_decl))
11824             return current_class_ptr;
11825
11826           /* This can happen for a parameter name used later in a function
11827              declaration (such as in a late-specified return type).  Just
11828              make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
11829           gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
11830           /* We copy T because want to tsubst the PARM_DECL only,
11831              not the following PARM_DECLs that are chained to T.  */
11832           c = copy_node (t);
11833           r = tsubst_decl (c, args, complain);
11834           /* Give it the template pattern as its context; its true context
11835              hasn't been instantiated yet and this is good enough for
11836              mangling.  */
11837           DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (t);
11838         }
11839       
11840       if (TREE_CODE (r) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
11841         r = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (r);
11842       mark_used (r);
11843       return r;
11844
11845     case CONST_DECL:
11846       {
11847         tree enum_type;
11848         tree v;
11849
11850         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
11851           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
11852         /* There is no need to substitute into namespace-scope
11853            enumerators.  */
11854         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
11855           return t;
11856         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
11857         if (args == NULL_TREE)
11858           return integral_constant_value (t);
11859
11860         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
11861            Consider:
11862
11863              template <int I> int f() {
11864              enum E { a = I };
11865              struct S { void g() { E e = a; } };
11866              };
11867
11868            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
11869            clever enough to find f<7>::a.  */
11870         enum_type
11871           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
11872                               /*entering_scope=*/0);
11873
11874         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
11875              v != NULL_TREE;
11876              v = TREE_CHAIN (v))
11877           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
11878             return TREE_VALUE (v);
11879
11880           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
11881              name-lookup found it during preliminary parsing, we
11882              should find it again here during instantiation.  */
11883         gcc_unreachable ();
11884       }
11885       return t;
11886
11887     case FIELD_DECL:
11888       if (DECL_CONTEXT (t))
11889         {
11890           tree ctx;
11891
11892           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
11893                                   /*entering_scope=*/1);
11894           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
11895             {
11896               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
11897               if (!r)
11898                 {
11899                   if (complain & tf_error)
11900                     error ("using invalid field %qD", t);
11901                   return error_mark_node;
11902                 }
11903               return r;
11904             }
11905         }
11906
11907       return t;
11908
11909     case VAR_DECL:
11910     case FUNCTION_DECL:
11911       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
11912           || local_variable_p (t))
11913         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
11914       mark_used (t);
11915       return t;
11916
11917     case NAMESPACE_DECL:
11918       return t;
11919
11920     case OVERLOAD:
11921       /* An OVERLOAD will always be a non-dependent overload set; an
11922          overload set from function scope will just be represented with an
11923          IDENTIFIER_NODE, and from class scope with a BASELINK.  */
11924       gcc_assert (!uses_template_parms (t));
11925       return t;
11926
11927     case BASELINK:
11928       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
11929
11930     case TEMPLATE_DECL:
11931       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
11932         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
11933                        args, complain, in_decl);
11934       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
11935         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
11936       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
11937                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
11938         {
11939           /* Template template argument like the following example need
11940              special treatment:
11941
11942                template <template <class> class TT> struct C {};
11943                template <class T> struct D {
11944                  template <class U> struct E {};
11945                  C<E> c;                                // #1
11946                };
11947                D<int> d;                                // #2
11948
11949              We are processing the template argument `E' in #1 for
11950              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
11951              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
11952              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
11953
11954           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
11955           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
11956         }
11957       else
11958         /* Ordinary template template argument.  */
11959         return t;
11960
11961     case CAST_EXPR:
11962     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
11963     case CONST_CAST_EXPR:
11964     case STATIC_CAST_EXPR:
11965     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
11966     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
11967     case CONVERT_EXPR:
11968     case NOP_EXPR:
11969       return build1
11970         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
11971          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
11972
11973     case SIZEOF_EXPR:
11974       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
11975         {
11976
11977           tree expanded;
11978           int len = 0;
11979
11980           ++cp_unevaluated_operand;
11981           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
11982           /* We only want to compute the number of arguments.  */
11983           expanded = tsubst_pack_expansion (TREE_OPERAND (t, 0), args,
11984                                             complain, in_decl);
11985           --cp_unevaluated_operand;
11986           --c_inhibit_evaluation_warnings;
11987
11988           if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
11989             len = TREE_VEC_LENGTH (expanded);
11990
11991           if (expanded == error_mark_node)
11992             return error_mark_node;
11993           else if (PACK_EXPANSION_P (expanded)
11994                    || (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC
11995                        && len > 0
11996                        && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (expanded, len-1))))
11997             {
11998               if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
11999                 expanded = TREE_VEC_ELT (expanded, len - 1);
12000
12001               if (TYPE_P (expanded))
12002                 return cxx_sizeof_or_alignof_type (expanded, SIZEOF_EXPR, 
12003                                                    complain & tf_error);
12004               else
12005                 return cxx_sizeof_or_alignof_expr (expanded, SIZEOF_EXPR,
12006                                                    complain & tf_error);
12007             }
12008           else
12009             return build_int_cst (size_type_node, len);
12010         }
12011       /* Fall through */
12012
12013     case INDIRECT_REF:
12014     case NEGATE_EXPR:
12015     case TRUTH_NOT_EXPR:
12016     case BIT_NOT_EXPR:
12017     case ADDR_EXPR:
12018     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
12019     case ALIGNOF_EXPR:
12020     case AT_ENCODE_EXPR:
12021     case ARROW_EXPR:
12022     case THROW_EXPR:
12023     case TYPEID_EXPR:
12024     case REALPART_EXPR:
12025     case IMAGPART_EXPR:
12026       return build1
12027         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12028          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
12029
12030     case COMPONENT_REF:
12031       {
12032         tree object;
12033         tree name;
12034
12035         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
12036         name = TREE_OPERAND (t, 1);
12037         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
12038           {
12039             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12040                                 complain, in_decl);
12041             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
12042           }
12043         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
12044                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
12045           {
12046             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12047                                      complain, in_decl);
12048             name = TREE_OPERAND (name, 1);
12049             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12050                                 complain, in_decl);
12051             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
12052             name = build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
12053                                          base, name,
12054                                          /*template_p=*/false);
12055           }
12056         else if (BASELINK_P (name))
12057           name = tsubst_baselink (name,
12058                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
12059                                   args, complain,
12060                                   in_decl);
12061         else
12062           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
12063         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
12064       }
12065
12066     case PLUS_EXPR:
12067     case MINUS_EXPR:
12068     case MULT_EXPR:
12069     case TRUNC_DIV_EXPR:
12070     case CEIL_DIV_EXPR:
12071     case FLOOR_DIV_EXPR:
12072     case ROUND_DIV_EXPR:
12073     case EXACT_DIV_EXPR:
12074     case BIT_AND_EXPR:
12075     case BIT_IOR_EXPR:
12076     case BIT_XOR_EXPR:
12077     case TRUNC_MOD_EXPR:
12078     case FLOOR_MOD_EXPR:
12079     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
12080     case TRUTH_ORIF_EXPR:
12081     case TRUTH_AND_EXPR:
12082     case TRUTH_OR_EXPR:
12083     case RSHIFT_EXPR:
12084     case LSHIFT_EXPR:
12085     case RROTATE_EXPR:
12086     case LROTATE_EXPR:
12087     case EQ_EXPR:
12088     case NE_EXPR:
12089     case MAX_EXPR:
12090     case MIN_EXPR:
12091     case LE_EXPR:
12092     case GE_EXPR:
12093     case LT_EXPR:
12094     case GT_EXPR:
12095     case COMPOUND_EXPR:
12096     case DOTSTAR_EXPR:
12097     case MEMBER_REF:
12098     case PREDECREMENT_EXPR:
12099     case PREINCREMENT_EXPR:
12100     case POSTDECREMENT_EXPR:
12101     case POSTINCREMENT_EXPR:
12102       return build_nt
12103         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12104          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12105
12106     case SCOPE_REF:
12107       return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
12108                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0),
12109                                                 args, complain, in_decl),
12110                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1),
12111                                                 args, complain, in_decl),
12112                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
12113
12114     case ARRAY_REF:
12115       return build_nt
12116         (ARRAY_REF,
12117          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12118          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12119          NULL_TREE, NULL_TREE);
12120
12121     case CALL_EXPR:
12122       {
12123         int n = VL_EXP_OPERAND_LENGTH (t);
12124         tree result = build_vl_exp (CALL_EXPR, n);
12125         int i;
12126         for (i = 0; i < n; i++)
12127           TREE_OPERAND (t, i) = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, i), args,
12128                                              complain, in_decl);
12129         return result;
12130       }
12131
12132     case COND_EXPR:
12133     case MODOP_EXPR:
12134     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
12135       {
12136         r = build_nt
12137           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12138            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12139            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
12140         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
12141         return r;
12142       }
12143
12144     case NEW_EXPR:
12145       {
12146         r = build_nt
12147         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12148          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12149          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
12150         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
12151         return r;
12152       }
12153
12154     case DELETE_EXPR:
12155       {
12156         r = build_nt
12157         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12158          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12159         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
12160         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
12161         return r;
12162       }
12163
12164     case TEMPLATE_ID_EXPR:
12165       {
12166         /* Substituted template arguments */
12167         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
12168         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
12169
12170         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
12171         if (targs)
12172           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
12173
12174         return lookup_template_function (fn, targs);
12175       }
12176
12177     case TREE_LIST:
12178       {
12179         tree purpose, value, chain;
12180
12181         if (t == void_list_node)
12182           return t;
12183
12184         purpose = TREE_PURPOSE (t);
12185         if (purpose)
12186           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
12187         value = TREE_VALUE (t);
12188         if (value)
12189           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
12190         chain = TREE_CHAIN (t);
12191         if (chain && chain != void_type_node)
12192           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
12193         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
12194             && value == TREE_VALUE (t)
12195             && chain == TREE_CHAIN (t))
12196           return t;
12197         return tree_cons (purpose, value, chain);
12198       }
12199
12200     case RECORD_TYPE:
12201     case UNION_TYPE:
12202     case ENUMERAL_TYPE:
12203     case INTEGER_TYPE:
12204     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
12205     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
12206     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
12207     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12208     case POINTER_TYPE:
12209     case REFERENCE_TYPE:
12210     case OFFSET_TYPE:
12211     case FUNCTION_TYPE:
12212     case METHOD_TYPE:
12213     case ARRAY_TYPE:
12214     case TYPENAME_TYPE:
12215     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
12216     case TYPEOF_TYPE:
12217     case DECLTYPE_TYPE:
12218     case TYPE_DECL:
12219       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
12220
12221     case USING_DECL:
12222       t = DECL_NAME (t);
12223       /* Fall through.  */
12224     case IDENTIFIER_NODE:
12225       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
12226         {
12227           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12228           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
12229         }
12230       else
12231         return t;
12232
12233     case CONSTRUCTOR:
12234       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
12235       gcc_unreachable ();
12236
12237     case VA_ARG_EXPR:
12238       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
12239                                           in_decl),
12240                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
12241
12242     case CLEANUP_POINT_EXPR:
12243       /* We shouldn't have built any of these during initial template
12244          generation.  Instead, they should be built during instantiation
12245          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
12246       gcc_unreachable ();
12247
12248     case OFFSET_REF:
12249       r = build2
12250         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12251          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12252          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12253       PTRMEM_OK_P (r) = PTRMEM_OK_P (t);
12254       mark_used (TREE_OPERAND (r, 1));
12255       return r;
12256
12257     case EXPR_PACK_EXPANSION:
12258       error ("invalid use of pack expansion expression");
12259       return error_mark_node;
12260
12261     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
12262       error ("use %<...%> to expand argument pack");
12263       return error_mark_node;
12264
12265     case INTEGER_CST:
12266     case REAL_CST:
12267     case STRING_CST:
12268     case COMPLEX_CST:
12269       {
12270         /* Instantiate any typedefs in the type.  */
12271         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12272         r = fold_convert (type, t);
12273         gcc_assert (TREE_CODE (r) == code);
12274         return r;
12275       }
12276
12277     case PTRMEM_CST:
12278       /* These can sometimes show up in a partial instantiation, but never
12279          involve template parms.  */
12280       gcc_assert (!uses_template_parms (t));
12281       return t;
12282
12283     default:
12284       /* We shouldn't get here, but keep going if !ENABLE_CHECKING.  */
12285       gcc_checking_assert (false);
12286       return t;
12287     }
12288 }
12289
12290 /* Like tsubst_copy, but specifically for OpenMP clauses.  */
12291
12292 static tree
12293 tsubst_omp_clauses (tree clauses, tree args, tsubst_flags_t complain,
12294                     tree in_decl)
12295 {
12296   tree new_clauses = NULL, nc, oc;
12297
12298   for (oc = clauses; oc ; oc = OMP_CLAUSE_CHAIN (oc))
12299     {
12300       nc = copy_node (oc);
12301       OMP_CLAUSE_CHAIN (nc) = new_clauses;
12302       new_clauses = nc;
12303
12304       switch (OMP_CLAUSE_CODE (nc))
12305         {
12306         case OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE:
12307           if (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc))
12308             {
12309               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc) = push_stmt_list ();
12310               tsubst_expr (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc), args, complain,
12311                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
12312               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc)
12313                 = pop_stmt_list (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc));
12314             }
12315           /* FALLTHRU */
12316         case OMP_CLAUSE_PRIVATE:
12317         case OMP_CLAUSE_SHARED:
12318         case OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE:
12319         case OMP_CLAUSE_REDUCTION:
12320         case OMP_CLAUSE_COPYIN:
12321         case OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE:
12322         case OMP_CLAUSE_IF:
12323         case OMP_CLAUSE_NUM_THREADS:
12324         case OMP_CLAUSE_SCHEDULE:
12325         case OMP_CLAUSE_COLLAPSE:
12326         case OMP_CLAUSE_FINAL:
12327           OMP_CLAUSE_OPERAND (nc, 0)
12328             = tsubst_expr (OMP_CLAUSE_OPERAND (oc, 0), args, complain, 
12329                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
12330           break;
12331         case OMP_CLAUSE_NOWAIT:
12332         case OMP_CLAUSE_ORDERED:
12333         case OMP_CLAUSE_DEFAULT:
12334         case OMP_CLAUSE_UNTIED:
12335         case OMP_CLAUSE_MERGEABLE:
12336           break;
12337         default:
12338           gcc_unreachable ();
12339         }
12340     }
12341
12342   return finish_omp_clauses (nreverse (new_clauses));
12343 }
12344
12345 /* Like tsubst_copy_and_build, but unshare TREE_LIST nodes.  */
12346
12347 static tree
12348 tsubst_copy_asm_operands (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
12349                           tree in_decl)
12350 {
12351 #define RECUR(t) tsubst_copy_asm_operands (t, args, complain, in_decl)
12352
12353   tree purpose, value, chain;
12354
12355   if (t == NULL)
12356     return t;
12357
12358   if (TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
12359     return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
12360                                   /*function_p=*/false,
12361                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
12362
12363   if (t == void_list_node)
12364     return t;
12365
12366   purpose = TREE_PURPOSE (t);
12367   if (purpose)
12368     purpose = RECUR (purpose);
12369   value = TREE_VALUE (t);
12370   if (value)
12371     {
12372       if (TREE_CODE (value) != LABEL_DECL)
12373         value = RECUR (value);
12374       else
12375         {
12376           value = lookup_label (DECL_NAME (value));
12377           gcc_assert (TREE_CODE (value) == LABEL_DECL);
12378           TREE_USED (value) = 1;
12379         }
12380     }
12381   chain = TREE_CHAIN (t);
12382   if (chain && chain != void_type_node)
12383     chain = RECUR (chain);
12384   return tree_cons (purpose, value, chain);
12385 #undef RECUR
12386 }
12387
12388 /* Substitute one OMP_FOR iterator.  */
12389
12390 static void
12391 tsubst_omp_for_iterator (tree t, int i, tree declv, tree initv,
12392                          tree condv, tree incrv, tree *clauses,
12393                          tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
12394                          bool integral_constant_expression_p)
12395 {
12396 #define RECUR(NODE)                             \
12397   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
12398                integral_constant_expression_p)
12399   tree decl, init, cond, incr, auto_node;
12400
12401   init = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INIT (t), i);
12402   gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
12403   decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
12404   init = TREE_OPERAND (init, 1);
12405   auto_node = type_uses_auto (TREE_TYPE (decl));
12406   if (auto_node && init)
12407     {
12408       tree init_expr = init;
12409       if (TREE_CODE (init_expr) == DECL_EXPR)
12410         init_expr = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (init_expr));
12411       init_expr = RECUR (init_expr);
12412       TREE_TYPE (decl)
12413         = do_auto_deduction (TREE_TYPE (decl), init_expr, auto_node);
12414     }
12415   gcc_assert (!type_dependent_expression_p (decl));
12416
12417   if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
12418     {
12419       cond = RECUR (TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i));
12420       incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
12421       if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
12422         incr = build_x_modify_expr (RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NOP_EXPR,
12423                                     RECUR (TREE_OPERAND (incr, 1)),
12424                                     complain);
12425       else
12426         incr = RECUR (incr);
12427       TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
12428       TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
12429       TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
12430       TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
12431       return;
12432     }
12433
12434   if (init && TREE_CODE (init) != DECL_EXPR)
12435     {
12436       tree c;
12437       for (c = *clauses; c ; c = OMP_CLAUSE_CHAIN (c))
12438         {
12439           if ((OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_PRIVATE
12440                || OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE)
12441               && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12442             break;
12443           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE
12444                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12445             error ("iteration variable %qD should not be firstprivate", decl);
12446           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_REDUCTION
12447                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12448             error ("iteration variable %qD should not be reduction", decl);
12449         }
12450       if (c == NULL)
12451         {
12452           c = build_omp_clause (input_location, OMP_CLAUSE_PRIVATE);
12453           OMP_CLAUSE_DECL (c) = decl;
12454           c = finish_omp_clauses (c);
12455           if (c)
12456             {
12457               OMP_CLAUSE_CHAIN (c) = *clauses;
12458               *clauses = c;
12459             }
12460         }
12461     }
12462   cond = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i);
12463   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
12464     cond = build2 (TREE_CODE (cond), boolean_type_node,
12465                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 0)),
12466                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 1)));
12467   else
12468     cond = RECUR (cond);
12469   incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
12470   switch (TREE_CODE (incr))
12471     {
12472     case PREINCREMENT_EXPR:
12473     case PREDECREMENT_EXPR:
12474     case POSTINCREMENT_EXPR:
12475     case POSTDECREMENT_EXPR:
12476       incr = build2 (TREE_CODE (incr), TREE_TYPE (decl),
12477                      RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NULL_TREE);
12478       break;
12479     case MODIFY_EXPR:
12480       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
12481           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
12482         {
12483           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 1);
12484           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
12485                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
12486                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
12487                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
12488                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
12489         }
12490       else
12491         incr = RECUR (incr);
12492       break;
12493     case MODOP_EXPR:
12494       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
12495           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
12496         {
12497           tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0));
12498           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl), lhs,
12499                          build2 (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)),
12500                                  TREE_TYPE (decl), lhs,
12501                                  RECUR (TREE_OPERAND (incr, 2))));
12502         }
12503       else if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == NOP_EXPR
12504                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == PLUS_EXPR
12505                    || (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == MINUS_EXPR)))
12506         {
12507           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 2);
12508           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
12509                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
12510                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
12511                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
12512                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
12513         }
12514       else
12515         incr = RECUR (incr);
12516       break;
12517     default:
12518       incr = RECUR (incr);
12519       break;
12520     }
12521
12522   TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
12523   TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
12524   TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
12525   TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
12526 #undef RECUR
12527 }
12528
12529 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
12530    processing.  */
12531
12532 static tree
12533 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
12534              bool integral_constant_expression_p)
12535 {
12536 #define RECUR(NODE)                             \
12537   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
12538                integral_constant_expression_p)
12539
12540   tree stmt, tmp;
12541
12542   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
12543     return t;
12544
12545   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
12546     input_location = EXPR_LOCATION (t);
12547   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
12548     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
12549
12550   switch (TREE_CODE (t))
12551     {
12552     case STATEMENT_LIST:
12553       {
12554         tree_stmt_iterator i;
12555         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
12556           RECUR (tsi_stmt (i));
12557         break;
12558       }
12559
12560     case CTOR_INITIALIZER:
12561       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
12562                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
12563       break;
12564
12565     case RETURN_EXPR:
12566       finish_return_stmt (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12567       break;
12568
12569     case EXPR_STMT:
12570       tmp = RECUR (EXPR_STMT_EXPR (t));
12571       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
12572         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
12573       else
12574         finish_expr_stmt (tmp);
12575       break;
12576
12577     case USING_STMT:
12578       do_using_directive (USING_STMT_NAMESPACE (t));
12579       break;
12580
12581     case DECL_EXPR:
12582       {
12583         tree decl, pattern_decl;
12584         tree init;
12585
12586         pattern_decl = decl = DECL_EXPR_DECL (t);
12587         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
12588           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
12589         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
12590           {
12591             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
12592             tree name = DECL_NAME (decl);
12593             tree decl;
12594
12595             scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
12596             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
12597                                           /*is_type_p=*/false,
12598                                           /*complain=*/false);
12599             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
12600               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl, input_location);
12601             else
12602               do_local_using_decl (decl, scope, name);
12603           }
12604         else
12605           {
12606             init = DECL_INITIAL (decl);
12607             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
12608             if (decl != error_mark_node)
12609               {
12610                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
12611                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
12612                    handle local variables, and since we've already done
12613                    all that needs to be done, that's the right thing to
12614                    do.  */
12615                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
12616                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
12617                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
12618                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
12619                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
12620                   finish_anon_union (decl);
12621                 else if (is_capture_proxy (DECL_EXPR_DECL (t)))
12622                   {
12623                     DECL_CONTEXT (decl) = current_function_decl;
12624                     if (DECL_NAME (decl) == this_identifier)
12625                       {
12626                         tree lam = DECL_CONTEXT (current_function_decl);
12627                         lam = CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (lam);
12628                         LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (lam) = decl;
12629                       }
12630                     insert_capture_proxy (decl);
12631                   }
12632                 else
12633                   {
12634                     int const_init = false;
12635                     maybe_push_decl (decl);
12636                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
12637                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
12638                       {
12639                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
12640                            initializer.  */
12641                         const char *const name
12642                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
12643                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
12644                       }
12645                     else
12646                       {
12647                         tree t = RECUR (init);
12648
12649                         if (init && !t)
12650                           {
12651                             /* If we had an initializer but it
12652                                instantiated to nothing,
12653                                value-initialize the object.  This will
12654                                only occur when the initializer was a
12655                                pack expansion where the parameter packs
12656                                used in that expansion were of length
12657                                zero.  */
12658                             init = build_value_init (TREE_TYPE (decl),
12659                                                      complain);
12660                             if (TREE_CODE (init) == AGGR_INIT_EXPR)
12661                               init = get_target_expr_sfinae (init, complain);
12662                           }
12663                         else
12664                           init = t;
12665                       }
12666
12667                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
12668                       const_init = (DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P
12669                                     (pattern_decl));
12670                     cp_finish_decl (decl, init, const_init, NULL_TREE, 0);
12671                   }
12672               }
12673           }
12674
12675         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
12676            clause of an if/for/while construct.  */
12677         return decl;
12678       }
12679
12680     case FOR_STMT:
12681       stmt = begin_for_stmt (NULL_TREE, NULL_TREE);
12682       RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
12683       finish_for_init_stmt (stmt);
12684       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
12685       finish_for_cond (tmp, stmt);
12686       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
12687       finish_for_expr (tmp, stmt);
12688       RECUR (FOR_BODY (t));
12689       finish_for_stmt (stmt);
12690       break;
12691
12692     case RANGE_FOR_STMT:
12693       {
12694         tree decl, expr;
12695         stmt = begin_for_stmt (NULL_TREE, NULL_TREE);
12696         decl = RANGE_FOR_DECL (t);
12697         decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
12698         maybe_push_decl (decl);
12699         expr = RECUR (RANGE_FOR_EXPR (t));
12700         stmt = cp_convert_range_for (stmt, decl, expr);
12701         RECUR (RANGE_FOR_BODY (t));
12702         finish_for_stmt (stmt);
12703       }
12704       break;
12705
12706     case WHILE_STMT:
12707       stmt = begin_while_stmt ();
12708       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
12709       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
12710       RECUR (WHILE_BODY (t));
12711       finish_while_stmt (stmt);
12712       break;
12713
12714     case DO_STMT:
12715       stmt = begin_do_stmt ();
12716       RECUR (DO_BODY (t));
12717       finish_do_body (stmt);
12718       tmp = RECUR (DO_COND (t));
12719       finish_do_stmt (tmp, stmt);
12720       break;
12721
12722     case IF_STMT:
12723       stmt = begin_if_stmt ();
12724       tmp = RECUR (IF_COND (t));
12725       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
12726       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
12727       finish_then_clause (stmt);
12728
12729       if (ELSE_CLAUSE (t))
12730         {
12731           begin_else_clause (stmt);
12732           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
12733           finish_else_clause (stmt);
12734         }
12735
12736       finish_if_stmt (stmt);
12737       break;
12738
12739     case BIND_EXPR:
12740       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
12741         stmt = begin_function_body ();
12742       else
12743         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
12744                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
12745
12746       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
12747
12748       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
12749         finish_function_body (stmt);
12750       else
12751         finish_compound_stmt (stmt);
12752       break;
12753
12754     case BREAK_STMT:
12755       finish_break_stmt ();
12756       break;
12757
12758     case CONTINUE_STMT:
12759       finish_continue_stmt ();
12760       break;
12761
12762     case SWITCH_STMT:
12763       stmt = begin_switch_stmt ();
12764       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
12765       finish_switch_cond (tmp, stmt);
12766       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
12767       finish_switch_stmt (stmt);
12768       break;
12769
12770     case CASE_LABEL_EXPR:
12771       finish_case_label (EXPR_LOCATION (t),
12772                          RECUR (CASE_LOW (t)),
12773                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
12774       break;
12775
12776     case LABEL_EXPR:
12777       {
12778         tree decl = LABEL_EXPR_LABEL (t);
12779         tree label;
12780
12781         label = finish_label_stmt (DECL_NAME (decl));
12782         if (DECL_ATTRIBUTES (decl) != NULL_TREE)
12783           cplus_decl_attributes (&label, DECL_ATTRIBUTES (decl), 0);
12784       }
12785       break;
12786
12787     case GOTO_EXPR:
12788       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
12789       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
12790         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
12791            non-computed gotos must not be; the identifier in question
12792            will have no binding.  */
12793         tmp = RECUR (tmp);
12794       else
12795         tmp = DECL_NAME (tmp);
12796       finish_goto_stmt (tmp);
12797       break;
12798
12799     case ASM_EXPR:
12800       tmp = finish_asm_stmt
12801         (ASM_VOLATILE_P (t),
12802          RECUR (ASM_STRING (t)),
12803          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
12804          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
12805          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl),
12806          tsubst_copy_asm_operands (ASM_LABELS (t), args, complain, in_decl));
12807       {
12808         tree asm_expr = tmp;
12809         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
12810           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
12811         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
12812       }
12813       break;
12814
12815     case TRY_BLOCK:
12816       if (CLEANUP_P (t))
12817         {
12818           stmt = begin_try_block ();
12819           RECUR (TRY_STMTS (t));
12820           finish_cleanup_try_block (stmt);
12821           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
12822         }
12823       else
12824         {
12825           tree compound_stmt = NULL_TREE;
12826
12827           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
12828             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
12829           else
12830             stmt = begin_try_block ();
12831
12832           RECUR (TRY_STMTS (t));
12833
12834           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
12835             finish_function_try_block (stmt);
12836           else
12837             finish_try_block (stmt);
12838
12839           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
12840           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
12841             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
12842           else
12843             finish_handler_sequence (stmt);
12844         }
12845       break;
12846
12847     case HANDLER:
12848       {
12849         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
12850
12851         if (decl)
12852           {
12853             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
12854             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
12855                this variable.  We've already done all that needs to be
12856                done.  */
12857             if (decl != error_mark_node)
12858               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
12859           }
12860         stmt = begin_handler ();
12861         finish_handler_parms (decl, stmt);
12862         RECUR (HANDLER_BODY (t));
12863         finish_handler (stmt);
12864       }
12865       break;
12866
12867     case TAG_DEFN:
12868       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
12869       break;
12870
12871     case STATIC_ASSERT:
12872       {
12873         tree condition = 
12874           tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), 
12875                        args,
12876                        complain, in_decl,
12877                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
12878         finish_static_assert (condition,
12879                               STATIC_ASSERT_MESSAGE (t),
12880                               STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
12881                               /*member_p=*/false);
12882       }
12883       break;
12884
12885     case OMP_PARALLEL:
12886       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
12887                                 args, complain, in_decl);
12888       stmt = begin_omp_parallel ();
12889       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
12890       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
12891         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
12892       break;
12893
12894     case OMP_TASK:
12895       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_TASK_CLAUSES (t),
12896                                 args, complain, in_decl);
12897       stmt = begin_omp_task ();
12898       RECUR (OMP_TASK_BODY (t));
12899       finish_omp_task (tmp, stmt);
12900       break;
12901
12902     case OMP_FOR:
12903       {
12904         tree clauses, body, pre_body;
12905         tree declv, initv, condv, incrv;
12906         int i;
12907
12908         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
12909                                       args, complain, in_decl);
12910         declv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
12911         initv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
12912         condv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
12913         incrv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
12914
12915         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)); i++)
12916           tsubst_omp_for_iterator (t, i, declv, initv, condv, incrv,
12917                                    &clauses, args, complain, in_decl,
12918                                    integral_constant_expression_p);
12919
12920         stmt = begin_omp_structured_block ();
12921
12922         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (initv); i++)
12923           if (TREE_VEC_ELT (initv, i) == NULL
12924               || TREE_CODE (TREE_VEC_ELT (initv, i)) != DECL_EXPR)
12925             TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
12926           else if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_VEC_ELT (initv, i))))
12927             {
12928               tree init = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
12929               gcc_assert (init == TREE_VEC_ELT (declv, i));
12930               TREE_VEC_ELT (initv, i) = NULL_TREE;
12931             }
12932           else
12933             {
12934               tree decl_expr = TREE_VEC_ELT (initv, i);
12935               tree init = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr));
12936               gcc_assert (init != NULL);
12937               TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (init);
12938               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = NULL;
12939               RECUR (decl_expr);
12940               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = init;
12941             }
12942
12943         pre_body = push_stmt_list ();
12944         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
12945         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
12946
12947         body = push_stmt_list ();
12948         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
12949         body = pop_stmt_list (body);
12950
12951         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), declv, initv, condv, incrv,
12952                             body, pre_body, clauses);
12953
12954         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
12955       }
12956       break;
12957
12958     case OMP_SECTIONS:
12959     case OMP_SINGLE:
12960       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
12961       stmt = push_stmt_list ();
12962       RECUR (OMP_BODY (t));
12963       stmt = pop_stmt_list (stmt);
12964
12965       t = copy_node (t);
12966       OMP_BODY (t) = stmt;
12967       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
12968       add_stmt (t);
12969       break;
12970
12971     case OMP_SECTION:
12972     case OMP_CRITICAL:
12973     case OMP_MASTER:
12974     case OMP_ORDERED:
12975       stmt = push_stmt_list ();
12976       RECUR (OMP_BODY (t));
12977       stmt = pop_stmt_list (stmt);
12978
12979       t = copy_node (t);
12980       OMP_BODY (t) = stmt;
12981       add_stmt (t);
12982       break;
12983
12984     case OMP_ATOMIC:
12985       gcc_assert (OMP_ATOMIC_DEPENDENT_P (t));
12986       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)) != MODIFY_EXPR)
12987         {
12988           tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
12989           tree rhs1 = NULL_TREE;
12990           tree lhs, rhs;
12991           if (TREE_CODE (op1) == COMPOUND_EXPR)
12992             {
12993               rhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
12994               op1 = TREE_OPERAND (op1, 1);
12995             }
12996           lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
12997           rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
12998           finish_omp_atomic (OMP_ATOMIC, TREE_CODE (op1), lhs, rhs,
12999                              NULL_TREE, NULL_TREE, rhs1);
13000         }
13001       else
13002         {
13003           tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
13004           tree v = NULL_TREE, lhs, rhs = NULL_TREE, lhs1 = NULL_TREE;
13005           tree rhs1 = NULL_TREE;
13006           enum tree_code code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (op1, 1));
13007           enum tree_code opcode = NOP_EXPR;
13008           if (code == OMP_ATOMIC_READ)
13009             {
13010               v = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13011               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 0));
13012             }
13013           else if (code == OMP_ATOMIC_CAPTURE_OLD
13014                    || code == OMP_ATOMIC_CAPTURE_NEW)
13015             {
13016               tree op11 = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 1);
13017               v = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13018               lhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 0));
13019               if (TREE_CODE (op11) == COMPOUND_EXPR)
13020                 {
13021                   rhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 0));
13022                   op11 = TREE_OPERAND (op11, 1);
13023                 }
13024               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 0));
13025               rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 1));
13026               opcode = TREE_CODE (op11);
13027             }
13028           else
13029             {
13030               code = OMP_ATOMIC;
13031               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13032               rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
13033             }
13034           finish_omp_atomic (code, opcode, lhs, rhs, v, lhs1, rhs1);
13035         }
13036       break;
13037
13038     case TRANSACTION_EXPR:
13039       {
13040         int flags = 0;
13041         flags |= (TRANSACTION_EXPR_OUTER (t) ? TM_STMT_ATTR_OUTER : 0);
13042         flags |= (TRANSACTION_EXPR_RELAXED (t) ? TM_STMT_ATTR_RELAXED : 0);
13043
13044         if (TRANSACTION_EXPR_IS_STMT (t))
13045           {
13046             tree body = TRANSACTION_EXPR_BODY (t);
13047             tree noex = NULL_TREE;
13048             if (TREE_CODE (body) == MUST_NOT_THROW_EXPR)
13049               {
13050                 noex = MUST_NOT_THROW_COND (body);
13051                 if (noex == NULL_TREE)
13052                   noex = boolean_true_node;
13053                 body = TREE_OPERAND (body, 0);
13054               }
13055             stmt = begin_transaction_stmt (input_location, NULL, flags);
13056             RECUR (body);
13057             finish_transaction_stmt (stmt, NULL, flags, RECUR (noex));
13058           }
13059         else
13060           {
13061             stmt = build_transaction_expr (EXPR_LOCATION (t),
13062                                            RECUR (TRANSACTION_EXPR_BODY (t)),
13063                                            flags, NULL_TREE);
13064             return stmt;
13065           }
13066       }
13067       break;
13068
13069     case MUST_NOT_THROW_EXPR:
13070       return build_must_not_throw_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13071                                         RECUR (MUST_NOT_THROW_COND (t)));
13072
13073     case EXPR_PACK_EXPANSION:
13074       error ("invalid use of pack expansion expression");
13075       return error_mark_node;
13076
13077     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
13078       error ("use %<...%> to expand argument pack");
13079       return error_mark_node;
13080
13081     default:
13082       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
13083
13084       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
13085                                     /*function_p=*/false,
13086                                     integral_constant_expression_p);
13087     }
13088
13089   return NULL_TREE;
13090 #undef RECUR
13091 }
13092
13093 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
13094    call.  Return the substituted version of T.  */
13095
13096 static tree
13097 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
13098                                     tsubst_flags_t complain,
13099                                     tree in_decl)
13100 {
13101   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
13102     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
13103                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
13104   else
13105     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
13106                                /*function_p=*/false,
13107                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
13108
13109   return t;
13110 }
13111
13112 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
13113    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
13114
13115 tree
13116 tsubst_copy_and_build (tree t,
13117                        tree args,
13118                        tsubst_flags_t complain,
13119                        tree in_decl,
13120                        bool function_p,
13121                        bool integral_constant_expression_p)
13122 {
13123 #define RECUR(NODE)                                             \
13124   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
13125                          /*function_p=*/false,                  \
13126                          integral_constant_expression_p)
13127
13128   tree op1;
13129
13130   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
13131     return t;
13132
13133   switch (TREE_CODE (t))
13134     {
13135     case USING_DECL:
13136       t = DECL_NAME (t);
13137       /* Fall through.  */
13138     case IDENTIFIER_NODE:
13139       {
13140         tree decl;
13141         cp_id_kind idk;
13142         bool non_integral_constant_expression_p;
13143         const char *error_msg;
13144
13145         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
13146           {
13147             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13148             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
13149           }
13150
13151         /* Look up the name.  */
13152         decl = lookup_name (t);
13153
13154         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
13155            failure, not NULL_TREE.  */
13156         if (decl == NULL_TREE)
13157           decl = error_mark_node;
13158
13159         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
13160                                      &idk,
13161                                      integral_constant_expression_p,
13162           /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/(cxx_dialect >= cxx0x),
13163                                      &non_integral_constant_expression_p,
13164                                      /*template_p=*/false,
13165                                      /*done=*/true,
13166                                      /*address_p=*/false,
13167                                      /*template_arg_p=*/false,
13168                                      &error_msg,
13169                                      input_location);
13170         if (error_msg)
13171           error (error_msg);
13172         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
13173           {
13174             if (complain & tf_error)
13175               unqualified_name_lookup_error (decl);
13176             decl = error_mark_node;
13177           }
13178         return decl;
13179       }
13180
13181     case TEMPLATE_ID_EXPR:
13182       {
13183         tree object;
13184         tree templ = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13185         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
13186
13187         if (targs)
13188           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
13189
13190         if (TREE_CODE (templ) == COMPONENT_REF)
13191           {
13192             object = TREE_OPERAND (templ, 0);
13193             templ = TREE_OPERAND (templ, 1);
13194           }
13195         else
13196           object = NULL_TREE;
13197         templ = lookup_template_function (templ, targs);
13198
13199         if (object)
13200           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (templ),
13201                          object, templ, NULL_TREE);
13202         else
13203           return baselink_for_fns (templ);
13204       }
13205
13206     case INDIRECT_REF:
13207       {
13208         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13209
13210         if (REFERENCE_REF_P (t))
13211           {
13212             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
13213                such an indirect ref, but the substitution of the cast
13214                will have also added such an indirect ref.  */
13215             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
13216               r = convert_from_reference (r);
13217           }
13218         else
13219           r = build_x_indirect_ref (r, RO_UNARY_STAR, complain);
13220         return r;
13221       }
13222
13223     case NOP_EXPR:
13224       return build_nop
13225         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
13226          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
13227
13228     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
13229       {
13230         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13231         tree expr = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13232         int flags = LOOKUP_IMPLICIT;
13233         if (IMPLICIT_CONV_EXPR_DIRECT_INIT (t))
13234           flags = LOOKUP_NORMAL;
13235         return perform_implicit_conversion_flags (type, expr, complain,
13236                                                   flags);
13237       }
13238
13239     case CONVERT_EXPR:
13240       return build1
13241         (CONVERT_EXPR,
13242          tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
13243          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
13244
13245     case CAST_EXPR:
13246     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
13247     case CONST_CAST_EXPR:
13248     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
13249     case STATIC_CAST_EXPR:
13250       {
13251         tree type;
13252         tree op;
13253
13254         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13255         if (integral_constant_expression_p
13256             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
13257           {
13258             if (complain & tf_error)
13259               error ("a cast to a type other than an integral or "
13260                      "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
13261             return error_mark_node; 
13262           }
13263
13264         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13265
13266         switch (TREE_CODE (t))
13267           {
13268           case CAST_EXPR:
13269             return build_functional_cast (type, op, complain);
13270           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
13271             return build_reinterpret_cast (type, op, complain);
13272           case CONST_CAST_EXPR:
13273             return build_const_cast (type, op, complain);
13274           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
13275             return build_dynamic_cast (type, op, complain);
13276           case STATIC_CAST_EXPR:
13277             return build_static_cast (type, op, complain);
13278           default:
13279             gcc_unreachable ();
13280           }
13281       }
13282
13283     case POSTDECREMENT_EXPR:
13284     case POSTINCREMENT_EXPR:
13285       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13286                                                 args, complain, in_decl);
13287       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1, complain);
13288
13289     case PREDECREMENT_EXPR:
13290     case PREINCREMENT_EXPR:
13291     case NEGATE_EXPR:
13292     case BIT_NOT_EXPR:
13293     case ABS_EXPR:
13294     case TRUTH_NOT_EXPR:
13295     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
13296     case REALPART_EXPR:
13297     case IMAGPART_EXPR:
13298       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13299                                complain);
13300
13301     case FIX_TRUNC_EXPR:
13302       return cp_build_unary_op (FIX_TRUNC_EXPR, RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13303                                 0, complain);
13304
13305     case ADDR_EXPR:
13306       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13307       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
13308         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1),
13309                                           EXPR_LOCATION (op1));
13310       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
13311         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
13312                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
13313       else
13314         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
13315                                                   in_decl);
13316       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1, complain);
13317
13318     case PLUS_EXPR:
13319     case MINUS_EXPR:
13320     case MULT_EXPR:
13321     case TRUNC_DIV_EXPR:
13322     case CEIL_DIV_EXPR:
13323     case FLOOR_DIV_EXPR:
13324     case ROUND_DIV_EXPR:
13325     case EXACT_DIV_EXPR:
13326     case BIT_AND_EXPR:
13327     case BIT_IOR_EXPR:
13328     case BIT_XOR_EXPR:
13329     case TRUNC_MOD_EXPR:
13330     case FLOOR_MOD_EXPR:
13331     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
13332     case TRUTH_ORIF_EXPR:
13333     case TRUTH_AND_EXPR:
13334     case TRUTH_OR_EXPR:
13335     case RSHIFT_EXPR:
13336     case LSHIFT_EXPR:
13337     case RROTATE_EXPR:
13338     case LROTATE_EXPR:
13339     case EQ_EXPR:
13340     case NE_EXPR:
13341     case MAX_EXPR:
13342     case MIN_EXPR:
13343     case LE_EXPR:
13344     case GE_EXPR:
13345     case LT_EXPR:
13346     case GT_EXPR:
13347     case MEMBER_REF:
13348     case DOTSTAR_EXPR:
13349       {
13350         tree r = build_x_binary_op
13351           (TREE_CODE (t),
13352            RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13353            (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 0))
13354             ? ERROR_MARK
13355             : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0))),
13356            RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13357            (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 1))
13358             ? ERROR_MARK
13359             : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1))),
13360            /*overload=*/NULL,
13361            complain);
13362         if (EXPR_P (r) && TREE_NO_WARNING (t))
13363           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
13364         return r;
13365       }
13366
13367     case SCOPE_REF:
13368       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
13369                                   /*address_p=*/false);
13370     case ARRAY_REF:
13371       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13372                                                 args, complain, in_decl);
13373       return build_x_array_ref (op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)), complain);
13374
13375     case SIZEOF_EXPR:
13376       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
13377         return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
13378       /* Fall through */
13379       
13380     case ALIGNOF_EXPR:
13381       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13382       if (!args)
13383         {
13384           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
13385              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
13386              the substitutions may not work.  */
13387           if (!TYPE_P (op1))
13388             op1 = TREE_TYPE (op1);
13389         }
13390       else
13391         {
13392           ++cp_unevaluated_operand;
13393           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13394           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13395                                        /*function_p=*/false,
13396                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
13397           --cp_unevaluated_operand;
13398           --c_inhibit_evaluation_warnings;
13399         }
13400       if (TYPE_P (op1))
13401         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), 
13402                                            complain & tf_error);
13403       else
13404         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t), 
13405                                            complain & tf_error);
13406
13407     case AT_ENCODE_EXPR:
13408       {
13409         op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13410         ++cp_unevaluated_operand;
13411         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13412         op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13413                                      /*function_p=*/false,
13414                                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
13415         --cp_unevaluated_operand;
13416         --c_inhibit_evaluation_warnings;
13417         return objc_build_encode_expr (op1);
13418       }
13419
13420     case NOEXCEPT_EXPR:
13421       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13422       ++cp_unevaluated_operand;
13423       ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13424       op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13425                                    /*function_p=*/false,
13426                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
13427       --cp_unevaluated_operand;
13428       --c_inhibit_evaluation_warnings;
13429       return finish_noexcept_expr (op1, complain);
13430
13431     case MODOP_EXPR:
13432       {
13433         tree r = build_x_modify_expr
13434           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13435            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
13436            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
13437            complain);
13438         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
13439            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
13440            than plain assignment.  In the former case, it was already
13441            set and must be copied.  In the latter case,
13442            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
13443            here.  */
13444         if (TREE_NO_WARNING (t))
13445           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
13446         return r;
13447       }
13448
13449     case ARROW_EXPR:
13450       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13451                                                 args, complain, in_decl);
13452       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
13453       if (DECL_P (op1))
13454         mark_used (op1);
13455       return build_x_arrow (op1);
13456
13457     case NEW_EXPR:
13458       {
13459         tree placement = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13460         tree init = RECUR (TREE_OPERAND (t, 3));
13461         VEC(tree,gc) *placement_vec;
13462         VEC(tree,gc) *init_vec;
13463         tree ret;
13464
13465         if (placement == NULL_TREE)
13466           placement_vec = NULL;
13467         else
13468           {
13469             placement_vec = make_tree_vector ();
13470             for (; placement != NULL_TREE; placement = TREE_CHAIN (placement))
13471               VEC_safe_push (tree, gc, placement_vec, TREE_VALUE (placement));
13472           }
13473
13474         /* If there was an initializer in the original tree, but it
13475            instantiated to an empty list, then we should pass a
13476            non-NULL empty vector to tell build_new that it was an
13477            empty initializer() rather than no initializer.  This can
13478            only happen when the initializer is a pack expansion whose
13479            parameter packs are of length zero.  */
13480         if (init == NULL_TREE && TREE_OPERAND (t, 3) == NULL_TREE)
13481           init_vec = NULL;
13482         else
13483           {
13484             init_vec = make_tree_vector ();
13485             if (init == void_zero_node)
13486               gcc_assert (init_vec != NULL);
13487             else
13488               {
13489                 for (; init != NULL_TREE; init = TREE_CHAIN (init))
13490                   VEC_safe_push (tree, gc, init_vec, TREE_VALUE (init));
13491               }
13492           }
13493
13494         ret = build_new (&placement_vec,
13495                          tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
13496                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
13497                          &init_vec,
13498                          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t),
13499                          complain);
13500
13501         if (placement_vec != NULL)
13502           release_tree_vector (placement_vec);
13503         if (init_vec != NULL)
13504           release_tree_vector (init_vec);
13505
13506         return ret;
13507       }
13508
13509     case DELETE_EXPR:
13510      return delete_sanity
13511        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13512         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13513         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
13514         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t),
13515         complain);
13516
13517     case COMPOUND_EXPR:
13518       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13519                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13520                                     complain);
13521
13522     case CALL_EXPR:
13523       {
13524         tree function;
13525         VEC(tree,gc) *call_args;
13526         unsigned int nargs, i;
13527         bool qualified_p;
13528         bool koenig_p;
13529         tree ret;
13530
13531         function = CALL_EXPR_FN (t);
13532         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
13533            not Koenig lookup should be performed.  */
13534         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
13535         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
13536           {
13537             qualified_p = true;
13538             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
13539                                             /*done=*/false,
13540                                             /*address_p=*/false);
13541           }
13542         else if (koenig_p && TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13543           {
13544             /* Do nothing; calling tsubst_copy_and_build on an identifier
13545                would incorrectly perform unqualified lookup again.
13546
13547                Note that we can also have an IDENTIFIER_NODE if the earlier
13548                unqualified lookup found a member function; in that case
13549                koenig_p will be false and we do want to do the lookup
13550                again to find the instantiated member function.
13551
13552                FIXME but doing that causes c++/15272, so we need to stop
13553                using IDENTIFIER_NODE in that situation.  */
13554             qualified_p = false;
13555           }
13556         else
13557           {
13558             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
13559               {
13560                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
13561
13562                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
13563                                || (BASELINK_P (op)
13564                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
13565               }
13566             else
13567               qualified_p = false;
13568
13569             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
13570                                               in_decl,
13571                                               !qualified_p,
13572                                               integral_constant_expression_p);
13573
13574             if (BASELINK_P (function))
13575               qualified_p = true;
13576           }
13577
13578         nargs = call_expr_nargs (t);
13579         call_args = make_tree_vector ();
13580         for (i = 0; i < nargs; ++i)
13581           {
13582             tree arg = CALL_EXPR_ARG (t, i);
13583
13584             if (!PACK_EXPANSION_P (arg))
13585               VEC_safe_push (tree, gc, call_args,
13586                              RECUR (CALL_EXPR_ARG (t, i)));
13587             else
13588               {
13589                 /* Expand the pack expansion and push each entry onto
13590                    CALL_ARGS.  */
13591                 arg = tsubst_pack_expansion (arg, args, complain, in_decl);
13592                 if (TREE_CODE (arg) == TREE_VEC)
13593                   {
13594                     unsigned int len, j;
13595
13596                     len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
13597                     for (j = 0; j < len; ++j)
13598                       {
13599                         tree value = TREE_VEC_ELT (arg, j);
13600                         if (value != NULL_TREE)
13601                           value = convert_from_reference (value);
13602                         VEC_safe_push (tree, gc, call_args, value);
13603                       }
13604                   }
13605                 else
13606                   {
13607                     /* A partial substitution.  Add one entry.  */
13608                     VEC_safe_push (tree, gc, call_args, arg);
13609                   }
13610               }
13611           }
13612
13613         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
13614            lookup finds a non-function, in accordance with the
13615            expected resolution of DR 218.  */
13616         if (koenig_p
13617             && ((is_overloaded_fn (function)
13618                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
13619                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
13620                     to denote the function.  */
13621                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
13622                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13623             /* Only do this when substitution turns a dependent call
13624                into a non-dependent call.  */
13625             && type_dependent_expression_p_push (t)
13626             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
13627           function = perform_koenig_lookup (function, call_args, false,
13628                                             tf_none);
13629
13630         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE
13631             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
13632           {
13633             if (koenig_p && (complain & tf_warning_or_error))
13634               {
13635                 /* For backwards compatibility and good diagnostics, try
13636                    the unqualified lookup again if we aren't in SFINAE
13637                    context.  */
13638                 tree unq = (tsubst_copy_and_build
13639                             (function, args, complain, in_decl, true,
13640                              integral_constant_expression_p));
13641                 if (unq == error_mark_node)
13642                   return error_mark_node;
13643
13644                 if (unq != function)
13645                   {
13646                     tree fn = unq;
13647                     if (TREE_CODE (fn) == INDIRECT_REF)
13648                       fn = TREE_OPERAND (fn, 0);
13649                     if (TREE_CODE (fn) == COMPONENT_REF)
13650                       fn = TREE_OPERAND (fn, 1);
13651                     if (is_overloaded_fn (fn))
13652                       fn = get_first_fn (fn);
13653                     permerror (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13654                                "%qD was not declared in this scope, "
13655                                "and no declarations were found by "
13656                                "argument-dependent lookup at the point "
13657                                "of instantiation", function);
13658                     if (!DECL_P (fn))
13659                       /* Can't say anything more.  */;
13660                     else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (fn))
13661                       {
13662                         inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13663                                 "declarations in dependent base %qT are "
13664                                 "not found by unqualified lookup",
13665                                 DECL_CLASS_CONTEXT (fn));
13666                         if (current_class_ptr)
13667                           inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13668                                   "use %<this->%D%> instead", function);
13669                         else
13670                           inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13671                                   "use %<%T::%D%> instead",
13672                                   current_class_name, function);
13673                       }
13674                     else
13675                       inform (0, "%q+D declared here, later in the "
13676                                 "translation unit", fn);
13677                     function = unq;
13678                   }
13679               }
13680             if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13681               {
13682                 unqualified_name_lookup_error (function);
13683                 release_tree_vector (call_args);
13684                 return error_mark_node;
13685               }
13686           }
13687
13688         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
13689         if (DECL_P (function))
13690           mark_used (function);
13691
13692         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
13693           ret = build_offset_ref_call_from_tree (function, &call_args);
13694         else if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
13695           {
13696             tree instance = TREE_OPERAND (function, 0);
13697             tree fn = TREE_OPERAND (function, 1);
13698
13699             if (processing_template_decl
13700                 && (type_dependent_expression_p (instance)
13701                     || (!BASELINK_P (fn)
13702                         && TREE_CODE (fn) != FIELD_DECL)
13703                     || type_dependent_expression_p (fn)
13704                     || any_type_dependent_arguments_p (call_args)))
13705               ret = build_nt_call_vec (function, call_args);
13706             else if (!BASELINK_P (fn))
13707               ret = finish_call_expr (function, &call_args,
13708                                        /*disallow_virtual=*/false,
13709                                        /*koenig_p=*/false,
13710                                        complain);
13711             else
13712               ret = (build_new_method_call
13713                       (instance, fn,
13714                        &call_args, NULL_TREE,
13715                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
13716                        /*fn_p=*/NULL,
13717                        complain));
13718           }
13719         else
13720           ret = finish_call_expr (function, &call_args,
13721                                   /*disallow_virtual=*/qualified_p,
13722                                   koenig_p,
13723                                   complain);
13724
13725         release_tree_vector (call_args);
13726
13727         return ret;
13728       }
13729
13730     case COND_EXPR:
13731       return build_x_conditional_expr
13732         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13733          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13734          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
13735          complain);
13736
13737     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
13738       return finish_pseudo_destructor_expr
13739         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13740          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13741          tsubst (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
13742
13743     case TREE_LIST:
13744       {
13745         tree purpose, value, chain;
13746
13747         if (t == void_list_node)
13748           return t;
13749
13750         if ((TREE_PURPOSE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_PURPOSE (t)))
13751             || (TREE_VALUE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (t))))
13752           {
13753             /* We have pack expansions, so expand those and
13754                create a new list out of it.  */
13755             tree purposevec = NULL_TREE;
13756             tree valuevec = NULL_TREE;
13757             tree chain;
13758             int i, len = -1;
13759
13760             /* Expand the argument expressions.  */
13761             if (TREE_PURPOSE (t))
13762               purposevec = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), args,
13763                                                  complain, in_decl);
13764             if (TREE_VALUE (t))
13765               valuevec = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (t), args,
13766                                                complain, in_decl);
13767
13768             /* Build the rest of the list.  */
13769             chain = TREE_CHAIN (t);
13770             if (chain && chain != void_type_node)
13771               chain = RECUR (chain);
13772
13773             /* Determine the number of arguments.  */
13774             if (purposevec && TREE_CODE (purposevec) == TREE_VEC)
13775               {
13776                 len = TREE_VEC_LENGTH (purposevec);
13777                 gcc_assert (!valuevec || len == TREE_VEC_LENGTH (valuevec));
13778               }
13779             else if (TREE_CODE (valuevec) == TREE_VEC)
13780               len = TREE_VEC_LENGTH (valuevec);
13781             else
13782               {
13783                 /* Since we only performed a partial substitution into
13784                    the argument pack, we only return a single list
13785                    node.  */
13786                 if (purposevec == TREE_PURPOSE (t)
13787                     && valuevec == TREE_VALUE (t)
13788                     && chain == TREE_CHAIN (t))
13789                   return t;
13790
13791                 return tree_cons (purposevec, valuevec, chain);
13792               }
13793             
13794             /* Convert the argument vectors into a TREE_LIST */
13795             i = len;
13796             while (i > 0)
13797               {
13798                 /* Grab the Ith values.  */
13799                 i--;
13800                 purpose = purposevec ? TREE_VEC_ELT (purposevec, i) 
13801                                      : NULL_TREE;
13802                 value 
13803                   = valuevec ? convert_from_reference (TREE_VEC_ELT (valuevec, i)) 
13804                              : NULL_TREE;
13805
13806                 /* Build the list (backwards).  */
13807                 chain = tree_cons (purpose, value, chain);
13808               }
13809
13810             return chain;
13811           }
13812
13813         purpose = TREE_PURPOSE (t);
13814         if (purpose)
13815           purpose = RECUR (purpose);
13816         value = TREE_VALUE (t);
13817         if (value)
13818           value = RECUR (value);
13819         chain = TREE_CHAIN (t);
13820         if (chain && chain != void_type_node)
13821           chain = RECUR (chain);
13822         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
13823             && value == TREE_VALUE (t)
13824             && chain == TREE_CHAIN (t))
13825           return t;
13826         return tree_cons (purpose, value, chain);
13827       }
13828
13829     case COMPONENT_REF:
13830       {
13831         tree object;
13832         tree object_type;
13833         tree member;
13834
13835         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13836                                                      args, complain, in_decl);
13837         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
13838         if (DECL_P (object))
13839           mark_used (object);
13840         object_type = TREE_TYPE (object);
13841
13842         member = TREE_OPERAND (t, 1);
13843         if (BASELINK_P (member))
13844           member = tsubst_baselink (member,
13845                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
13846                                     args, complain, in_decl);
13847         else
13848           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
13849         if (member == error_mark_node)
13850           return error_mark_node;
13851
13852         if (type_dependent_expression_p (object))
13853           /* We can't do much here.  */;
13854         else if (!CLASS_TYPE_P (object_type))
13855           {
13856             if (SCALAR_TYPE_P (object_type))
13857               {
13858                 tree s = NULL_TREE;
13859                 tree dtor = member;
13860
13861                 if (TREE_CODE (dtor) == SCOPE_REF)
13862                   {
13863                     s = TREE_OPERAND (dtor, 0);
13864                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 1);
13865                   }
13866                 if (TREE_CODE (dtor) == BIT_NOT_EXPR)
13867                   {
13868                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 0);
13869                     if (TYPE_P (dtor))
13870                       return finish_pseudo_destructor_expr (object, s, dtor);
13871                   }
13872               }
13873           }
13874         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
13875                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13876           {
13877             /* Lookup the template functions now that we know what the
13878                scope is.  */
13879             tree scope = TREE_OPERAND (member, 0);
13880             tree tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
13881             tree args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
13882             member = lookup_qualified_name (scope, tmpl,
13883                                             /*is_type_p=*/false,
13884                                             /*complain=*/false);
13885             if (BASELINK_P (member))
13886               {
13887                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
13888                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
13889                               args);
13890                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
13891                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
13892                            object_type));
13893               }
13894             else
13895               {
13896                 qualified_name_lookup_error (scope, tmpl, member,
13897                                              input_location);
13898                 return error_mark_node;
13899               }
13900           }
13901         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
13902                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
13903                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
13904           {
13905             if (complain & tf_error)
13906               {
13907                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
13908                   error ("%qT is not a class or namespace",
13909                          TREE_OPERAND (member, 0));
13910                 else
13911                   error ("%qD is not a class or namespace",
13912                          TREE_OPERAND (member, 0));
13913               }
13914             return error_mark_node;
13915           }
13916         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
13917           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
13918
13919         return finish_class_member_access_expr (object, member,
13920                                                 /*template_p=*/false,
13921                                                 complain);
13922       }
13923
13924     case THROW_EXPR:
13925       return build_throw
13926         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
13927
13928     case CONSTRUCTOR:
13929       {
13930         VEC(constructor_elt,gc) *n;
13931         constructor_elt *ce;
13932         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
13933         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13934         bool process_index_p;
13935         int newlen;
13936         bool need_copy_p = false;
13937         tree r;
13938
13939         if (type == error_mark_node)
13940           return error_mark_node;
13941
13942         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
13943         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
13944           return t;
13945
13946         /* We do not want to process the index of aggregate
13947            initializers as they are identifier nodes which will be
13948            looked up by digest_init.  */
13949         process_index_p = !(type && MAYBE_CLASS_TYPE_P (type));
13950
13951         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
13952         newlen = VEC_length (constructor_elt, n);
13953         FOR_EACH_VEC_ELT (constructor_elt, n, idx, ce)
13954           {
13955             if (ce->index && process_index_p)
13956               ce->index = RECUR (ce->index);
13957
13958             if (PACK_EXPANSION_P (ce->value))
13959               {
13960                 /* Substitute into the pack expansion.  */
13961                 ce->value = tsubst_pack_expansion (ce->value, args, complain,
13962                                                   in_decl);
13963
13964                 if (ce->value == error_mark_node
13965                     || PACK_EXPANSION_P (ce->value))
13966                   ;
13967                 else if (TREE_VEC_LENGTH (ce->value) == 1)
13968                   /* Just move the argument into place.  */
13969                   ce->value = TREE_VEC_ELT (ce->value, 0);
13970                 else
13971                   {
13972                     /* Update the length of the final CONSTRUCTOR
13973                        arguments vector, and note that we will need to
13974                        copy.*/
13975                     newlen = newlen + TREE_VEC_LENGTH (ce->value) - 1;
13976                     need_copy_p = true;
13977                   }
13978               }
13979             else
13980               ce->value = RECUR (ce->value);
13981           }
13982
13983         if (need_copy_p)
13984           {
13985             VEC(constructor_elt,gc) *old_n = n;
13986
13987             n = VEC_alloc (constructor_elt, gc, newlen);
13988             FOR_EACH_VEC_ELT (constructor_elt, old_n, idx, ce)
13989               {
13990                 if (TREE_CODE (ce->value) == TREE_VEC)
13991                   {
13992                     int i, len = TREE_VEC_LENGTH (ce->value);
13993                     for (i = 0; i < len; ++i)
13994                       CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0,
13995                                               TREE_VEC_ELT (ce->value, i));
13996                   }
13997                 else
13998                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0, ce->value);
13999               }
14000           }
14001
14002         r = build_constructor (init_list_type_node, n);
14003         CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (r) = CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (t);
14004
14005         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
14006           return finish_compound_literal (type, r, complain);
14007
14008         TREE_TYPE (r) = type;
14009         return r;
14010       }
14011
14012     case TYPEID_EXPR:
14013       {
14014         tree operand_0 = TREE_OPERAND (t, 0);
14015         if (TYPE_P (operand_0))
14016           {
14017             operand_0 = tsubst (operand_0, args, complain, in_decl);
14018             return get_typeid (operand_0);
14019           }
14020         else
14021           {
14022             operand_0 = RECUR (operand_0);
14023             return build_typeid (operand_0);
14024           }
14025       }
14026
14027     case VAR_DECL:
14028       if (!args)
14029         return t;
14030       /* Fall through */
14031
14032     case PARM_DECL:
14033       {
14034         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14035
14036         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
14037           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
14038              the appropriate INDIRECT_REF.  */
14039           r = convert_from_reference (r);
14040         return r;
14041       }
14042
14043     case VA_ARG_EXPR:
14044       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
14045                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
14046
14047     case OFFSETOF_EXPR:
14048       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
14049
14050     case TRAIT_EXPR:
14051       {
14052         tree type1 = tsubst_copy (TRAIT_EXPR_TYPE1 (t), args,
14053                                   complain, in_decl);
14054
14055         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (t);
14056         if (type2)
14057           type2 = tsubst_copy (type2, args, complain, in_decl);
14058         
14059         return finish_trait_expr (TRAIT_EXPR_KIND (t), type1, type2);
14060       }
14061
14062     case STMT_EXPR:
14063       {
14064         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
14065         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
14066
14067         cur_stmt_expr = stmt_expr;
14068         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
14069                      integral_constant_expression_p);
14070         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
14071         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
14072
14073         /* If the resulting list of expression statement is empty,
14074            fold it further into void_zero_node.  */
14075         if (empty_expr_stmt_p (stmt_expr))
14076           stmt_expr = void_zero_node;
14077
14078         return stmt_expr;
14079       }
14080
14081     case CONST_DECL:
14082       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14083       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
14084          to their underlying values.  */
14085       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && !processing_template_decl)
14086         {
14087           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
14088           return DECL_INITIAL (t);
14089         }
14090       return t;
14091
14092     case LAMBDA_EXPR:
14093       {
14094         tree r = build_lambda_expr ();
14095
14096         tree type = tsubst (LAMBDA_EXPR_CLOSURE (t), args, complain, NULL_TREE);
14097         LAMBDA_EXPR_CLOSURE (r) = type;
14098         CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type) = r;
14099
14100         LAMBDA_EXPR_LOCATION (r)
14101           = LAMBDA_EXPR_LOCATION (t);
14102         LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (r)
14103           = LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (t);
14104         LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (r) = LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (t);
14105         LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (r)
14106           = (LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (t));
14107         LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (r)
14108           = RECUR (LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (t));
14109         if (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t) == dependent_lambda_return_type_node)
14110           {
14111             LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (r) = dependent_lambda_return_type_node;
14112             LAMBDA_EXPR_DEDUCE_RETURN_TYPE_P (r) = true;
14113           }
14114         else
14115           LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (r)
14116             = tsubst (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
14117
14118         gcc_assert (LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (t) == NULL_TREE
14119                     && LAMBDA_EXPR_PENDING_PROXIES (t) == NULL);
14120
14121         /* Do this again now that LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE is set.  */
14122         determine_visibility (TYPE_NAME (type));
14123         /* Now that we know visibility, instantiate the type so we have a
14124            declaration of the op() for later calls to lambda_function.  */
14125         complete_type (type);
14126
14127         /* The capture list refers to closure members, so this needs to
14128            wait until after we finish instantiating the type.  Also keep
14129            any captures that may have been added during instantiation.  */
14130         LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (r)
14131           = chainon (RECUR (LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (t)),
14132                      LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (r));
14133         LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (r) = NULL_TREE;
14134
14135         return build_lambda_object (r);
14136       }
14137
14138     case TARGET_EXPR:
14139       /* We can get here for a constant initializer of non-dependent type.
14140          FIXME stop folding in cp_parser_initializer_clause.  */
14141       {
14142         tree r = get_target_expr (RECUR (TARGET_EXPR_INITIAL (t)));
14143         return r;
14144       }
14145
14146     case TRANSACTION_EXPR:
14147       return tsubst_expr(t, args, complain, in_decl,
14148              integral_constant_expression_p);
14149
14150     default:
14151       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
14152       {
14153         tree subst
14154           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
14155                                          in_decl, /*function_p=*/false);
14156         if (subst)
14157           return subst;
14158       }
14159       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14160     }
14161
14162 #undef RECUR
14163 }
14164
14165 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
14166    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
14167    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
14168    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
14169
14170 static bool
14171 check_instantiated_arg (tree tmpl, tree t, tsubst_flags_t complain)
14172 {
14173   if (ARGUMENT_PACK_P (t))
14174     {
14175       tree vec = ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
14176       int len = TREE_VEC_LENGTH (vec);
14177       bool result = false;
14178       int i;
14179
14180       for (i = 0; i < len; ++i)
14181         if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (vec, i), complain))
14182           result = true;
14183       return result;
14184     }
14185   else if (TYPE_P (t))
14186     {
14187       /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
14188          of a class or enumeration declared in a local scope)
14189          shall not be used to declare an entity with linkage.
14190          This implies that names with no linkage cannot be used as
14191          template arguments
14192
14193          DR 757 relaxes this restriction for C++0x.  */
14194       tree nt = (cxx_dialect > cxx98 ? NULL_TREE
14195                  : no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false));
14196
14197       if (nt)
14198         {
14199           /* DR 488 makes use of a type with no linkage cause
14200              type deduction to fail.  */
14201           if (complain & tf_error)
14202             {
14203               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
14204                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
14205               else
14206                 error ("template argument for %qD uses local type %qT",
14207                        tmpl, t);
14208             }
14209           return true;
14210         }
14211       /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
14212          allow variably-modified types as template arguments.  */
14213       else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
14214         {
14215           if (complain & tf_error)
14216             error ("%qT is a variably modified type", t);
14217           return true;
14218         }
14219     }
14220   /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
14221      constant.  */
14222   else if (TREE_TYPE (t)
14223            && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
14224            && !TREE_CONSTANT (t))
14225     {
14226       if (complain & tf_error)
14227         error ("integral expression %qE is not constant", t);
14228       return true;
14229     }
14230   return false;
14231 }
14232
14233 static bool
14234 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
14235 {
14236   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
14237   bool result = false;
14238
14239   for (ix = 0; ix != len; ix++)
14240     {
14241       if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (args, ix), complain))
14242         result = true;
14243     }
14244   if (result && (complain & tf_error))
14245     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
14246   return result;
14247 }
14248
14249 /* In C++0x, it's possible to have a function template whose type depends
14250    on itself recursively.  This is most obvious with decltype, but can also
14251    occur with enumeration scope (c++/48969).  So we need to catch infinite
14252    recursion and reject the substitution at deduction time; this function
14253    will return error_mark_node for any repeated substitution.
14254
14255    This also catches excessive recursion such as when f<N> depends on
14256    f<N-1> across all integers, and returns error_mark_node for all the
14257    substitutions back up to the initial one.
14258
14259    This is, of course, not reentrant.  */
14260
14261 static tree
14262 deduction_tsubst_fntype (tree fn, tree targs, tsubst_flags_t complain)
14263 {
14264   static bool excessive_deduction_depth;
14265   static int deduction_depth;
14266   struct pending_template *old_last_pend = last_pending_template;
14267   struct tinst_level *old_error_tinst = last_error_tinst_level;
14268
14269   tree fntype = TREE_TYPE (fn);
14270   tree tinst;
14271   tree r;
14272
14273   if (excessive_deduction_depth)
14274     return error_mark_node;
14275
14276   tinst = build_tree_list (fn, targs);
14277   if (!push_tinst_level (tinst))
14278     {
14279       excessive_deduction_depth = true;
14280       ggc_free (tinst);
14281       return error_mark_node;
14282     }
14283
14284   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
14285   ++deduction_depth;
14286   push_deduction_access_scope (fn);
14287   r = tsubst (fntype, targs, complain, NULL_TREE);
14288   pop_deduction_access_scope (fn);
14289   --deduction_depth;
14290
14291   if (excessive_deduction_depth)
14292     {
14293       r = error_mark_node;
14294       if (deduction_depth == 0)
14295         /* Reset once we're all the way out.  */
14296         excessive_deduction_depth = false;
14297     }
14298
14299   pop_tinst_level ();
14300   /* We can't free this if a pending_template entry or last_error_tinst_level
14301      is pointing at it.  */
14302   if (last_pending_template == old_last_pend
14303       && last_error_tinst_level == old_error_tinst)
14304     ggc_free (tinst);
14305   return r;
14306 }
14307
14308 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
14309    the template arguments in TARG_PTR.  */
14310
14311 static tree
14312 instantiate_template_1 (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
14313 {
14314   tree targ_ptr = orig_args;
14315   tree fndecl;
14316   tree gen_tmpl;
14317   tree spec;
14318
14319   if (tmpl == error_mark_node)
14320     return error_mark_node;
14321
14322   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
14323
14324   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
14325   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
14326     {
14327       tree spec;
14328       tree clone;
14329
14330       /* Use DECL_ABSTRACT_ORIGIN because only FUNCTION_DECLs have
14331          DECL_CLONED_FUNCTION.  */
14332       spec = instantiate_template (DECL_ABSTRACT_ORIGIN (tmpl),
14333                                    targ_ptr, complain);
14334       if (spec == error_mark_node)
14335         return error_mark_node;
14336
14337       /* Look for the clone.  */
14338       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
14339         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
14340           return clone;
14341       /* We should always have found the clone by now.  */
14342       gcc_unreachable ();
14343       return NULL_TREE;
14344     }
14345
14346   /* Check to see if we already have this specialization.  */
14347   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
14348   if (tmpl != gen_tmpl)
14349     /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
14350        arguments we must add the arguments used to perform the
14351        partial instantiation.  */
14352     targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
14353                                             targ_ptr);
14354
14355   /* It would be nice to avoid hashing here and then again in tsubst_decl,
14356      but it doesn't seem to be on the hot path.  */
14357   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr, 0);
14358
14359   gcc_assert (tmpl == gen_tmpl
14360               || ((fndecl = retrieve_specialization (tmpl, orig_args, 0))
14361                   == spec)
14362               || fndecl == NULL_TREE);
14363
14364   if (spec != NULL_TREE)
14365     return spec;
14366
14367   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
14368                                complain))
14369     return error_mark_node;
14370
14371   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
14372      parameters and return types have to be checked.  However this
14373      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
14374      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
14375      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
14376   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
14377
14378   /* Instantiation of the function happens in the context of the function
14379      template, not the context of the overload resolution we're doing.  */
14380   push_to_top_level ();
14381   if (DECL_CLASS_SCOPE_P (gen_tmpl))
14382     {
14383       tree ctx = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), targ_ptr,
14384                          complain, gen_tmpl);
14385       push_nested_class (ctx);
14386     }
14387   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
14388   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
14389                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
14390   if (DECL_CLASS_SCOPE_P (gen_tmpl))
14391     pop_nested_class ();
14392   pop_from_top_level ();
14393
14394   if (fndecl == error_mark_node)
14395     return error_mark_node;
14396
14397   /* Now we know the specialization, compute access previously
14398      deferred.  */
14399   push_access_scope (fndecl);
14400
14401   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
14402      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
14403      added to the template at parsing time. Let's get those and perfom
14404      the acces checks then.  */
14405   perform_typedefs_access_check (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl), targ_ptr);
14406   perform_deferred_access_checks ();
14407   pop_access_scope (fndecl);
14408   pop_deferring_access_checks ();
14409
14410   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
14411      template, not the most general template.  */
14412   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
14413
14414   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
14415      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
14416      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
14417      instantiating the template clones.  */
14418   if (DECL_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (DECL_CHAIN (gen_tmpl)))
14419     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
14420
14421   return fndecl;
14422 }
14423
14424 /* Wrapper for instantiate_template_1.  */
14425
14426 tree
14427 instantiate_template (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
14428 {
14429   tree ret;
14430   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
14431   ret = instantiate_template_1 (tmpl, orig_args,  complain);
14432   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
14433   return ret;
14434 }
14435
14436 /* We're going to do deduction substitution on the type of TMPL, a function
14437    template.  In C++11 mode, push into that access scope.  In C++03 mode,
14438    disable access checking.  */
14439
14440 static void
14441 push_deduction_access_scope (tree tmpl)
14442 {
14443   if (cxx_dialect >= cxx0x)
14444     {
14445       int ptd = processing_template_decl;
14446       push_access_scope (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
14447       /* Preserve processing_template_decl across push_to_top_level.  */
14448       if (ptd && !processing_template_decl)
14449         ++processing_template_decl;
14450     }
14451   else
14452     push_deferring_access_checks (dk_no_check);
14453 }
14454
14455 /* And pop back out.  */
14456
14457 static void
14458 pop_deduction_access_scope (tree tmpl)
14459 {
14460   if (cxx_dialect >= cxx0x)
14461     pop_access_scope (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
14462   else
14463     pop_deferring_access_checks ();
14464 }
14465
14466 /* PARM is a template parameter pack for FN.  Returns true iff
14467    PARM is used in a deducible way in the argument list of FN.  */
14468
14469 static bool
14470 pack_deducible_p (tree parm, tree fn)
14471 {
14472   tree t = FUNCTION_FIRST_USER_PARMTYPE (fn);
14473   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
14474     {
14475       tree type = TREE_VALUE (t);
14476       tree packs;
14477       if (!PACK_EXPANSION_P (type))
14478         continue;
14479       for (packs = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (type);
14480            packs; packs = TREE_CHAIN (packs))
14481         if (TREE_VALUE (packs) == parm)
14482           {
14483             /* The template parameter pack is used in a function parameter
14484                pack.  If this is the end of the parameter list, the
14485                template parameter pack is deducible.  */
14486             if (TREE_CHAIN (t) == void_list_node)
14487               return true;
14488             else
14489               /* Otherwise, not.  Well, it could be deduced from
14490                  a non-pack parameter, but doing so would end up with
14491                  a deduction mismatch, so don't bother.  */
14492               return false;
14493           }
14494     }
14495   /* The template parameter pack isn't used in any function parameter
14496      packs, but it might be used deeper, e.g. tuple<Args...>.  */
14497   return true;
14498 }
14499
14500 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  ARGS is an array with
14501    NARGS elements of the arguments that are being used when calling
14502    it.  TARGS is a vector into which the deduced template arguments
14503    are placed.
14504
14505    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
14506    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
14507    printed only for an incomplete match.
14508
14509    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
14510    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
14511
14512    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
14513    template-id.
14514
14515    The parameter STRICT is one of:
14516
14517    DEDUCE_CALL:
14518      We are deducing arguments for a function call, as in
14519      [temp.deduct.call].
14520
14521    DEDUCE_CONV:
14522      We are deducing arguments for a conversion function, as in
14523      [temp.deduct.conv].
14524
14525    DEDUCE_EXACT:
14526      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
14527      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
14528      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
14529      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
14530
14531 int
14532 fn_type_unification (tree fn,
14533                      tree explicit_targs,
14534                      tree targs,
14535                      const tree *args,
14536                      unsigned int nargs,
14537                      tree return_type,
14538                      unification_kind_t strict,
14539                      int flags,
14540                      bool explain_p)
14541 {
14542   tree parms;
14543   tree fntype;
14544   int result;
14545
14546   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
14547
14548   fntype = TREE_TYPE (fn);
14549   if (explicit_targs)
14550     {
14551       /* [temp.deduct]
14552
14553          The specified template arguments must match the template
14554          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
14555          must not be more arguments than there are parameters;
14556          otherwise type deduction fails.
14557
14558          Nontype arguments must match the types of the corresponding
14559          nontype template parameters, or must be convertible to the
14560          types of the corresponding nontype parameters as specified in
14561          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
14562
14563          All references in the function type of the function template
14564          to the corresponding template parameters are replaced by the
14565          specified template argument values.  If a substitution in a
14566          template parameter or in the function type of the function
14567          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
14568       tree tparms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn);
14569       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
14570       tree converted_args;
14571       bool incomplete = false;
14572
14573       if (explicit_targs == error_mark_node)
14574         return unify_invalid (explain_p);
14575
14576       converted_args
14577         = (coerce_template_parms (tparms, explicit_targs, NULL_TREE,
14578                                   (explain_p
14579                                    ? tf_warning_or_error
14580                                    : tf_none),
14581                                    /*require_all_args=*/false,
14582                                    /*use_default_args=*/false));
14583       if (converted_args == error_mark_node)
14584         return 1;
14585
14586       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
14587          necessary so that, for instance, explicitly declared function
14588          arguments can match null pointed constants.  If we were given
14589          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
14590          processing during substitution as we could create partial
14591          instantiations.  */
14592       for (i = 0; i < len; i++)
14593         {
14594           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
14595           bool parameter_pack = false;
14596           tree targ = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
14597
14598           /* Dig out the actual parm.  */
14599           if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
14600               || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
14601             {
14602               parm = TREE_TYPE (parm);
14603               parameter_pack = TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm);
14604             }
14605           else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
14606             {
14607               parm = DECL_INITIAL (parm);
14608               parameter_pack = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
14609             }
14610
14611           if (!parameter_pack && targ == NULL_TREE)
14612             /* No explicit argument for this template parameter.  */
14613             incomplete = true;
14614
14615           if (parameter_pack && pack_deducible_p (parm, fn))
14616             {
14617               /* Mark the argument pack as "incomplete". We could
14618                  still deduce more arguments during unification.
14619                  We remove this mark in type_unification_real.  */
14620               if (targ)
14621                 {
14622                   ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P(targ) = 1;
14623                   ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) 
14624                     = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
14625                 }
14626
14627               /* We have some incomplete argument packs.  */
14628               incomplete = true;
14629             }
14630         }
14631
14632       processing_template_decl += incomplete;
14633       fntype = deduction_tsubst_fntype (fn, converted_args,
14634                                         (explain_p
14635                                          ? tf_warning_or_error
14636                                          : tf_none));
14637       processing_template_decl -= incomplete;
14638
14639       if (fntype == error_mark_node)
14640         return 1;
14641
14642       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
14643       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
14644         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
14645     }
14646
14647   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
14648   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
14649
14650   if (return_type)
14651     {
14652       tree *new_args;
14653
14654       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
14655       new_args = XALLOCAVEC (tree, nargs + 1);
14656       new_args[0] = return_type;
14657       memcpy (new_args + 1, args, nargs * sizeof (tree));
14658       args = new_args;
14659       ++nargs;
14660     }
14661
14662   /* We allow incomplete unification without an error message here
14663      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
14664      callers must be ready to deal with unification failures in any
14665      event.  */
14666   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
14667                                   targs, parms, args, nargs, /*subr=*/0,
14668                                   strict, flags, explain_p);
14669
14670   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
14671      ensure that the arguments deduced for the template template
14672      parameters have compatible template parameter lists.  We cannot
14673      check this property before we have deduced all template
14674      arguments, because the template parameter types of a template
14675      template parameter might depend on prior template parameters
14676      deduced after the template template parameter.  The following
14677      ill-formed example illustrates this issue:
14678
14679        template<typename T, template<T> class C> void f(C<5>, T);
14680
14681        template<int N> struct X {};
14682
14683        void g() {
14684          f(X<5>(), 5l); // error: template argument deduction fails
14685        }
14686
14687      The template parameter list of 'C' depends on the template type
14688      parameter 'T', but 'C' is deduced to 'X' before 'T' is deduced to
14689      'long'.  Thus, we can't check that 'C' cannot bind to 'X' at the
14690      time that we deduce 'C'.  */
14691   if (result == 0
14692       && !template_template_parm_bindings_ok_p 
14693            (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), targs))
14694     return unify_inconsistent_template_template_parameters (explain_p);
14695
14696   if (result == 0)
14697     /* All is well so far.  Now, check:
14698
14699        [temp.deduct]
14700
14701        When all template arguments have been deduced, all uses of
14702        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
14703        the corresponding deduced argument values.  If the
14704        substitution results in an invalid type, as described above,
14705        type deduction fails.  */
14706     {
14707       tree substed = deduction_tsubst_fntype (fn, targs,
14708                                               (explain_p
14709                                                ? tf_warning_or_error
14710                                                : tf_none));
14711       if (substed == error_mark_node)
14712         return 1;
14713
14714       /* If we're looking for an exact match, check that what we got
14715          is indeed an exact match.  It might not be if some template
14716          parameters are used in non-deduced contexts.  But don't check
14717          for an exact match if we have dependent template arguments;
14718          in that case we're doing partial ordering, and we already know
14719          that we have two candidates that will provide the actual type.  */
14720       if (strict == DEDUCE_EXACT && !any_dependent_template_arguments_p (targs))
14721         {
14722           unsigned int i;
14723
14724           tree sarg
14725             = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (substed));
14726           if (return_type)
14727             sarg = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (substed), sarg);
14728           for (i = 0; i < nargs && sarg; ++i, sarg = TREE_CHAIN (sarg))
14729             if (!same_type_p (args[i], TREE_VALUE (sarg)))
14730               return unify_type_mismatch (explain_p, args[i],
14731                                           TREE_VALUE (sarg));
14732         }
14733     }
14734
14735   return result;
14736 }
14737
14738 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
14739    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
14740    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
14741    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
14742    the argument passed to the call, or the type of the value
14743    initialized with the result of the conversion function.
14744    ARG_EXPR is the original argument expression, which may be null.  */
14745
14746 static int
14747 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
14748                                   tree* parm,
14749                                   tree* arg,
14750                                   tree arg_expr)
14751 {
14752   int result = 0;
14753
14754   switch (strict)
14755     {
14756     case DEDUCE_CALL:
14757       break;
14758
14759     case DEDUCE_CONV:
14760       {
14761         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
14762            function; the handling is precisely symmetric since PARM
14763            will initialize ARG rather than vice versa.  */
14764         tree* temp = parm;
14765         parm = arg;
14766         arg = temp;
14767         break;
14768       }
14769
14770     case DEDUCE_EXACT:
14771       /* Core issue #873: Do the DR606 thing (see below) for these cases,
14772          too, but here handle it by stripping the reference from PARM
14773          rather than by adding it to ARG.  */
14774       if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
14775           && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
14776           && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14777           && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
14778           && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE
14779           && !TYPE_REF_IS_RVALUE (*arg))
14780         *parm = TREE_TYPE (*parm);
14781       /* Nothing else to do in this case.  */
14782       return 0;
14783
14784     default:
14785       gcc_unreachable ();
14786     }
14787
14788   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
14789     {
14790       /* [temp.deduct.call]
14791
14792          If P is not a reference type:
14793
14794          --If A is an array type, the pointer type produced by the
14795          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
14796          used in place of A for type deduction; otherwise,
14797
14798          --If A is a function type, the pointer type produced by
14799          the function-to-pointer standard conversion
14800          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
14801          otherwise,
14802
14803          --If A is a cv-qualified type, the top level
14804          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
14805          deduction.  */
14806       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
14807         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
14808       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
14809         *arg = build_pointer_type (*arg);
14810       else
14811         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
14812     }
14813
14814   /* From C++0x [14.8.2.1/3 temp.deduct.call] (after DR606), "If P is
14815      of the form T&&, where T is a template parameter, and the argument
14816      is an lvalue, T is deduced as A& */
14817   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
14818       && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
14819       && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14820       && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
14821       && (arg_expr ? real_lvalue_p (arg_expr)
14822           /* try_one_overload doesn't provide an arg_expr, but
14823              functions are always lvalues.  */
14824           : TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE))
14825     *arg = build_reference_type (*arg);
14826
14827   /* [temp.deduct.call]
14828
14829      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
14830      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
14831      reference type, the type referred to by P is used for
14832      type deduction.  */
14833   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
14834   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
14835     {
14836       *parm = TREE_TYPE (*parm);
14837       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
14838     }
14839
14840   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
14841      too (which has been swapped into ARG).  */
14842   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
14843     *arg = TREE_TYPE (*arg);
14844
14845   return result;
14846 }
14847
14848 /* Subroutine of unify_one_argument.  PARM is a function parameter of a
14849    template which does contain any deducible template parameters; check if
14850    ARG is a suitable match for it.  STRICT, FLAGS and EXPLAIN_P are as in
14851    unify_one_argument.  */
14852
14853 static int
14854 check_non_deducible_conversion (tree parm, tree arg, int strict,
14855                                 int flags, bool explain_p)
14856 {
14857   tree type;
14858
14859   if (!TYPE_P (arg))
14860     type = TREE_TYPE (arg);
14861   else
14862     type = arg;
14863
14864   if (same_type_p (parm, type))
14865     return unify_success (explain_p);
14866
14867   if (strict == DEDUCE_CONV)
14868     {
14869       if (can_convert_arg (type, parm, NULL_TREE, flags))
14870         return unify_success (explain_p);
14871     }
14872   else if (strict != DEDUCE_EXACT)
14873     {
14874       if (can_convert_arg (parm, type,
14875                            TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
14876                            flags))
14877         return unify_success (explain_p);
14878     }
14879
14880   if (strict == DEDUCE_EXACT)
14881     return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
14882   else
14883     return unify_arg_conversion (explain_p, parm, type, arg);
14884 }
14885
14886 /* Subroutine of type_unification_real and unify_pack_expansion to
14887    handle unification of a single P/A pair.  Parameters are as
14888    for those functions.  */
14889
14890 static int
14891 unify_one_argument (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
14892                     int subr, unification_kind_t strict, int flags,
14893                     bool explain_p)
14894 {
14895   tree arg_expr = NULL_TREE;
14896   int arg_strict;
14897
14898   if (arg == error_mark_node || parm == error_mark_node)
14899     return unify_invalid (explain_p);
14900   if (arg == unknown_type_node)
14901     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
14902        template args from other function args.  */
14903     return unify_success (explain_p);
14904
14905   /* FIXME uses_deducible_template_parms */
14906   if (TYPE_P (parm) && !uses_template_parms (parm))
14907     return check_non_deducible_conversion (parm, arg, strict, flags,
14908                                            explain_p);
14909
14910   switch (strict)
14911     {
14912     case DEDUCE_CALL:
14913       arg_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL
14914                     | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
14915                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
14916       break;
14917
14918     case DEDUCE_CONV:
14919       arg_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
14920       break;
14921
14922     case DEDUCE_EXACT:
14923       arg_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
14924       break;
14925
14926     default:
14927       gcc_unreachable ();
14928     }
14929
14930   /* We only do these transformations if this is the top-level
14931      parameter_type_list in a call or declaration matching; in other
14932      situations (nested function declarators, template argument lists) we
14933      won't be comparing a type to an expression, and we don't do any type
14934      adjustments.  */
14935   if (!subr)
14936     {
14937       if (!TYPE_P (arg))
14938         {
14939           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
14940           if (type_unknown_p (arg))
14941             {
14942               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be
14943                  deduced from a pointer to function or pointer
14944                  to member function argument if the set of
14945                  overloaded functions does not contain function
14946                  templates and at most one of a set of
14947                  overloaded functions provides a unique
14948                  match.  */
14949
14950               if (resolve_overloaded_unification
14951                   (tparms, targs, parm, arg, strict,
14952                    arg_strict, explain_p))
14953                 return unify_success (explain_p);
14954               return unify_overload_resolution_failure (explain_p, arg);
14955             }
14956
14957           arg_expr = arg;
14958           arg = unlowered_expr_type (arg);
14959           if (arg == error_mark_node)
14960             return unify_invalid (explain_p);
14961         }
14962
14963       arg_strict |=
14964         maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, arg_expr);
14965     }
14966   else
14967     gcc_assert ((TYPE_P (parm) || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
14968                 == (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL));
14969
14970   /* For deduction from an init-list we need the actual list.  */
14971   if (arg_expr && BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg_expr))
14972     arg = arg_expr;
14973   return unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict, explain_p);
14974 }
14975
14976 /* Most parms like fn_type_unification.
14977
14978    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
14979    arguments of a function or method parameter of a function
14980    template). */
14981
14982 static int
14983 type_unification_real (tree tparms,
14984                        tree targs,
14985                        tree xparms,
14986                        const tree *xargs,
14987                        unsigned int xnargs,
14988                        int subr,
14989                        unification_kind_t strict,
14990                        int flags,
14991                        bool explain_p)
14992 {
14993   tree parm, arg;
14994   int i;
14995   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
14996   int saw_undeduced = 0;
14997   tree parms;
14998   const tree *args;
14999   unsigned int nargs;
15000   unsigned int ia;
15001
15002   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
15003   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
15004   gcc_assert (ntparms > 0);
15005
15006   /* Reset the number of non-defaulted template arguments contained
15007      in TARGS.  */
15008   NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs) = NULL_TREE;
15009
15010  again:
15011   parms = xparms;
15012   args = xargs;
15013   nargs = xnargs;
15014
15015   ia = 0;
15016   while (parms && parms != void_list_node
15017          && ia < nargs)
15018     {
15019       parm = TREE_VALUE (parms);
15020
15021       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_PACK_EXPANSION
15022           && (!TREE_CHAIN (parms) || TREE_CHAIN (parms) == void_list_node))
15023         /* For a function parameter pack that occurs at the end of the
15024            parameter-declaration-list, the type A of each remaining
15025            argument of the call is compared with the type P of the
15026            declarator-id of the function parameter pack.  */
15027         break;
15028
15029       parms = TREE_CHAIN (parms);
15030
15031       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15032         /* For a function parameter pack that does not occur at the
15033            end of the parameter-declaration-list, the type of the
15034            parameter pack is a non-deduced context.  */
15035         continue;
15036
15037       arg = args[ia];
15038       ++ia;
15039
15040       if (unify_one_argument (tparms, targs, parm, arg, subr, strict,
15041                               flags, explain_p))
15042         return 1;
15043     }
15044
15045   if (parms 
15046       && parms != void_list_node
15047       && TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15048     {
15049       /* Unify the remaining arguments with the pack expansion type.  */
15050       tree argvec;
15051       tree parmvec = make_tree_vec (1);
15052
15053       /* Allocate a TREE_VEC and copy in all of the arguments */ 
15054       argvec = make_tree_vec (nargs - ia);
15055       for (i = 0; ia < nargs; ++ia, ++i)
15056         TREE_VEC_ELT (argvec, i) = args[ia];
15057
15058       /* Copy the parameter into parmvec.  */
15059       TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = TREE_VALUE (parms);
15060       if (unify_pack_expansion (tparms, targs, parmvec, argvec, strict,
15061                                 /*subr=*/subr, explain_p))
15062         return 1;
15063
15064       /* Advance to the end of the list of parameters.  */
15065       parms = TREE_CHAIN (parms);
15066     }
15067
15068   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
15069      are present, and the parm list isn't variadic.  */
15070   if (ia < nargs && parms == void_list_node)
15071     return unify_too_many_arguments (explain_p, nargs, ia);
15072   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
15073   if (parms && parms != void_list_node
15074       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
15075     {
15076       unsigned int count = nargs;
15077       tree p = parms;
15078       while (p && p != void_list_node)
15079         {
15080           count++;
15081           p = TREE_CHAIN (p);
15082         }
15083       return unify_too_few_arguments (explain_p, ia, count);
15084     }
15085
15086   if (!subr)
15087     {
15088       tsubst_flags_t complain = (explain_p
15089                                  ? tf_warning_or_error
15090                                  : tf_none);
15091
15092       for (i = 0; i < ntparms; i++)
15093         {
15094           tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
15095           tree tparm = TREE_VEC_ELT (tparms, i);
15096
15097           /* Clear the "incomplete" flags on all argument packs now so that
15098              substituting them into later default arguments works.  */
15099           if (targ && ARGUMENT_PACK_P (targ))
15100             {
15101               ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (targ) = 0;
15102               ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) = NULL_TREE;
15103             }
15104
15105           if (targ || tparm == error_mark_node)
15106             continue;
15107           tparm = TREE_VALUE (tparm);
15108
15109           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
15110              a type parameter, try another pass; its type may have been
15111              deduced from a later argument than the one from which
15112              this parameter can be deduced.  */
15113           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
15114               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
15115               && !saw_undeduced++)
15116             goto again;
15117
15118           /* Core issue #226 (C++0x) [temp.deduct]:
15119
15120              If a template argument has not been deduced, its
15121              default template argument, if any, is used. 
15122
15123              When we are in C++98 mode, TREE_PURPOSE will either
15124              be NULL_TREE or ERROR_MARK_NODE, so we do not need
15125              to explicitly check cxx_dialect here.  */
15126           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i)))
15127             {
15128               tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
15129               tree arg = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
15130               location_t save_loc = input_location;
15131               if (DECL_P (parm))
15132                 input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (parm);
15133               arg = tsubst_template_arg (arg, targs, complain, NULL_TREE);
15134               arg = convert_template_argument (parm, arg, targs, complain,
15135                                                i, NULL_TREE);
15136               input_location = save_loc;
15137               if (arg == error_mark_node)
15138                 return 1;
15139               else
15140                 {
15141                   TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
15142                   /* The position of the first default template argument,
15143                      is also the number of non-defaulted arguments in TARGS.
15144                      Record that.  */
15145                   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
15146                     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, i);
15147                   continue;
15148                 }
15149             }
15150
15151           /* If the type parameter is a parameter pack, then it will
15152              be deduced to an empty parameter pack.  */
15153           if (template_parameter_pack_p (tparm))
15154             {
15155               tree arg;
15156
15157               if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
15158                 {
15159                   arg = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
15160                   TREE_TYPE (arg)  = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (tparm));
15161                   TREE_CONSTANT (arg) = 1;
15162                 }
15163               else
15164                 arg = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
15165
15166               SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (arg, make_tree_vec (0));
15167
15168               TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
15169               continue;
15170             }
15171
15172           return unify_parameter_deduction_failure (explain_p, tparm);
15173         }
15174     }
15175 #ifdef ENABLE_CHECKING
15176   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
15177     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, TREE_VEC_LENGTH (targs));
15178 #endif
15179
15180   return unify_success (explain_p);
15181 }
15182
15183 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
15184    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
15185    we try deducing template args from each of the overloads, and if
15186    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
15187    true on success.  */
15188
15189 static bool
15190 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
15191                                 tree targs,
15192                                 tree parm,
15193                                 tree arg,
15194                                 unification_kind_t strict,
15195                                 int sub_strict,
15196                                 bool explain_p)
15197 {
15198   tree tempargs = copy_node (targs);
15199   int good = 0;
15200   tree goodfn = NULL_TREE;
15201   bool addr_p;
15202
15203   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
15204     {
15205       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
15206       addr_p = true;
15207     }
15208   else
15209     addr_p = false;
15210
15211   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
15212     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
15213        function name.  */
15214     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
15215
15216   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
15217     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
15218
15219   /* Strip baselink information.  */
15220   if (BASELINK_P (arg))
15221     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
15222
15223   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
15224     {
15225       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
15226          the affected templates before we try to unify, in case the
15227          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
15228
15229       int ok = 0;
15230       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
15231       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
15232
15233       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15234         {
15235           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
15236           tree subargs, elem;
15237
15238           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
15239             continue;
15240
15241           ++processing_template_decl;
15242           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
15243                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
15244           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
15245             {
15246               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
15247               if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
15248                                     elem, strict, sub_strict, addr_p, explain_p)
15249                   && (!goodfn || !same_type_p (goodfn, elem)))
15250                 {
15251                   goodfn = elem;
15252                   ++good;
15253                 }
15254             }
15255           else if (subargs)
15256             ++ok;
15257           --processing_template_decl;
15258         }
15259       /* If no templates (or more than one) are fully resolved by the
15260          explicit arguments, this template-id is a non-deduced context; it
15261          could still be OK if we deduce all template arguments for the
15262          enclosing call through other arguments.  */
15263       if (good != 1)
15264         good = ok;
15265     }
15266   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
15267            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
15268     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
15269        -- but the deduction does not succeed because the expression is
15270        not just the function on its own.  */
15271     return false;
15272   else
15273     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15274       if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
15275                             TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
15276                             strict, sub_strict, addr_p, explain_p)
15277           && (!goodfn || !decls_match (goodfn, OVL_CURRENT (arg))))
15278         {
15279           goodfn = OVL_CURRENT (arg);
15280           ++good;
15281         }
15282
15283   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
15284      to function or pointer to member function argument if the set of
15285      overloaded functions does not contain function templates and at most
15286      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
15287
15288      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
15289      deduce anything.  */
15290
15291   if (good == 1)
15292     {
15293       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
15294       for (; i--; )
15295         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
15296           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15297     }
15298   if (good)
15299     return true;
15300
15301   return false;
15302 }
15303
15304 /* Core DR 115: In contexts where deduction is done and fails, or in
15305    contexts where deduction is not done, if a template argument list is
15306    specified and it, along with any default template arguments, identifies
15307    a single function template specialization, then the template-id is an
15308    lvalue for the function template specialization.  */
15309
15310 tree
15311 resolve_nondeduced_context (tree orig_expr)
15312 {
15313   tree expr, offset, baselink;
15314   bool addr;
15315
15316   if (!type_unknown_p (orig_expr))
15317     return orig_expr;
15318
15319   expr = orig_expr;
15320   addr = false;
15321   offset = NULL_TREE;
15322   baselink = NULL_TREE;
15323
15324   if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
15325     {
15326       expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
15327       addr = true;
15328     }
15329   if (TREE_CODE (expr) == OFFSET_REF)
15330     {
15331       offset = expr;
15332       expr = TREE_OPERAND (expr, 1);
15333     }
15334   if (BASELINK_P (expr))
15335     {
15336       baselink = expr;
15337       expr = BASELINK_FUNCTIONS (expr);
15338     }
15339
15340   if (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_ID_EXPR)
15341     {
15342       int good = 0;
15343       tree goodfn = NULL_TREE;
15344
15345       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
15346          the affected templates before we try to unify, in case the
15347          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
15348
15349       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (expr, 1);
15350       tree arg = TREE_OPERAND (expr, 0);
15351       tree badfn = NULL_TREE;
15352       tree badargs = NULL_TREE;
15353
15354       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15355         {
15356           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
15357           tree subargs, elem;
15358
15359           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
15360             continue;
15361
15362           ++processing_template_decl;
15363           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
15364                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
15365           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
15366             {
15367               elem = instantiate_template (fn, subargs, tf_none);
15368               if (elem == error_mark_node)
15369                 {
15370                   badfn = fn;
15371                   badargs = subargs;
15372                 }
15373               else if (elem && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
15374                 {
15375                   goodfn = elem;
15376                   ++good;
15377                 }
15378             }
15379           --processing_template_decl;
15380         }
15381       if (good == 1)
15382         {
15383           mark_used (goodfn);
15384           expr = goodfn;
15385           if (baselink)
15386             expr = build_baselink (BASELINK_BINFO (baselink),
15387                                    BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink),
15388                                    expr, BASELINK_OPTYPE (baselink));
15389           if (offset)
15390             {
15391               tree base
15392                 = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (offset, 0)));
15393               expr = build_offset_ref (base, expr, addr);
15394             }
15395           if (addr)
15396             expr = cp_build_addr_expr (expr, tf_warning_or_error);
15397           return expr;
15398         }
15399       else if (good == 0 && badargs)
15400         /* There were no good options and at least one bad one, so let the
15401            user know what the problem is.  */
15402         instantiate_template (badfn, badargs, tf_warning_or_error);
15403     }
15404   return orig_expr;
15405 }
15406
15407 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
15408    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
15409    different overloads deduce different arguments for a given parm.
15410    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
15411    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
15412
15413    Returns 1 on success.  */
15414
15415 static int
15416 try_one_overload (tree tparms,
15417                   tree orig_targs,
15418                   tree targs,
15419                   tree parm,
15420                   tree arg,
15421                   unification_kind_t strict,
15422                   int sub_strict,
15423                   bool addr_p,
15424                   bool explain_p)
15425 {
15426   int nargs;
15427   tree tempargs;
15428   int i;
15429
15430   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
15431      to function or pointer to member function argument if the set of
15432      overloaded functions does not contain function templates and at most
15433      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
15434
15435      So if this is a template, just return success.  */
15436
15437   if (uses_template_parms (arg))
15438     return 1;
15439
15440   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
15441     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
15442   else if (addr_p)
15443     arg = build_pointer_type (arg);
15444
15445   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, NULL);
15446
15447   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
15448      some template args from previous args, unify would complain when we
15449      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
15450      there isn't really a conflict.  */
15451   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
15452   tempargs = make_tree_vec (nargs);
15453
15454   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict, explain_p))
15455     return 0;
15456
15457   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
15458      explicitly specified args.  */
15459   for (i = nargs; i--; )
15460     {
15461       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15462       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
15463
15464       if (!elt)
15465         /*NOP*/;
15466       else if (uses_template_parms (elt))
15467         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
15468            template args used in the function parm list with our own
15469            template parms.  Discard them.  */
15470         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
15471       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
15472         return 0;
15473     }
15474
15475   for (i = nargs; i--; )
15476     {
15477       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15478
15479       if (elt)
15480         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
15481     }
15482
15483   return 1;
15484 }
15485
15486 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
15487    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
15488    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
15489    TARGS are as for unify.  */
15490
15491 static tree
15492 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
15493                        bool explain_p)
15494 {
15495   tree copy_of_targs;
15496
15497   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
15498       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
15499           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
15500     return NULL_TREE;
15501
15502   /* We need to make a new template argument vector for the call to
15503      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
15504      the attempted unification, even if this class didn't work out.
15505      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
15506      we've already done, since unification is supposed to be done on
15507      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
15508      following pathological case:
15509
15510        template <int I, int J, int K>
15511        struct S {};
15512
15513        template <int I, int J>
15514        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
15515
15516        template <int I, int J, int K>
15517        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
15518
15519        void g() {
15520          S<0, 0, 0> s0;
15521          S<0, 1, 2> s2;
15522
15523          f(s0, s2);
15524        }
15525
15526      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
15527      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
15528      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
15529      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
15530      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
15531      would reject the possibility I=1.  */
15532   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
15533
15534   /* If unification failed, we're done.  */
15535   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
15536              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p))
15537     return NULL_TREE;
15538
15539   return arg;
15540 }
15541
15542 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
15543    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
15544    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
15545    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
15546    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
15547    by unify.  */
15548
15549 static enum template_base_result
15550 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
15551                    bool explain_p, tree *result)
15552 {
15553   tree rval = NULL_TREE;
15554   tree binfo;
15555
15556   gcc_assert (RECORD_OR_UNION_CODE_P (TREE_CODE (arg)));
15557
15558   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
15559   if (!binfo)
15560     {
15561       /* The type could not be completed.  */
15562       *result = NULL_TREE;
15563       return tbr_incomplete_type;
15564     }
15565
15566   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
15567      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
15568   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
15569     {
15570       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm,
15571                                       BINFO_TYPE (binfo), explain_p);
15572
15573       if (r)
15574         {
15575           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
15576
15577                [temp.deduct.call]
15578
15579               If they yield more than one possible deduced A, the type
15580               deduction fails.
15581
15582              applies.  */
15583           if (rval && !same_type_p (r, rval))
15584             {
15585               *result = NULL_TREE;
15586               return tbr_ambiguous_baseclass;
15587             }
15588
15589           rval = r;
15590         }
15591     }
15592
15593   *result = rval;
15594   return tbr_success;
15595 }
15596
15597 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
15598
15599 static int
15600 template_decl_level (tree decl)
15601 {
15602   switch (TREE_CODE (decl))
15603     {
15604     case TYPE_DECL:
15605     case TEMPLATE_DECL:
15606       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
15607
15608     case PARM_DECL:
15609       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
15610
15611     default:
15612       gcc_unreachable ();
15613     }
15614   return 0;
15615 }
15616
15617 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
15618    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
15619    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
15620
15621 static int
15622 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
15623 {
15624   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
15625   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
15626
15627   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15628       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
15629     {
15630       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
15631           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
15632           does not allow us to unify "const T" with "int&" because both
15633           types are not of the form "cv-list T" [14.8.2.5 temp.deduct.type].
15634           It is ok when we're allowing additional CV qualifiers
15635           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
15636       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
15637            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
15638            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
15639           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
15640         return 0;
15641
15642       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
15643           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
15644         return 0;
15645     }
15646
15647   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
15648       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
15649     return 0;
15650
15651   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
15652       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
15653     return 0;
15654
15655   return 1;
15656 }
15657
15658 /* Determines the LEVEL and INDEX for the template parameter PARM.  */
15659 void 
15660 template_parm_level_and_index (tree parm, int* level, int* index)
15661 {
15662   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15663       || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
15664       || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
15665     {
15666       *index = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
15667       *level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm);
15668     }
15669   else
15670     {
15671       *index = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
15672       *level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm);
15673     }
15674 }
15675
15676 #define RECUR_AND_CHECK_FAILURE(TP, TA, P, A, S, EP)                    \
15677   do {                                                                  \
15678     if (unify (TP, TA, P, A, S, EP))                                    \
15679       return 1;                                                         \
15680   } while (0);
15681
15682 /* Unifies the remaining arguments in PACKED_ARGS with the pack
15683    expansion at the end of PACKED_PARMS. Returns 0 if the type
15684    deduction succeeds, 1 otherwise. STRICT is the same as in
15685    unify. CALL_ARGS_P is true iff PACKED_ARGS is actually a function
15686    call argument list. We'll need to adjust the arguments to make them
15687    types. SUBR tells us if this is from a recursive call to
15688    type_unification_real, or for comparing two template argument
15689    lists. */
15690
15691 static int
15692 unify_pack_expansion (tree tparms, tree targs, tree packed_parms, 
15693                       tree packed_args, unification_kind_t strict,
15694                       bool subr, bool explain_p)
15695 {
15696   tree parm 
15697     = TREE_VEC_ELT (packed_parms, TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1);
15698   tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (parm);
15699   tree pack, packs = NULL_TREE;
15700   int i, start = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1;
15701   int len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
15702
15703   /* Determine the parameter packs we will be deducing from the
15704      pattern, and record their current deductions.  */
15705   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (parm); 
15706        pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
15707     {
15708       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
15709       int idx, level;
15710
15711       /* Determine the index and level of this parameter pack.  */
15712       template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
15713
15714       /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
15715          argument packs.  */
15716       packs = tree_cons (parm_pack, TMPL_ARG (targs, level, idx), packs);
15717       TREE_TYPE (packs) = make_tree_vec (len - start);
15718     }
15719   
15720   /* Loop through all of the arguments that have not yet been
15721      unified and unify each with the pattern.  */
15722   for (i = start; i < len; i++)
15723     {
15724       tree parm;
15725       bool any_explicit = false;
15726       tree arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, i);
15727
15728       /* For each parameter pack, set its TMPL_ARG to either NULL_TREE
15729          or the element of its argument pack at the current index if
15730          this argument was explicitly specified.  */
15731       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
15732         {
15733           int idx, level;
15734           tree arg, pargs;
15735           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
15736
15737           arg = NULL_TREE;
15738           if (TREE_VALUE (pack)
15739               && (pargs = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (TREE_VALUE (pack)))
15740               && (i - start < TREE_VEC_LENGTH (pargs)))
15741             {
15742               any_explicit = true;
15743               arg = TREE_VEC_ELT (pargs, i - start);
15744             }
15745           TMPL_ARG (targs, level, idx) = arg;
15746         }
15747
15748       /* If we had explicit template arguments, substitute them into the
15749          pattern before deduction.  */
15750       if (any_explicit)
15751         {
15752           /* Some arguments might still be unspecified or dependent.  */
15753           bool dependent;
15754           ++processing_template_decl;
15755           dependent = any_dependent_template_arguments_p (targs);
15756           if (!dependent)
15757             --processing_template_decl;
15758           parm = tsubst (pattern, targs,
15759                          explain_p ? tf_warning_or_error : tf_none,
15760                          NULL_TREE);
15761           if (dependent)
15762             --processing_template_decl;
15763           if (parm == error_mark_node)
15764             return 1;
15765         }
15766       else
15767         parm = pattern;
15768
15769       /* Unify the pattern with the current argument.  */
15770       if (unify_one_argument (tparms, targs, parm, arg, subr, strict,
15771                               LOOKUP_IMPLICIT, explain_p))
15772         return 1;
15773
15774       /* For each parameter pack, collect the deduced value.  */
15775       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
15776         {
15777           int idx, level;
15778           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
15779
15780           TREE_VEC_ELT (TREE_TYPE (pack), i - start) = 
15781             TMPL_ARG (targs, level, idx);
15782         }
15783     }
15784
15785   /* Verify that the results of unification with the parameter packs
15786      produce results consistent with what we've seen before, and make
15787      the deduced argument packs available.  */
15788   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
15789     {
15790       tree old_pack = TREE_VALUE (pack);
15791       tree new_args = TREE_TYPE (pack);
15792       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (new_args);
15793       int idx, level;
15794       bool nondeduced_p = false;
15795
15796       /* By default keep the original deduced argument pack.
15797          If necessary, more specific code is going to update the
15798          resulting deduced argument later down in this function.  */
15799       template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
15800       TMPL_ARG (targs, level, idx) = old_pack;
15801
15802       /* If NEW_ARGS contains any NULL_TREE entries, we didn't
15803          actually deduce anything.  */
15804       for (i = 0; i < len && !nondeduced_p; ++i)
15805         if (TREE_VEC_ELT (new_args, i) == NULL_TREE)
15806           nondeduced_p = true;
15807       if (nondeduced_p)
15808         continue;
15809
15810       if (old_pack && ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack))
15811         {
15812           /* If we had fewer function args than explicit template args,
15813              just use the explicits.  */
15814           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
15815           int explicit_len = TREE_VEC_LENGTH (explicit_args);
15816           if (len < explicit_len)
15817             new_args = explicit_args;
15818         }
15819
15820       if (!old_pack)
15821         {
15822           tree result;
15823           /* Build the deduced *_ARGUMENT_PACK.  */
15824           if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (pack)) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
15825             {
15826               result = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
15827               TREE_TYPE (result) = 
15828                 TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (TREE_PURPOSE (pack)));
15829               TREE_CONSTANT (result) = 1;
15830             }
15831           else
15832             result = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
15833
15834           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (result, new_args);
15835
15836           /* Note the deduced argument packs for this parameter
15837              pack.  */
15838           TMPL_ARG (targs, level, idx) = result;
15839         }
15840       else if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack)
15841                && (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack) 
15842                    == ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack)))
15843         {
15844           /* We only had the explicitly-provided arguments before, but
15845              now we have a complete set of arguments.  */
15846           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
15847
15848           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack, new_args);
15849           ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack) = 1;
15850           ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack) = explicit_args;
15851         }
15852       else
15853         {
15854           tree bad_old_arg = NULL_TREE, bad_new_arg = NULL_TREE;
15855           tree old_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack);
15856
15857           if (!comp_template_args_with_info (old_args, new_args,
15858                                              &bad_old_arg, &bad_new_arg))
15859             /* Inconsistent unification of this parameter pack.  */
15860             return unify_parameter_pack_inconsistent (explain_p,
15861                                                       bad_old_arg,
15862                                                       bad_new_arg);
15863         }
15864     }
15865
15866   return unify_success (explain_p);
15867 }
15868
15869 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
15870    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
15871    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
15872    include template arguments for outer levels of template parameters
15873    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
15874    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
15875    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
15876    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
15877    are deduced, then TARGS is updated.
15878
15879    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
15880    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
15881
15882      UNIFY_ALLOW_NONE:
15883        Require an exact match between PARM and ARG.
15884      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
15885        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
15886        conversion) than ARG.
15887      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
15888        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
15889      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
15890        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
15891        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
15892        ARG.
15893      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
15894        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
15895        case for more information.
15896      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
15897        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
15898        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
15899        have const qualified pointers leading up to the inner type which
15900        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
15901        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
15902        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
15903      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
15904        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
15905        qualified at this point.
15906      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
15907        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
15908        qualified at this point.  */
15909
15910 static int
15911 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict,
15912        bool explain_p)
15913 {
15914   int idx;
15915   tree targ;
15916   tree tparm;
15917   int strict_in = strict;
15918
15919   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
15920      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
15921      signedness is the only information lost, and I think that will be
15922      okay.  */
15923   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
15924     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
15925
15926   if (arg == error_mark_node)
15927     return unify_invalid (explain_p);
15928   if (arg == unknown_type_node
15929       || arg == init_list_type_node)
15930     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
15931        template args from other function args.  */
15932     return unify_success (explain_p);
15933
15934   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
15935      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
15936      template parameters.  We might need them if we're trying to
15937      figure out which of two things is more specialized.  */
15938   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
15939     return unify_success (explain_p);
15940
15941   /* Handle init lists early, so the rest of the function can assume
15942      we're dealing with a type. */
15943   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg))
15944     {
15945       tree elt, elttype;
15946       unsigned i;
15947       tree orig_parm = parm;
15948
15949       /* Replace T with std::initializer_list<T> for deduction.  */
15950       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15951           && flag_deduce_init_list)
15952         parm = listify (parm);
15953
15954       if (!is_std_init_list (parm))
15955         /* We can only deduce from an initializer list argument if the
15956            parameter is std::initializer_list; otherwise this is a
15957            non-deduced context. */
15958         return unify_success (explain_p);
15959
15960       elttype = TREE_VEC_ELT (CLASSTYPE_TI_ARGS (parm), 0);
15961
15962       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, elt)
15963         {
15964           int elt_strict = strict;
15965
15966           if (elt == error_mark_node)
15967             return unify_invalid (explain_p);
15968
15969           if (!BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (elt))
15970             {
15971               tree type = TREE_TYPE (elt);
15972               /* It should only be possible to get here for a call.  */
15973               gcc_assert (elt_strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL);
15974               elt_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction
15975                 (DEDUCE_CALL, &elttype, &type, elt);
15976               elt = type;
15977             }
15978
15979           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, elttype, elt, elt_strict,
15980                                    explain_p);
15981         }
15982
15983       /* If the std::initializer_list<T> deduction worked, replace the
15984          deduced A with std::initializer_list<A>.  */
15985       if (orig_parm != parm)
15986         {
15987           idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (orig_parm);
15988           targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
15989           targ = listify (targ);
15990           TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = targ;
15991         }
15992       return unify_success (explain_p);
15993     }
15994
15995   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
15996      cv-qualification mismatches.  */
15997   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
15998       && TYPE_P (arg)
15999       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
16000          type, and the elements might be template type parms. We'll check
16001          when we recurse.  */
16002       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
16003       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
16004          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
16005          PARM `T' for example, when computing which of two templates
16006          is more specialized, for example.  */
16007       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
16008       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
16009     return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16010
16011   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
16012       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
16013     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
16014   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
16015   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
16016   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
16017   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
16018
16019   switch (TREE_CODE (parm))
16020     {
16021     case TYPENAME_TYPE:
16022     case SCOPE_REF:
16023     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
16024       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
16025          argument values cannot be deduced for template parameters used
16026          within the nested-name-specifier.  */
16027       return unify_success (explain_p);
16028
16029     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
16030     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
16031     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
16032       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
16033       if (tparm == error_mark_node)
16034         return unify_invalid (explain_p);
16035
16036       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
16037           != template_decl_level (tparm))
16038         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
16039            to see if it matches ARG.  */
16040         {
16041           if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
16042               && same_type_p (parm, arg))
16043             return unify_success (explain_p);
16044           else
16045             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16046         }
16047       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
16048       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
16049       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
16050       if (tparm == error_mark_node)
16051         return unify_invalid (explain_p);
16052
16053       /* Check for mixed types and values.  */
16054       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
16055            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
16056           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16057               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
16058         gcc_unreachable ();
16059
16060       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
16061         {
16062           /* ARG must be constructed from a template class or a template
16063              template parameter.  */
16064           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16065               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
16066             return unify_template_deduction_failure (explain_p, parm, arg);
16067
16068           {
16069             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
16070             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
16071             tree full_argvec = add_to_template_args (targs, argvec);
16072             tree parm_parms 
16073               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
16074                   (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_DECL (parm));
16075             int i, len;
16076             int parm_variadic_p = 0;
16077
16078             /* The resolution to DR150 makes clear that default
16079                arguments for an N-argument may not be used to bind T
16080                to a template template parameter with fewer than N
16081                parameters.  It is not safe to permit the binding of
16082                default arguments as an extension, as that may change
16083                the meaning of a conforming program.  Consider:
16084
16085                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
16086
16087                   template <template <typename> class View,
16088                             typename Block>
16089                   void operator+(float, View<Block> const&);
16090
16091                   template <typename Block,
16092                             unsigned int Dim = Block::dim>
16093                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
16094
16095                   void
16096                   test_1d (void) {
16097                     Lvalue_proxy<Dense> p;
16098                     float b;
16099                     b + p;
16100                   }
16101
16102               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
16103               the global operator+ will be used; if they are not, the
16104               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
16105             if (coerce_template_parms (parm_parms,
16106                                        full_argvec,
16107                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
16108                                        (explain_p
16109                                         ? tf_warning_or_error
16110                                         : tf_none),
16111                                        /*require_all_args=*/true,
16112                                        /*use_default_args=*/false)
16113                 == error_mark_node)
16114               return 1;
16115
16116             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
16117                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
16118                rather than the whole TREE_VEC since they can have
16119                different number of elements.  */
16120
16121             parmvec = expand_template_argument_pack (parmvec);
16122             argvec = expand_template_argument_pack (argvec);
16123
16124             len = TREE_VEC_LENGTH (parmvec);
16125
16126             /* Check if the parameters end in a pack, making them
16127                variadic.  */
16128             if (len > 0
16129                 && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parmvec, len - 1)))
16130               parm_variadic_p = 1;
16131             
16132             if (TREE_VEC_LENGTH (argvec) < len - parm_variadic_p)
16133               return unify_too_few_arguments (explain_p,
16134                                               TREE_VEC_LENGTH (argvec), len);
16135
16136              for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
16137               {
16138                 RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs,
16139                                          TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
16140                                          TREE_VEC_ELT (argvec, i),
16141                                          UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16142               }
16143
16144             if (parm_variadic_p
16145                 && unify_pack_expansion (tparms, targs,
16146                                          parmvec, argvec,
16147                                          DEDUCE_EXACT,
16148                                          /*subr=*/true, explain_p))
16149               return 1;
16150           }
16151           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
16152
16153           /* Fall through to deduce template name.  */
16154         }
16155
16156       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16157           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
16158         {
16159           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
16160
16161           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
16162           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
16163             return unify_success (explain_p);
16164           else if (targ)
16165             return unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16166         }
16167       else
16168         {
16169           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
16170              a match unless we are allowing additional qualification.
16171              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
16172              that binds `const int' to `T'.  */
16173           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
16174                                          arg, parm))
16175             return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16176
16177           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
16178              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
16179           arg = cp_build_qualified_type_real
16180             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
16181           if (arg == error_mark_node)
16182             return unify_invalid (explain_p);
16183
16184           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
16185           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
16186             return unify_success (explain_p);
16187           else if (targ)
16188             return unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16189
16190           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
16191              that were talking about variable-sized arrays (like
16192              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
16193              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
16194              the bound of the array is not constant, and therefore
16195              not mangleable.  Besides, such types are not allowed in
16196              ISO C++, so we can do as we please here.  We do allow
16197              them for 'auto' deduction, since that isn't ABI-exposed.  */
16198           if (!is_auto (parm) && variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
16199             return unify_vla_arg (explain_p, arg);
16200
16201           /* Strip typedefs as in convert_template_argument.  */
16202           arg = canonicalize_type_argument (arg, tf_none);
16203         }
16204
16205       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
16206          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
16207       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
16208           && !template_parameter_pack_p (parm))
16209         return unify_parameter_pack_mismatch (explain_p, parm, arg);
16210
16211       /* If the argument deduction results is a METHOD_TYPE,
16212          then there is a problem.
16213          METHOD_TYPE doesn't map to any real C++ type the result of
16214          the deduction can not be of that type.  */
16215       if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
16216         return unify_method_type_error (explain_p, arg);
16217
16218       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
16219       return unify_success (explain_p);
16220
16221     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
16222       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
16223       if (tparm == error_mark_node)
16224         return unify_invalid (explain_p);
16225
16226       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
16227           != template_decl_level (tparm))
16228         {
16229           /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
16230              to see if it matches ARG.  */
16231           int result = !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
16232                          && cp_tree_equal (parm, arg));
16233           if (result)
16234             unify_expression_unequal (explain_p, parm, arg);
16235           return result;
16236         }
16237
16238       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
16239       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
16240
16241       if (targ)
16242         {
16243           int x = !cp_tree_equal (targ, arg);
16244           if (x)
16245             unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16246           return x;
16247         }
16248
16249       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
16250          with a non-type template-parameter, the non-type
16251          template-parameter is used in an expression in the function
16252          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
16253          deduced, the template-argument type shall match the type of the
16254          template-parameter exactly, except that a template-argument
16255          deduced from an array bound may be of any integral type.
16256          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
16257       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
16258       if (!TREE_TYPE (arg))
16259         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
16260            It will later be processed in convert_template_argument.  */
16261         ;
16262       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
16263         /* OK */;
16264       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
16265                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
16266                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
16267         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
16268            template argument must exactly match the types of the
16269            corresponding parameter.  */
16270         arg = fold (build_nop (tparm, arg));
16271       else if (uses_template_parms (tparm))
16272         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
16273            later.  */
16274         return unify_success (explain_p);
16275       else
16276         return unify_type_mismatch (explain_p, tparm, arg);
16277
16278       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
16279          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
16280       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
16281           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm))
16282         return unify_parameter_pack_mismatch (explain_p, parm, arg);
16283
16284       arg = strip_typedefs_expr (arg);
16285       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
16286       return unify_success (explain_p);
16287
16288     case PTRMEM_CST:
16289      {
16290         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
16291          another constant.  */
16292       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
16293         return unify_ptrmem_cst_mismatch (explain_p, parm, arg);
16294
16295       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
16296          wrong, depending on the strict flags) to unify also
16297          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
16298          arg refer to the same variable, even if through different
16299          classes. For instance:
16300
16301          struct A { int x; };
16302          struct B : A { };
16303
16304          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
16305       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
16306                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict, explain_p);
16307      }
16308
16309     case POINTER_TYPE:
16310       {
16311         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
16312           return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16313
16314         /* [temp.deduct.call]
16315
16316            A can be another pointer or pointer to member type that can
16317            be converted to the deduced A via a qualification
16318            conversion (_conv.qual_).
16319
16320            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
16321            This will allow for additional cv-qualification of the
16322            pointed-to types if appropriate.  */
16323
16324         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
16325           /* The derived-to-base conversion only persists through one
16326              level of pointers.  */
16327           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
16328
16329         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
16330                       TREE_TYPE (arg), strict, explain_p);
16331       }
16332
16333     case REFERENCE_TYPE:
16334       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
16335         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16336       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16337                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL, explain_p);
16338
16339     case ARRAY_TYPE:
16340       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
16341         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16342       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
16343           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
16344         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16345       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
16346         {
16347           tree parm_max;
16348           tree arg_max;
16349           bool parm_cst;
16350           bool arg_cst;
16351
16352           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
16353              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
16354              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
16355              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
16356              here.  */
16357           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
16358           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
16359           if (!parm_cst)
16360             {
16361               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
16362               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
16363             }
16364           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
16365           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
16366           if (!arg_cst)
16367             {
16368               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
16369                  trying to unify the type of a variable with the type
16370                  of a template parameter.  For example:
16371
16372                    template <unsigned int N>
16373                    void f (char (&) [N]);
16374                    int g(); 
16375                    void h(int i) {
16376                      char a[g(i)];
16377                      f(a); 
16378                    }
16379
16380                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
16381                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
16382               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
16383                 return unify_vla_arg (explain_p, arg);
16384               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
16385             }
16386
16387           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
16388              by adding one to the other bound.  */
16389           if (parm_cst && !arg_cst)
16390             parm_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
16391                                     integer_type_node,
16392                                     parm_max,
16393                                     integer_one_node);
16394           else if (arg_cst && !parm_cst)
16395             arg_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
16396                                    integer_type_node,
16397                                    arg_max,
16398                                    integer_one_node);
16399
16400           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, parm_max, arg_max,
16401                                    UNIFY_ALLOW_INTEGER, explain_p);
16402         }
16403       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16404                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL, explain_p);
16405
16406     case REAL_TYPE:
16407     case COMPLEX_TYPE:
16408     case VECTOR_TYPE:
16409     case INTEGER_TYPE:
16410     case BOOLEAN_TYPE:
16411     case ENUMERAL_TYPE:
16412     case VOID_TYPE:
16413     case NULLPTR_TYPE:
16414       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16415         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16416
16417       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
16418          function.  */
16419       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
16420         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16421
16422       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
16423          will invalidate it if necessary.  */
16424       return unify_success (explain_p);
16425
16426       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
16427       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
16428     case INTEGER_CST:
16429       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
16430         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
16431
16432       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
16433         return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16434       return (tree_int_cst_equal (parm, arg)
16435               ? unify_success (explain_p)
16436               : unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg));
16437
16438     case TREE_VEC:
16439       {
16440         int i, len, argslen;
16441         int parm_variadic_p = 0;
16442
16443         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
16444           return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16445
16446         len = TREE_VEC_LENGTH (parm);
16447         argslen = TREE_VEC_LENGTH (arg);
16448
16449         /* Check for pack expansions in the parameters.  */
16450         for (i = 0; i < len; ++i)
16451           {
16452             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parm, i)))
16453               {
16454                 if (i == len - 1)
16455                   /* We can unify against something with a trailing
16456                      parameter pack.  */
16457                   parm_variadic_p = 1;
16458                 else
16459                   /* [temp.deduct.type]/9: If the template argument list of
16460                      P contains a pack expansion that is not the last
16461                      template argument, the entire template argument list
16462                      is a non-deduced context.  */
16463                   return unify_success (explain_p);
16464               }
16465           }
16466
16467         /* If we don't have enough arguments to satisfy the parameters
16468            (not counting the pack expression at the end), or we have
16469            too many arguments for a parameter list that doesn't end in
16470            a pack expression, we can't unify.  */
16471         if (parm_variadic_p
16472             ? argslen < len - parm_variadic_p
16473             : argslen != len)
16474           return unify_arity (explain_p, TREE_VEC_LENGTH (arg), len);
16475
16476         /* Unify all of the parameters that precede the (optional)
16477            pack expression.  */
16478         for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
16479           {
16480             RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs,
16481                                      TREE_VEC_ELT (parm, i),
16482                                      TREE_VEC_ELT (arg, i),
16483                                      UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16484           }
16485         if (parm_variadic_p)
16486           return unify_pack_expansion (tparms, targs, parm, arg,
16487                                        DEDUCE_EXACT,
16488                                        /*subr=*/true, explain_p);
16489         return unify_success (explain_p);
16490       }
16491
16492     case RECORD_TYPE:
16493     case UNION_TYPE:
16494       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16495         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16496
16497       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
16498         {
16499           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
16500             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16501
16502           return unify (tparms, targs,
16503                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
16504                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
16505                         strict, explain_p);
16506         }
16507
16508       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
16509         {
16510           tree t = NULL_TREE;
16511
16512           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
16513             {
16514               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
16515               t = try_class_unification (tparms, targs,
16516                                          parm, arg, explain_p);
16517
16518               if (!t)
16519                 {
16520                   /* Fallback to the special case allowed in
16521                      [temp.deduct.call]:
16522
16523                        If P is a class, and P has the form
16524                        template-id, then A can be a derived class of
16525                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
16526                        a class of the form template-id, A can be a
16527                        pointer to a derived class pointed to by the
16528                        deduced A.  */
16529                   enum template_base_result r;
16530                   r = get_template_base (tparms, targs, parm, arg,
16531                                          explain_p, &t);
16532
16533                   if (!t)
16534                     return unify_no_common_base (explain_p, r, parm, arg);
16535                 }
16536             }
16537           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
16538                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
16539                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
16540             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
16541                Then, we should unify `int' and `U'.  */
16542             t = arg;
16543           else
16544             /* There's no chance of unification succeeding.  */
16545             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16546
16547           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
16548                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16549         }
16550       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
16551         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16552       return unify_success (explain_p);
16553
16554     case METHOD_TYPE:
16555     case FUNCTION_TYPE:
16556       {
16557         unsigned int nargs;
16558         tree *args;
16559         tree a;
16560         unsigned int i;
16561
16562         if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16563           return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16564
16565         /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
16566            match exactly.  We need to check them explicitly here,
16567            because type_unification_real treats them as any other
16568            cv-qualified parameter.  */
16569         if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
16570             && (!check_cv_quals_for_unify
16571                 (UNIFY_ALLOW_NONE,
16572                  class_of_this_parm (arg),
16573                  class_of_this_parm (parm))))
16574           return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16575
16576         RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
16577                                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16578
16579         nargs = list_length (TYPE_ARG_TYPES (arg));
16580         args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
16581         for (a = TYPE_ARG_TYPES (arg), i = 0;
16582              a != NULL_TREE && a != void_list_node;
16583              a = TREE_CHAIN (a), ++i)
16584           args[i] = TREE_VALUE (a);
16585         nargs = i;
16586
16587         return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
16588                                       args, nargs, 1, DEDUCE_EXACT,
16589                                       LOOKUP_NORMAL, explain_p);
16590       }
16591
16592     case OFFSET_TYPE:
16593       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
16594          deduces the type of the member as a function type. */
16595       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
16596         {
16597           tree method_type;
16598           tree fntype;
16599
16600           /* Check top-level cv qualifiers */
16601           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
16602             return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16603
16604           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
16605                                    TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg),
16606                                    UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16607
16608           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
16609           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
16610           fntype =
16611             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
16612                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
16613
16614           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
16615              implicit object parameter and place them on the function
16616              type to be restored later. */
16617           fntype = apply_memfn_quals (fntype, type_memfn_quals (method_type));
16618           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict, explain_p);
16619         }
16620
16621       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
16622         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16623       RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
16624                                TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg),
16625                                UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16626       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16627                     strict, explain_p);
16628
16629     case CONST_DECL:
16630       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
16631         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict, explain_p);
16632       if (arg != integral_constant_value (parm))
16633         return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16634       return unify_success (explain_p);
16635
16636     case FIELD_DECL:
16637     case TEMPLATE_DECL:
16638       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
16639       return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16640
16641     case VAR_DECL:
16642       /* A non-type template parameter that is a variable should be a
16643          an integral constant, in which case, it whould have been
16644          folded into its (constant) value. So we should not be getting
16645          a variable here.  */
16646       gcc_unreachable ();
16647
16648     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
16649     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
16650       return unify (tparms, targs, ARGUMENT_PACK_ARGS (parm),
16651                     ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), strict, explain_p);
16652
16653     case TYPEOF_TYPE:
16654     case DECLTYPE_TYPE:
16655     case UNDERLYING_TYPE:
16656       /* Cannot deduce anything from TYPEOF_TYPE, DECLTYPE_TYPE,
16657          or UNDERLYING_TYPE nodes.  */
16658       return unify_success (explain_p);
16659
16660     case ERROR_MARK:
16661       /* Unification fails if we hit an error node.  */
16662       return unify_invalid (explain_p);
16663
16664     default:
16665       /* An unresolved overload is a nondeduced context.  */
16666       if (is_overloaded_fn (parm) || type_unknown_p (parm))
16667         return unify_success (explain_p);
16668       gcc_assert (EXPR_P (parm));
16669
16670       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
16671          something like:
16672
16673            template <int I>
16674            void foo(S<I>, S<I + 2>);
16675
16676          This is a "nondeduced context":
16677
16678            [deduct.type]
16679
16680            The nondeduced contexts are:
16681
16682            --A type that is a template-id in which one or more of
16683              the template-arguments is an expression that references
16684              a template-parameter.
16685
16686          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
16687          actually infer any unifications.  */
16688
16689       if (!uses_template_parms (parm)
16690           && !template_args_equal (parm, arg))
16691         return unify_expression_unequal (explain_p, parm, arg);
16692       else
16693         return unify_success (explain_p);
16694     }
16695 }
16696 #undef RECUR_AND_CHECK_FAILURE
16697 \f
16698 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
16699    required.  */
16700
16701 static void
16702 mark_definable (tree decl)
16703 {
16704   tree clone;
16705   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
16706   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
16707     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
16708 }
16709
16710 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
16711    explicitly instantiated class.  */
16712
16713 void
16714 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
16715 {
16716   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
16717
16718   /* If this entity has already been written out, it's too late to
16719      make any modifications.  */
16720   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
16721     return;
16722
16723   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
16724     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
16725        set correctly by tsubst.  */
16726     TREE_PUBLIC (result) = 1;
16727
16728   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
16729   DECL_COMDAT (result) = 0;
16730
16731   if (extern_p)
16732     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
16733   else
16734     {
16735       mark_definable (result);
16736       /* Always make artificials weak.  */
16737       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
16738         comdat_linkage (result);
16739       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
16740          linkonce sections.  */
16741       else if (TREE_PUBLIC (result))
16742         maybe_make_one_only (result);
16743     }
16744
16745   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
16746      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
16747      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
16748      emitted here.  In neither circumstance do we want
16749      import_export_decl to adjust the linkage.  */
16750   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
16751 }
16752
16753 /* Subroutine of more_specialized_fn: check whether TARGS is missing any
16754    important template arguments.  If any are missing, we check whether
16755    they're important by using error_mark_node for substituting into any
16756    args that were used for partial ordering (the ones between ARGS and END)
16757    and seeing if it bubbles up.  */
16758
16759 static bool
16760 check_undeduced_parms (tree targs, tree args, tree end)
16761 {
16762   bool found = false;
16763   int i;
16764   for (i = TREE_VEC_LENGTH (targs) - 1; i >= 0; --i)
16765     if (TREE_VEC_ELT (targs, i) == NULL_TREE)
16766       {
16767         found = true;
16768         TREE_VEC_ELT (targs, i) = error_mark_node;
16769       }
16770   if (found)
16771     {
16772       tree substed = tsubst_arg_types (args, targs, end, tf_none, NULL_TREE);
16773       if (substed == error_mark_node)
16774         return true;
16775     }
16776   return false;
16777 }
16778
16779 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
16780
16781    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
16782    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
16783    0 if neither is more specialized.
16784
16785    LEN indicates the number of parameters we should consider
16786    (defaulted parameters should not be considered).
16787
16788    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
16789    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
16790    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
16791    the templates will be more specialized if all the *other*
16792    template's arguments deduce against its arguments and at least one
16793    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
16794    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
16795    The arguments used in deduction have reference and top level cv
16796    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
16797    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
16798    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
16799    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
16800    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
16801    we do *not* verify the deduced template argument values can be
16802    substituted into non-deduced contexts.
16803
16804    The logic can be a bit confusing here, because we look at deduce1 and
16805    targs1 to see if pat2 is at least as specialized, and vice versa; if we
16806    can find template arguments for pat1 to make arg1 look like arg2, that
16807    means that arg2 is at least as specialized as arg1.  */
16808
16809 int
16810 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
16811 {
16812   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
16813   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
16814   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
16815   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
16816   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
16817   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
16818   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
16819   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
16820   tree origs1, origs2;
16821   bool lose1 = false;
16822   bool lose2 = false;
16823
16824   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
16825      one is a non-static member function and the other is not a static
16826      member function, remove the first parameter from that function
16827      also.  This situation occurs for operator functions where we
16828      locate both a member function (with this pointer) and non-member
16829      operator (with explicit first operand).  */
16830   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
16831     {
16832       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
16833       args1 = TREE_CHAIN (args1);
16834       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
16835         args2 = TREE_CHAIN (args2);
16836     }
16837   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
16838     {
16839       args2 = TREE_CHAIN (args2);
16840       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
16841         {
16842           len--;
16843           args1 = TREE_CHAIN (args1);
16844         }
16845     }
16846
16847   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
16848   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
16849     return 0;
16850
16851   /* Consider the return type for a conversion function */
16852   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
16853     {
16854       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
16855       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
16856       len++;
16857     }
16858
16859   processing_template_decl++;
16860
16861   origs1 = args1;
16862   origs2 = args2;
16863
16864   while (len--
16865          /* Stop when an ellipsis is seen.  */
16866          && args1 != NULL_TREE && args2 != NULL_TREE)
16867     {
16868       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
16869       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
16870       int deduce1, deduce2;
16871       int quals1 = -1;
16872       int quals2 = -1;
16873
16874       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
16875           && TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
16876         {
16877           /* When both arguments are pack expansions, we need only
16878              unify the patterns themselves.  */
16879           arg1 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg1);
16880           arg2 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg2);
16881
16882           /* This is the last comparison we need to do.  */
16883           len = 0;
16884         }
16885
16886       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
16887         {
16888           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
16889           quals1 = cp_type_quals (arg1);
16890         }
16891
16892       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
16893         {
16894           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
16895           quals2 = cp_type_quals (arg2);
16896         }
16897
16898       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
16899         {
16900           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
16901              array/function pointer decay to it.  This is not part of
16902              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
16903              for the function call itself, and with our earlier
16904              implementation of the underspecified partial ordering
16905              rules.  (nathan).  */
16906           if (quals1 >= 0)
16907             {
16908               switch (TREE_CODE (arg1))
16909                 {
16910                 case ARRAY_TYPE:
16911                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
16912                   /* FALLTHROUGH. */
16913                 case FUNCTION_TYPE:
16914                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
16915                   break;
16916
16917                 default:
16918                   break;
16919                 }
16920             }
16921           else
16922             {
16923               switch (TREE_CODE (arg2))
16924                 {
16925                 case ARRAY_TYPE:
16926                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
16927                   /* FALLTHROUGH. */
16928                 case FUNCTION_TYPE:
16929                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
16930                   break;
16931
16932                 default:
16933                   break;
16934                 }
16935             }
16936         }
16937
16938       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
16939       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
16940
16941       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION)
16942         {
16943           int i, len2 = list_length (args2);
16944           tree parmvec = make_tree_vec (1);
16945           tree argvec = make_tree_vec (len2);
16946           tree ta = args2;
16947
16948           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
16949           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg1;
16950
16951           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
16952              arguments.  */
16953           for (i = 0; i < len2; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
16954             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
16955
16956           deduce1 = (unify_pack_expansion (tparms1, targs1, parmvec,
16957                                            argvec, DEDUCE_EXACT,
16958                                            /*subr=*/true, /*explain_p=*/false)
16959                      == 0);
16960
16961           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG1 is
16962              a pack expansion but ARG2 is not.  */
16963           deduce2 = 0;
16964         }
16965       else if (TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
16966         {
16967           int i, len1 = list_length (args1);
16968           tree parmvec = make_tree_vec (1);
16969           tree argvec = make_tree_vec (len1);
16970           tree ta = args1;
16971
16972           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
16973           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg2;
16974
16975           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
16976              arguments.  */
16977           for (i = 0; i < len1; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
16978             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
16979
16980           deduce2 = (unify_pack_expansion (tparms2, targs2, parmvec,
16981                                            argvec, DEDUCE_EXACT,
16982                                            /*subr=*/true, /*explain_p=*/false)
16983                      == 0);
16984
16985           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG2 is
16986              a pack expansion but ARG1 is not.*/
16987           deduce1 = 0;
16988         }
16989
16990       else
16991         {
16992           /* The normal case, where neither argument is a pack
16993              expansion.  */
16994           deduce1 = (unify (tparms1, targs1, arg1, arg2,
16995                             UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false)
16996                      == 0);
16997           deduce2 = (unify (tparms2, targs2, arg2, arg1,
16998                             UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false)
16999                      == 0);
17000         }
17001
17002       /* If we couldn't deduce arguments for tparms1 to make arg1 match
17003          arg2, then arg2 is not as specialized as arg1.  */
17004       if (!deduce1)
17005         lose2 = true;
17006       if (!deduce2)
17007         lose1 = true;
17008
17009       /* "If, for a given type, deduction succeeds in both directions
17010          (i.e., the types are identical after the transformations above)
17011          and if the type from the argument template is more cv-qualified
17012          than the type from the parameter template (as described above)
17013          that type is considered to be more specialized than the other. If
17014          neither type is more cv-qualified than the other then neither type
17015          is more specialized than the other."  */
17016
17017       if (deduce1 && deduce2
17018           && quals1 != quals2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
17019         {
17020           if ((quals1 & quals2) == quals2)
17021             lose2 = true;
17022           if ((quals1 & quals2) == quals1)
17023             lose1 = true;
17024         }
17025
17026       if (lose1 && lose2)
17027         /* We've failed to deduce something in either direction.
17028            These must be unordered.  */
17029         break;
17030
17031       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
17032           || TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17033         /* We have already processed all of the arguments in our
17034            handing of the pack expansion type.  */
17035         len = 0;
17036
17037       args1 = TREE_CHAIN (args1);
17038       args2 = TREE_CHAIN (args2);
17039     }
17040
17041   /* "In most cases, all template parameters must have values in order for
17042      deduction to succeed, but for partial ordering purposes a template
17043      parameter may remain without a value provided it is not used in the
17044      types being used for partial ordering."
17045
17046      Thus, if we are missing any of the targs1 we need to substitute into
17047      origs1, then pat2 is not as specialized as pat1.  This can happen when
17048      there is a nondeduced context.  */
17049   if (!lose2 && check_undeduced_parms (targs1, origs1, args1))
17050     lose2 = true;
17051   if (!lose1 && check_undeduced_parms (targs2, origs2, args2))
17052     lose1 = true;
17053
17054   processing_template_decl--;
17055
17056   /* All things being equal, if the next argument is a pack expansion
17057      for one function but not for the other, prefer the
17058      non-variadic function.  FIXME this is bogus; see c++/41958.  */
17059   if (lose1 == lose2
17060       && args1 && TREE_VALUE (args1)
17061       && args2 && TREE_VALUE (args2))
17062     {
17063       lose1 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args1)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
17064       lose2 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args2)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
17065     }
17066
17067   if (lose1 == lose2)
17068     return 0;
17069   else if (!lose1)
17070     return 1;
17071   else
17072     return -1;
17073 }
17074
17075 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
17076
17077    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
17078    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
17079    innermost set of template parameters for the partial
17080    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
17081
17082    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
17083    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
17084    specialized.
17085
17086    See [temp.class.order] for information about determining which of
17087    two templates is more specialized.  */
17088
17089 static int
17090 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
17091 {
17092   tree targs;
17093   tree tmpl1, tmpl2;
17094   int winner = 0;
17095   bool any_deductions = false;
17096
17097   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
17098   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
17099
17100   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
17101      different class template specializations, we may encounter dependent
17102      types in the arguments, and we need our dependency check functions
17103      to behave correctly.  */
17104   ++processing_template_decl;
17105   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
17106                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
17107                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
17108   if (targs)
17109     {
17110       --winner;
17111       any_deductions = true;
17112     }
17113
17114   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
17115                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
17116                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
17117   if (targs)
17118     {
17119       ++winner;
17120       any_deductions = true;
17121     }
17122   --processing_template_decl;
17123
17124   /* In the case of a tie where at least one of the class templates
17125      has a parameter pack at the end, the template with the most
17126      non-packed parameters wins.  */
17127   if (winner == 0
17128       && any_deductions
17129       && (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1))
17130           || template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2))))
17131     {
17132       tree args1 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat1));
17133       tree args2 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat2));
17134       int len1 = TREE_VEC_LENGTH (args1);
17135       int len2 = TREE_VEC_LENGTH (args2);
17136
17137       /* We don't count the pack expansion at the end.  */
17138       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1)))
17139         --len1;
17140       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2)))
17141         --len2;
17142
17143       if (len1 > len2)
17144         return 1;
17145       else if (len1 < len2)
17146         return -1;
17147     }
17148
17149   return winner;
17150 }
17151
17152 /* Return the template arguments that will produce the function signature
17153    DECL from the function template FN, with the explicit template
17154    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
17155    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
17156    found.  */
17157
17158 static tree
17159 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
17160 {
17161   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
17162   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
17163   tree decl_type;
17164   tree decl_arg_types;
17165   tree *args;
17166   unsigned int nargs, ix;
17167   tree arg;
17168
17169   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
17170      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
17171      FN.  */
17172   decl_type = TREE_TYPE (decl);
17173   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
17174     {
17175       tree tmpl;
17176       tree converted_args;
17177
17178       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
17179         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17180       else
17181         /* We can get here for some invalid specializations.  */
17182         return NULL_TREE;
17183
17184       converted_args
17185         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
17186                                  explicit_args, NULL_TREE,
17187                                  tf_none,
17188                                  /*require_all_args=*/false,
17189                                  /*use_default_args=*/false);
17190       if (converted_args == error_mark_node)
17191         return NULL_TREE;
17192
17193       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
17194       if (decl_type == error_mark_node)
17195         return NULL_TREE;
17196     }
17197
17198   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
17199   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
17200                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
17201
17202   nargs = list_length (decl_arg_types);
17203   args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
17204   for (arg = decl_arg_types, ix = 0;
17205        arg != NULL_TREE && arg != void_list_node;
17206        arg = TREE_CHAIN (arg), ++ix)
17207     args[ix] = TREE_VALUE (arg);
17208
17209   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
17210                            args, ix,
17211                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
17212                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
17213                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL, /*explain_p=*/false))
17214     return NULL_TREE;
17215
17216   return targs;
17217 }
17218
17219 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
17220    template specialization whose innermost template parameters are
17221    TPARMS, and whose specialization arguments are SPEC_ARGS, yield the
17222    ARGS.
17223
17224    For example, suppose we have:
17225
17226      template <class T, class U> struct S {};
17227      template <class T> struct S<T*, int> {};
17228
17229    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
17230    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
17231    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
17232    is bound to `double'.  */
17233
17234 static tree
17235 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
17236 {
17237   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
17238   tree deduced_args;
17239   tree innermost_deduced_args;
17240
17241   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
17242   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
17243     {
17244       deduced_args = copy_node (args);
17245       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
17246                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
17247                            innermost_deduced_args);
17248     }
17249   else
17250     deduced_args = innermost_deduced_args;
17251
17252   if (unify (tparms, deduced_args,
17253              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
17254              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
17255              UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false))
17256     return NULL_TREE;
17257
17258   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
17259     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
17260       return NULL_TREE;
17261
17262   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
17263      obtained from argument deduction.
17264
17265      For example:
17266
17267        struct A { typedef int X; };
17268        template <class T, class U> struct C {};
17269        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
17270
17271      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
17272      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
17273      is `int'.  */
17274   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
17275   if (spec_args == error_mark_node
17276       /* We only need to check the innermost arguments; the other
17277          arguments will always agree.  */
17278       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
17279                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
17280     return NULL_TREE;
17281
17282   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
17283      ensure that the arguments deduced for the template template
17284      parameters have compatible template parameter lists.  See the use
17285      of template_template_parm_bindings_ok_p in fn_type_unification
17286      for more information.  */
17287   if (!template_template_parm_bindings_ok_p (tparms, deduced_args))
17288     return NULL_TREE;
17289
17290   return deduced_args;
17291 }
17292
17293 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
17294    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
17295    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
17296    is returned.
17297
17298    Note that this function does not look at, or modify, the
17299    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
17300    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
17301    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
17302    and retrieve it from the value returned.  */
17303
17304 tree
17305 most_specialized_instantiation (tree templates)
17306 {
17307   tree fn, champ;
17308
17309   ++processing_template_decl;
17310
17311   champ = templates;
17312   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
17313     {
17314       int fate = 0;
17315
17316       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
17317                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
17318                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17319         fate--;
17320
17321       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
17322                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
17323                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17324         fate++;
17325
17326       if (fate == -1)
17327         champ = fn;
17328       else if (!fate)
17329         {
17330           /* Equally specialized, move to next function.  If there
17331              is no next function, nothing's most specialized.  */
17332           fn = TREE_CHAIN (fn);
17333           champ = fn;
17334           if (!fn)
17335             break;
17336         }
17337     }
17338
17339   if (champ)
17340     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
17341        instantiation list.  */
17342     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
17343       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
17344                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
17345                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true)
17346           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
17347                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
17348                             NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17349         {
17350           champ = NULL_TREE;
17351           break;
17352         }
17353
17354   processing_template_decl--;
17355
17356   if (!champ)
17357     return error_mark_node;
17358
17359   return champ;
17360 }
17361
17362 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
17363    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
17364
17365    For example, given:
17366
17367      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
17368
17369    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
17370    the full template.  This function will not trace past partial
17371    specializations, however.  For example, given in addition:
17372
17373      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
17374
17375    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
17376    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
17377
17378 tree
17379 most_general_template (tree decl)
17380 {
17381   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
17382      an immediate specialization.  */
17383   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
17384     {
17385       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
17386         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17387
17388         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
17389            template friend.  */
17390         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
17391           return NULL_TREE;
17392       } else
17393         return NULL_TREE;
17394     }
17395
17396   /* Look for more and more general templates.  */
17397   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
17398     {
17399       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
17400          (See cp-tree.h for details.)  */
17401       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
17402         break;
17403
17404       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
17405           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
17406         break;
17407
17408       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
17409       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
17410           && DECL_CONTEXT (decl)
17411           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
17412         break;
17413
17414       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17415     }
17416
17417   return decl;
17418 }
17419
17420 /* Return the most specialized of the class template partial
17421    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
17422    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
17423    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
17424    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
17425    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
17426
17427    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
17428    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
17429    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
17430    returned.  */
17431
17432 static tree
17433 most_specialized_class (tree type, tree tmpl, tsubst_flags_t complain)
17434 {
17435   tree list = NULL_TREE;
17436   tree t;
17437   tree champ;
17438   int fate;
17439   bool ambiguous_p;
17440   tree args;
17441   tree outer_args = NULL_TREE;
17442
17443   tmpl = most_general_template (tmpl);
17444   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
17445
17446   /* For determining which partial specialization to use, only the
17447      innermost args are interesting.  */
17448   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
17449     {
17450       outer_args = strip_innermost_template_args (args, 1);
17451       args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
17452     }
17453
17454   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
17455     {
17456       tree partial_spec_args;
17457       tree spec_args;
17458       tree parms = TREE_VALUE (t);
17459
17460       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
17461
17462       ++processing_template_decl;
17463
17464       if (outer_args)
17465         {
17466           int i;
17467
17468           /* Discard the outer levels of args, and then substitute in the
17469              template args from the enclosing class.  */
17470           partial_spec_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (partial_spec_args);
17471           partial_spec_args = tsubst_template_args
17472             (partial_spec_args, outer_args, tf_none, NULL_TREE);
17473
17474           /* PARMS already refers to just the innermost parms, but the
17475              template parms in partial_spec_args had their levels lowered
17476              by tsubst, so we need to do the same for the parm list.  We
17477              can't just tsubst the TREE_VEC itself, as tsubst wants to
17478              treat a TREE_VEC as an argument vector.  */
17479           parms = copy_node (parms);
17480           for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
17481             TREE_VEC_ELT (parms, i) =
17482               tsubst (TREE_VEC_ELT (parms, i), outer_args, tf_none, NULL_TREE);
17483
17484         }
17485
17486       partial_spec_args =
17487           coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
17488                                  add_to_template_args (outer_args,
17489                                                        partial_spec_args),
17490                                  tmpl, tf_none,
17491                                  /*require_all_args=*/true,
17492                                  /*use_default_args=*/true);
17493
17494       --processing_template_decl;
17495
17496       if (partial_spec_args == error_mark_node)
17497         return error_mark_node;
17498
17499       spec_args = get_class_bindings (parms,
17500                                       partial_spec_args,
17501                                       args);
17502       if (spec_args)
17503         {
17504           if (outer_args)
17505             spec_args = add_to_template_args (outer_args, spec_args);
17506           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
17507           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
17508         }
17509     }
17510
17511   if (! list)
17512     return NULL_TREE;
17513
17514   ambiguous_p = false;
17515   t = list;
17516   champ = t;
17517   t = TREE_CHAIN (t);
17518   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
17519     {
17520       fate = more_specialized_class (champ, t);
17521       if (fate == 1)
17522         ;
17523       else
17524         {
17525           if (fate == 0)
17526             {
17527               t = TREE_CHAIN (t);
17528               if (! t)
17529                 {
17530                   ambiguous_p = true;
17531                   break;
17532                 }
17533             }
17534           champ = t;
17535         }
17536     }
17537
17538   if (!ambiguous_p)
17539     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
17540       {
17541         fate = more_specialized_class (champ, t);
17542         if (fate != 1)
17543           {
17544             ambiguous_p = true;
17545             break;
17546           }
17547       }
17548
17549   if (ambiguous_p)
17550     {
17551       const char *str;
17552       char *spaces = NULL;
17553       if (!(complain & tf_error))
17554         return error_mark_node;
17555       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
17556       str = ngettext ("candidate is:", "candidates are:", list_length (list));
17557       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
17558         {
17559           error ("%s %+#T", spaces ? spaces : str, TREE_TYPE (t));
17560           spaces = spaces ? spaces : get_spaces (str);
17561         }
17562       free (spaces);
17563       return error_mark_node;
17564     }
17565
17566   return champ;
17567 }
17568
17569 /* Explicitly instantiate DECL.  */
17570
17571 void
17572 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
17573 {
17574   tree result = NULL_TREE;
17575   int extern_p = 0;
17576
17577   if (!decl || decl == error_mark_node)
17578     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
17579        an appropriate message.  */
17580     return;
17581   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
17582     {
17583       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
17584       return;
17585     }
17586   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
17587     {
17588       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
17589          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
17590          the latter, the DECL we get back will be marked as a
17591          template instantiation, and the appropriate
17592          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
17593          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
17594          should handle VAR_DECLs as it currently handles
17595          FUNCTION_DECLs.  */
17596       if (!DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
17597         {
17598           error ("%qD is not a static data member of a class template", decl);
17599           return;
17600         }
17601       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
17602       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
17603         {
17604           error ("no matching template for %qD found", decl);
17605           return;
17606         }
17607       if (!same_type_p (TREE_TYPE (result), TREE_TYPE (decl)))
17608         {
17609           error ("type %qT for explicit instantiation %qD does not match "
17610                  "declared type %qT", TREE_TYPE (result), decl,
17611                  TREE_TYPE (decl));
17612           return;
17613         }
17614     }
17615   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
17616     {
17617       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
17618       return;
17619     }
17620   else
17621     result = decl;
17622
17623   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
17624      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
17625      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
17626      until we get here.  */
17627
17628   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
17629     {
17630       /* DR 259 [temp.spec].
17631
17632          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
17633          specialization shall not appear in a program unless the explicit
17634          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
17635
17636          For a given set of template parameters, if an explicit
17637          instantiation of a template appears after a declaration of an
17638          explicit specialization for that template, the explicit
17639          instantiation has no effect.  */
17640       return;
17641     }
17642   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
17643     {
17644       /* [temp.spec]
17645
17646          No program shall explicitly instantiate any template more
17647          than once.
17648
17649          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
17650          the first instantiation was `extern' and the second is not,
17651          and EXTERN_P for the opposite case.  */
17652       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
17653         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
17654       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
17655          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
17656       if (extern_p)
17657         return;
17658     }
17659   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
17660     {
17661       error ("no matching template for %qD found", result);
17662       return;
17663     }
17664   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
17665     {
17666       permerror (input_location, "explicit instantiation of non-template %q#D", result);
17667       return;
17668     }
17669
17670   if (storage == NULL_TREE)
17671     ;
17672   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
17673     {
17674       if (!in_system_header && (cxx_dialect == cxx98))
17675         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
17676                  "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on explicit "
17677                  "instantiations");
17678       extern_p = 1;
17679     }
17680   else
17681     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
17682
17683   check_explicit_instantiation_namespace (result);
17684   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
17685   if (! extern_p)
17686     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
17687                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
17688 }
17689
17690 static void
17691 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
17692 {
17693   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
17694   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
17695   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
17696   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
17697   if (! extern_p)
17698     {
17699       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
17700       rest_of_type_compilation (t, 1);
17701     }
17702 }
17703
17704 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
17705    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
17706 static void
17707 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
17708 {
17709   tree storage = *(tree *) data;
17710
17711   if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (entry->type)
17712       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
17713     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
17714 }
17715
17716 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
17717    (a member function or a static member variable) of an
17718    explicitly instantiated class template.  */
17719 static void
17720 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
17721 {
17722   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
17723   if (! extern_p)
17724     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
17725                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
17726 }
17727
17728 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
17729    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
17730    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
17731    since the standard is unclear (as detailed below).  */
17732
17733 void
17734 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
17735 {
17736   int extern_p = 0;
17737   int nomem_p = 0;
17738   int static_p = 0;
17739   int previous_instantiation_extern_p = 0;
17740
17741   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
17742     t = TREE_TYPE (t);
17743
17744   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
17745     {
17746       tree tmpl =
17747         (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)) ? TYPE_TI_TEMPLATE (t) : NULL;
17748       if (tmpl)
17749         error ("explicit instantiation of non-class template %qD", tmpl);
17750       else
17751         error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
17752       return;
17753     }
17754
17755   complete_type (t);
17756
17757   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
17758     {
17759       if (complain & tf_error)
17760         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
17761                t);
17762       return;
17763     }
17764
17765   if (storage != NULL_TREE)
17766     {
17767       if (!in_system_header)
17768         {
17769           if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
17770             {
17771               if (cxx_dialect == cxx98)
17772                 pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
17773                          "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on "
17774                          "explicit instantiations");
17775             }
17776           else
17777             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
17778                      "ISO C++ forbids the use of %qE"
17779                      " on explicit instantiations", storage);
17780         }
17781
17782       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
17783         nomem_p = 1;
17784       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
17785         extern_p = 1;
17786       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
17787         static_p = 1;
17788       else
17789         {
17790           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
17791                  storage);
17792           extern_p = 0;
17793         }
17794     }
17795
17796   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
17797     {
17798       /* DR 259 [temp.spec].
17799
17800          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
17801          specialization shall not appear in a program unless the explicit
17802          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
17803
17804          For a given set of template parameters, if an explicit
17805          instantiation of a template appears after a declaration of an
17806          explicit specialization for that template, the explicit
17807          instantiation has no effect.  */
17808       return;
17809     }
17810   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
17811     {
17812       /* [temp.spec]
17813
17814          No program shall explicitly instantiate any template more
17815          than once.
17816
17817          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
17818          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
17819          These cases are OK.  */
17820       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
17821
17822       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
17823           && (complain & tf_error))
17824         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
17825
17826       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
17827       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
17828         return;
17829     }
17830
17831   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
17832   mark_class_instantiated (t, extern_p);
17833
17834   if (nomem_p)
17835     return;
17836
17837   {
17838     tree tmp;
17839
17840     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
17841        declarations, and not the definitions, of members are
17842        instantiated, we have here:
17843
17844          [temp.explicit]
17845
17846          The explicit instantiation of a class template specialization
17847          implies the instantiation of all of its members not
17848          previously explicitly specialized in the translation unit
17849          containing the explicit instantiation.
17850
17851        Of course, we can't instantiate member template classes, since
17852        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
17853        is unclear on whether the instantiation of the members are
17854        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
17855        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
17856
17857     if (! static_p)
17858       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = DECL_CHAIN (tmp))
17859         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
17860             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
17861           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
17862
17863     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = DECL_CHAIN (tmp))
17864       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
17865         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
17866
17867     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
17868       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
17869                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
17870   }
17871 }
17872
17873 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
17874    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
17875    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
17876    should occur for DECL, not the most general template.
17877
17878    One reason for doing this is a scenario like this:
17879
17880      template <class T>
17881      void f(const T&, int i);
17882
17883      void g() { f(3, 7); }
17884
17885      template <class T>
17886      void f(const T& t, const int i) { }
17887
17888    Note that when the template is first instantiated, with
17889    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
17890    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
17891    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
17892
17893 static void
17894 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
17895 {
17896   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
17897      template.  */
17898   tree args;
17899   tree code_pattern;
17900
17901   args = DECL_TI_ARGS (decl);
17902   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
17903
17904   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
17905      correctly.  */
17906   push_access_scope (decl);
17907
17908   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
17909     {
17910       tree decl_parm;
17911       tree pattern_parm;
17912       tree specs;
17913       int args_depth;
17914       int parms_depth;
17915
17916       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
17917       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
17918       if (args_depth > parms_depth)
17919         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
17920
17921       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
17922                                               args, tf_error, NULL_TREE,
17923                                               /*defer_ok*/false);
17924       if (specs && specs != error_mark_node)
17925         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
17926                                                     specs);
17927
17928       /* Merge parameter declarations.  */
17929       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
17930                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
17931       pattern_parm
17932         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
17933                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
17934       while (decl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
17935         {
17936           tree parm_type;
17937           tree attributes;
17938           
17939           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
17940             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
17941           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
17942                               NULL_TREE);
17943           parm_type = type_decays_to (parm_type);
17944           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
17945             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
17946           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
17947           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
17948             {
17949               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
17950               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
17951             }
17952           decl_parm = DECL_CHAIN (decl_parm);
17953           pattern_parm = DECL_CHAIN (pattern_parm);
17954         }
17955       /* Merge any parameters that match with the function parameter
17956          pack.  */
17957       if (pattern_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
17958         {
17959           int i, len;
17960           tree expanded_types;
17961           /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
17962              the parameters in this function parameter pack.  */
17963           expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (pattern_parm), 
17964                                                  args, tf_error, NULL_TREE);
17965           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
17966           for (i = 0; i < len; i++)
17967             {
17968               tree parm_type;
17969               tree attributes;
17970           
17971               if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
17972                 /* Rename the parameter to include the index.  */
17973                 DECL_NAME (decl_parm) = 
17974                   make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (pattern_parm), i);
17975               parm_type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
17976               parm_type = type_decays_to (parm_type);
17977               if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
17978                 TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
17979               attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
17980               if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
17981                 {
17982                   DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
17983                   cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
17984                 }
17985               decl_parm = DECL_CHAIN (decl_parm);
17986             }
17987         }
17988       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
17989       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
17990           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
17991         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
17992     }
17993   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
17994     {
17995       DECL_INITIAL (decl) =
17996         tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
17997                      tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
17998                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
17999       if (VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (decl))
18000         TREE_TYPE (decl) = tsubst (TREE_TYPE (code_pattern), args,
18001                                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
18002     }
18003   else
18004     gcc_unreachable ();
18005
18006   pop_access_scope (decl);
18007 }
18008
18009 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
18010    substituted to get DECL.  */
18011
18012 tree
18013 template_for_substitution (tree decl)
18014 {
18015   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
18016
18017   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
18018      for the instantiation.  This is not always the most general
18019      template.  Consider, for example:
18020
18021         template <class T>
18022         struct S { template <class U> void f();
18023                    template <> void f<int>(); };
18024
18025      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
18026      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
18027   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
18028             more general template.  */
18029          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
18030            /* We must also deal with friend templates.  Given:
18031
18032                 template <class T> struct S {
18033                   template <class U> friend void f() {};
18034                 };
18035
18036               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
18037               so far as the language is concerned, but that's still
18038               where we get the pattern for the instantiation from.  On
18039               other hand, if the definition comes outside the class, say:
18040
18041                 template <class T> struct S {
18042                   template <class U> friend void f();
18043                 };
18044                 template <class U> friend void f() {}
18045
18046               we don't need to look any further.  That's what the check for
18047               DECL_INITIAL is for.  */
18048           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
18049               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
18050               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
18051     {
18052       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
18053          were a definition, we should be using it!  Note that we
18054          cannot restructure the loop to just keep going until we find
18055          a template with a definition, since that might go too far if
18056          a specialization was declared, but not defined.  */
18057       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
18058                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
18059
18060       /* Fetch the more general template.  */
18061       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
18062     }
18063
18064   return tmpl;
18065 }
18066
18067 /* Returns true if we need to instantiate this template instance even if we
18068    know we aren't going to emit it..  */
18069
18070 bool
18071 always_instantiate_p (tree decl)
18072 {
18073   /* We always instantiate inline functions so that we can inline them.  An
18074      explicit instantiation declaration prohibits implicit instantiation of
18075      non-inline functions.  With high levels of optimization, we would
18076      normally inline non-inline functions -- but we're not allowed to do
18077      that for "extern template" functions.  Therefore, we check
18078      DECL_DECLARED_INLINE_P, rather than possibly_inlined_p.  */
18079   return ((TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
18080            && DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
18081           /* And we need to instantiate static data members so that
18082              their initializers are available in integral constant
18083              expressions.  */
18084           || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
18085               && decl_maybe_constant_var_p (decl)));
18086 }
18087
18088 /* If FN has a noexcept-specifier that hasn't been instantiated yet,
18089    instantiate it now, modifying TREE_TYPE (fn).  */
18090
18091 void
18092 maybe_instantiate_noexcept (tree fn)
18093 {
18094   tree fntype, spec, noex, clone;
18095
18096   /* Don't instantiate a noexcept-specification from template context.  */
18097   if (processing_template_decl)
18098     return;
18099
18100   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (fn))
18101     fn = DECL_CLONED_FUNCTION (fn);
18102   fntype = TREE_TYPE (fn);
18103   spec = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
18104
18105   if (!DEFERRED_NOEXCEPT_SPEC_P (spec))
18106     return;
18107
18108   noex = TREE_PURPOSE (spec);
18109
18110   if (TREE_CODE (noex) == DEFERRED_NOEXCEPT)
18111     {
18112       if (push_tinst_level (fn))
18113         {
18114           push_access_scope (fn);
18115           push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
18116           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
18117           noex = tsubst_copy_and_build (DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (noex),
18118                                         DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (noex),
18119                                         tf_warning_or_error, fn,
18120                                         /*function_p=*/false,
18121                                         /*integral_constant_expression_p=*/true);
18122           pop_deferring_access_checks ();
18123           pop_access_scope (fn);
18124           pop_tinst_level ();
18125           spec = build_noexcept_spec (noex, tf_warning_or_error);
18126           if (spec == error_mark_node)
18127             spec = noexcept_false_spec;
18128         }
18129       else
18130         spec = noexcept_false_spec;
18131     }
18132   else
18133     {
18134       /* This is an implicitly declared function, so NOEX is a list of
18135          other functions to evaluate and merge.  */
18136       tree elt;
18137       spec = noexcept_true_spec;
18138       for (elt = noex; elt; elt = OVL_NEXT (elt))
18139         {
18140           tree fn = OVL_CURRENT (elt);
18141           tree subspec;
18142           maybe_instantiate_noexcept (fn);
18143           subspec = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (TREE_TYPE (fn));
18144           spec = merge_exception_specifiers (spec, subspec, NULL_TREE);
18145         }
18146     }
18147
18148   TREE_TYPE (fn) = build_exception_variant (fntype, spec);
18149
18150   FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
18151     {
18152       if (TREE_TYPE (clone) == fntype)
18153         TREE_TYPE (clone) = TREE_TYPE (fn);
18154       else
18155         TREE_TYPE (clone) = build_exception_variant (TREE_TYPE (clone), spec);
18156     }
18157 }
18158
18159 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
18160    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
18161    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
18162    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
18163    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
18164    explicitly instantiated class template.  */
18165
18166 tree
18167 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
18168                   bool expl_inst_class_mem_p)
18169 {
18170   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
18171   tree gen_args;
18172   tree args;
18173   tree td;
18174   tree code_pattern;
18175   tree spec;
18176   tree gen_tmpl;
18177   bool pattern_defined;
18178   location_t saved_loc = input_location;
18179   bool external_p;
18180   tree fn_context;
18181   bool nested;
18182
18183   /* This function should only be used to instantiate templates for
18184      functions and static member variables.  */
18185   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
18186               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
18187
18188   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
18189      are instantiated right away.  That allows for better code in the
18190      case that an expression refers to the value of the variable --
18191      if the variable has a constant value the referring expression can
18192      take advantage of that fact.  */
18193   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
18194       || decl_function_context (d)
18195       || DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (d))
18196     defer_ok = 0;
18197
18198   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
18199      functions they cloned.  */
18200   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
18201     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
18202
18203   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d)
18204       || (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
18205           && DECL_DEFAULTED_FN (d) && DECL_INITIAL (d))
18206       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (d))
18207     /* D has already been instantiated or explicitly specialized, so
18208        there's nothing for us to do here.
18209
18210        It might seem reasonable to check whether or not D is an explicit
18211        instantiation, and, if so, stop here.  But when an explicit
18212        instantiation is deferred until the end of the compilation,
18213        DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is set, even though we still need to do
18214        the instantiation.  */
18215     return d;
18216
18217   /* Check to see whether we know that this template will be
18218      instantiated in some other file, as with "extern template"
18219      extension.  */
18220   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
18221
18222   /* In general, we do not instantiate such templates.  */
18223   if (external_p && !always_instantiate_p (d))
18224     return d;
18225
18226   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
18227   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
18228
18229   if (tmpl != gen_tmpl)
18230     /* We should already have the extra args.  */
18231     gcc_assert (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl))
18232                 == TMPL_ARGS_DEPTH (gen_args));
18233   /* And what's in the hash table should match D.  */
18234   gcc_assert ((spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args, 0)) == d
18235               || spec == NULL_TREE);
18236
18237   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
18238   if (! push_tinst_level (d))
18239     return d;
18240
18241   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
18242
18243   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
18244      for the instantiation.  */
18245   td = template_for_substitution (d);
18246   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
18247
18248   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
18249      template or partial specialization.  */
18250   gcc_assert (d != code_pattern);
18251
18252   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
18253       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
18254     /* In the case of a friend template whose definition is provided
18255        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
18256        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
18257     args = get_innermost_template_args
18258       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
18259   else
18260     args = gen_args;
18261
18262   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18263     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE
18264                        || DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (code_pattern));
18265   else
18266     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
18267
18268   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
18269   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
18270
18271   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
18272      the linkage of D, remember that a definition is available for
18273      this entity.  */
18274   if (pattern_defined
18275       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
18276       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
18277     mark_definable (d);
18278
18279   DECL_SOURCE_LOCATION (td) = DECL_SOURCE_LOCATION (code_pattern);
18280   DECL_SOURCE_LOCATION (d) = DECL_SOURCE_LOCATION (code_pattern);
18281   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
18282
18283   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
18284      and no definition is available, treat it like an implicit
18285      instantiation.  */
18286   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
18287       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
18288     {
18289       /* Leave linkage flags alone on instantiations with anonymous
18290          visibility.  */
18291       if (TREE_PUBLIC (d))
18292         {
18293           DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
18294           DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
18295         }
18296       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
18297     }
18298
18299   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18300     maybe_instantiate_noexcept (d);
18301
18302   /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
18303      about ignoring cv qualifiers.  Don't do this for artificial decls,
18304      as it breaks the context-sensitive substitution for lambda op(). */
18305   if (!defer_ok && !DECL_ARTIFICIAL (d))
18306     {
18307       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
18308       tree type = TREE_TYPE (gen);
18309
18310       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
18311          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
18312          right context.  */
18313       push_access_scope (d);
18314
18315       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
18316         {
18317           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
18318           tsubst_exception_specification (type, gen_args, tf_warning_or_error,
18319                                           d, /*defer_ok*/true);
18320           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
18321              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
18322              The function arguments are the same as the decl_arguments
18323              without the top level cv qualifiers.  */
18324           type = TREE_TYPE (type);
18325         }
18326       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
18327
18328       pop_access_scope (d);
18329     }
18330
18331   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
18332      forbidden from doing so.  */
18333   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
18334          template.  */
18335       ! pattern_defined
18336       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
18337       || defer_ok
18338       /* If this is a static data member that will be defined
18339          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
18340          member, but we do want to instantiate the initializer so that
18341          we can substitute that elsewhere.  */
18342       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
18343     {
18344       /* The definition of the static data member is now required so
18345          we must substitute the initializer.  */
18346       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
18347           && !DECL_INITIAL (d)
18348           && DECL_INITIAL (code_pattern))
18349         {
18350           tree ns;
18351           tree init;
18352           bool const_init = false;
18353
18354           ns = decl_namespace_context (d);
18355           push_nested_namespace (ns);
18356           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
18357           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
18358                               args,
18359                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
18360                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
18361           /* Make sure the initializer is still constant, in case of
18362              circular dependency (template/instantiate6.C). */
18363           const_init
18364             = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (code_pattern);
18365           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/const_init,
18366                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
18367                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
18368           pop_nested_class ();
18369           pop_nested_namespace (ns);
18370         }
18371
18372       /* We restore the source position here because it's used by
18373          add_pending_template.  */
18374       input_location = saved_loc;
18375
18376       if (at_eof && !pattern_defined
18377           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)
18378           && DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
18379         /* [temp.explicit]
18380
18381            The definition of a non-exported function template, a
18382            non-exported member function template, or a non-exported
18383            member function or static data member of a class template
18384            shall be present in every translation unit in which it is
18385            explicitly instantiated.  */
18386         permerror (input_location,  "explicit instantiation of %qD "
18387                    "but no definition available", d);
18388
18389       /* If we're in unevaluated context, we just wanted to get the
18390          constant value; this isn't an odr use, so don't queue
18391          a full instantiation.  */
18392       if (cp_unevaluated_operand != 0)
18393         goto out;
18394       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
18395          when marked as "extern template".  */
18396       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
18397         add_pending_template (d);
18398       goto out;
18399     }
18400   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
18401      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
18402   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
18403     {
18404       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
18405          requested instantiation in the PCH it is still possible that
18406          an instantiation will be required in a file that includes the
18407          PCH.  */
18408       if (pch_file)
18409         add_pending_template (d);
18410       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
18411          job, even though we'll not be emitting a copy of this
18412          function.  */
18413       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && possibly_inlined_p (d)))
18414         goto out;
18415     }
18416
18417   fn_context = decl_function_context (d);
18418   nested = (current_function_decl != NULL_TREE);
18419   if (!fn_context)
18420     push_to_top_level ();
18421   else if (nested)
18422     push_function_context ();
18423
18424   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
18425      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
18426   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
18427
18428   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
18429      by a subsequent redeclaration.  */
18430   regenerate_decl_from_template (d, td);
18431
18432   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
18433      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
18434   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
18435
18436   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
18437     {
18438       tree init;
18439       bool const_init = false;
18440
18441       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
18442          since we've reset the type of the declaration.  */
18443       SET_DECL_RTL (d, NULL);
18444       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
18445
18446       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
18447          regenerate_decl_from_template so we don't need to
18448          push/pop_access_scope again here.  Pull it out so that
18449          cp_finish_decl can process it.  */
18450       init = DECL_INITIAL (d);
18451       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
18452       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
18453
18454       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
18455          initializer.  That function will defer actual emission until
18456          we have a chance to determine linkage.  */
18457       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
18458
18459       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
18460       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
18461       const_init = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (code_pattern);
18462       cp_finish_decl (d, init, const_init, NULL_TREE, 0);
18463       pop_nested_class ();
18464     }
18465   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_DEFAULTED_FN (code_pattern))
18466     synthesize_method (d);
18467   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18468     {
18469       htab_t saved_local_specializations;
18470       tree subst_decl;
18471       tree tmpl_parm;
18472       tree spec_parm;
18473
18474       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
18475          template from within the body of another.  */
18476       saved_local_specializations = local_specializations;
18477
18478       /* Set up the list of local specializations.  */
18479       local_specializations = htab_create (37,
18480                                            hash_local_specialization,
18481                                            eq_local_specializations,
18482                                            NULL);
18483
18484       /* Set up context.  */
18485       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
18486
18487       /* Create substitution entries for the parameters.  */
18488       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
18489       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
18490       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
18491       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
18492         {
18493           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
18494           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
18495           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
18496         }
18497       for (; tmpl_parm; tmpl_parm = DECL_CHAIN (tmpl_parm))
18498         {
18499           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
18500             {
18501               register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
18502               spec_parm = DECL_CHAIN (spec_parm);
18503             }
18504           else
18505             {
18506               /* Register the (value) argument pack as a specialization of
18507                  TMPL_PARM, then move on.  */
18508               tree argpack = extract_fnparm_pack (tmpl_parm, &spec_parm);
18509               register_local_specialization (argpack, tmpl_parm);
18510             }
18511         }
18512       gcc_assert (!spec_parm);
18513
18514       /* Substitute into the body of the function.  */
18515       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
18516                    tf_warning_or_error, tmpl,
18517                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
18518
18519       /* Set the current input_location to the end of the function
18520          so that finish_function knows where we are.  */
18521       input_location = DECL_STRUCT_FUNCTION (code_pattern)->function_end_locus;
18522
18523       /* We don't need the local specializations any more.  */
18524       htab_delete (local_specializations);
18525       local_specializations = saved_local_specializations;
18526
18527       /* Finish the function.  */
18528       d = finish_function (0);
18529       expand_or_defer_fn (d);
18530     }
18531
18532   /* We're not deferring instantiation any more.  */
18533   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
18534
18535   if (!fn_context)
18536     pop_from_top_level ();
18537   else if (nested)
18538     pop_function_context ();
18539
18540 out:
18541   input_location = saved_loc;
18542   pop_deferring_access_checks ();
18543   pop_tinst_level ();
18544
18545   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
18546
18547   return d;
18548 }
18549
18550 /* Run through the list of templates that we wish we could
18551    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
18552    number of times we retry pending template instantiation.  */
18553
18554 void
18555 instantiate_pending_templates (int retries)
18556 {
18557   int reconsider;
18558   location_t saved_loc = input_location;
18559
18560   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
18561      may require further template instantiations.  We place a limit here
18562      to avoid infinite loop.  */
18563   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
18564     {
18565       tree decl = pending_templates->tinst->decl;
18566
18567       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
18568              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
18569              " (use -ftemplate-depth= to increase the maximum)",
18570              max_tinst_depth, decl);
18571       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
18572         /* Pretend that we defined it.  */
18573         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
18574       return;
18575     }
18576
18577   do
18578     {
18579       struct pending_template **t = &pending_templates;
18580       struct pending_template *last = NULL;
18581       reconsider = 0;
18582       while (*t)
18583         {
18584           tree instantiation = reopen_tinst_level ((*t)->tinst);
18585           bool complete = false;
18586
18587           if (TYPE_P (instantiation))
18588             {
18589               tree fn;
18590
18591               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
18592                 {
18593                   instantiate_class_template (instantiation);
18594                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
18595                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
18596                          fn;
18597                          fn = TREE_CHAIN (fn))
18598                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
18599                         instantiate_decl (fn,
18600                                           /*defer_ok=*/0,
18601                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
18602                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
18603                     reconsider = 1;
18604                 }
18605
18606               complete = COMPLETE_TYPE_P (instantiation);
18607             }
18608           else
18609             {
18610               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
18611                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
18612                 {
18613                   instantiation
18614                     = instantiate_decl (instantiation,
18615                                         /*defer_ok=*/0,
18616                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
18617                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
18618                     reconsider = 1;
18619                 }
18620
18621               complete = (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
18622                           || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation));
18623             }
18624
18625           if (complete)
18626             /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
18627                need to consider it again in the future.  */
18628             *t = (*t)->next;
18629           else
18630             {
18631               last = *t;
18632               t = &(*t)->next;
18633             }
18634           tinst_depth = 0;
18635           current_tinst_level = NULL;
18636         }
18637       last_pending_template = last;
18638     }
18639   while (reconsider);
18640
18641   input_location = saved_loc;
18642 }
18643
18644 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
18645    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
18646    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
18647    instantiate_decl.  */
18648
18649 static tree
18650 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
18651 {
18652   tree inits = NULL_TREE;
18653
18654   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
18655     {
18656       tree decl;
18657       tree init;
18658       tree expanded_bases = NULL_TREE;
18659       tree expanded_arguments = NULL_TREE;
18660       int i, len = 1;
18661
18662       if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (t)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
18663         {
18664           tree expr;
18665           tree arg;
18666
18667           /* Expand the base class expansion type into separate base
18668              classes.  */
18669           expanded_bases = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), argvec,
18670                                                  tf_warning_or_error,
18671                                                  NULL_TREE);
18672           if (expanded_bases == error_mark_node)
18673             continue;
18674           
18675           /* We'll be building separate TREE_LISTs of arguments for
18676              each base.  */
18677           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
18678           expanded_arguments = make_tree_vec (len);
18679           for (i = 0; i < len; i++)
18680             TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = NULL_TREE;
18681
18682           /* Build a dummy EXPR_PACK_EXPANSION that will be used to
18683              expand each argument in the TREE_VALUE of t.  */
18684           expr = make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
18685           PACK_EXPANSION_LOCAL_P (expr) = true;
18686           PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (expr) =
18687             PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (TREE_PURPOSE (t));
18688
18689           if (TREE_VALUE (t) == void_type_node)
18690             /* VOID_TYPE_NODE is used to indicate
18691                value-initialization.  */
18692             {
18693               for (i = 0; i < len; i++)
18694                 TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = void_type_node;
18695             }
18696           else
18697             {
18698               /* Substitute parameter packs into each argument in the
18699                  TREE_LIST.  */
18700               in_base_initializer = 1;
18701               for (arg = TREE_VALUE (t); arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
18702                 {
18703                   tree expanded_exprs;
18704
18705                   /* Expand the argument.  */
18706                   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (expr, TREE_VALUE (arg));
18707                   expanded_exprs 
18708                     = tsubst_pack_expansion (expr, argvec,
18709                                              tf_warning_or_error,
18710                                              NULL_TREE);
18711                   if (expanded_exprs == error_mark_node)
18712                     continue;
18713
18714                   /* Prepend each of the expanded expressions to the
18715                      corresponding TREE_LIST in EXPANDED_ARGUMENTS.  */
18716                   for (i = 0; i < len; i++)
18717                     {
18718                       TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
18719                         tree_cons (NULL_TREE, 
18720                                    TREE_VEC_ELT (expanded_exprs, i),
18721                                    TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
18722                     }
18723                 }
18724               in_base_initializer = 0;
18725
18726               /* Reverse all of the TREE_LISTs in EXPANDED_ARGUMENTS,
18727                  since we built them backwards.  */
18728               for (i = 0; i < len; i++)
18729                 {
18730                   TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
18731                     nreverse (TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
18732                 }
18733             }
18734         }
18735
18736       for (i = 0; i < len; ++i)
18737         {
18738           if (expanded_bases)
18739             {
18740               decl = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, i);
18741               decl = expand_member_init (decl);
18742               init = TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i);
18743             }
18744           else
18745             {
18746               tree tmp;
18747               decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, 
18748                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18749
18750               decl = expand_member_init (decl);
18751               if (decl && !DECL_P (decl))
18752                 in_base_initializer = 1;
18753
18754               init = TREE_VALUE (t);
18755               tmp = init;
18756               if (init != void_type_node)
18757                 init = tsubst_expr (init, argvec,
18758                                     tf_warning_or_error, NULL_TREE,
18759                                     /*integral_constant_expression_p=*/false);
18760               if (init == NULL_TREE && tmp != NULL_TREE)
18761                 /* If we had an initializer but it instantiated to nothing,
18762                    value-initialize the object.  This will only occur when
18763                    the initializer was a pack expansion where the parameter
18764                    packs used in that expansion were of length zero.  */
18765                 init = void_type_node;
18766               in_base_initializer = 0;
18767             }
18768
18769           if (decl)
18770             {
18771               init = build_tree_list (decl, init);
18772               TREE_CHAIN (init) = inits;
18773               inits = init;
18774             }
18775         }
18776     }
18777   return inits;
18778 }
18779
18780 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
18781
18782 static void
18783 set_current_access_from_decl (tree decl)
18784 {
18785   if (TREE_PRIVATE (decl))
18786     current_access_specifier = access_private_node;
18787   else if (TREE_PROTECTED (decl))
18788     current_access_specifier = access_protected_node;
18789   else
18790     current_access_specifier = access_public_node;
18791 }
18792
18793 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
18794    is the instantiation (which should have been created with
18795    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
18796
18797 static void
18798 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
18799 {
18800   tree e;
18801
18802   if (SCOPED_ENUM_P (newtag))
18803     begin_scope (sk_scoped_enum, newtag);
18804
18805   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
18806     {
18807       tree value;
18808       tree decl;
18809
18810       decl = TREE_VALUE (e);
18811       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
18812          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
18813       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
18814                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
18815                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
18816
18817       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
18818       set_current_access_from_decl (decl);
18819
18820       /* Actually build the enumerator itself.  */
18821       build_enumerator
18822         (DECL_NAME (decl), value, newtag, DECL_SOURCE_LOCATION (decl));
18823     }
18824
18825   if (SCOPED_ENUM_P (newtag))
18826     finish_scope ();
18827
18828   finish_enum_value_list (newtag);
18829   finish_enum (newtag);
18830
18831   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
18832     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
18833 }
18834
18835 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
18836    its type -- but without substituting the innermost set of template
18837    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
18838    the type.  */
18839
18840 tree
18841 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
18842 {
18843   tree fn_type;
18844   tree tmpl;
18845   tree targs;
18846   tree tparms;
18847   int parm_depth;
18848
18849   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
18850   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
18851   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
18852   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
18853
18854   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
18855      of parameters.  */
18856   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
18857
18858   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
18859
18860   if (parm_depth == 1)
18861     /* No substitution is necessary.  */
18862     ;
18863   else
18864     {
18865       int i;
18866       tree partial_args;
18867
18868       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
18869          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
18870       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
18871       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
18872         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
18873                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
18874       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
18875                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
18876                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
18877
18878       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
18879          correctly.  */
18880       push_access_scope (decl);
18881
18882       ++processing_template_decl;
18883       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
18884          appropriate function type.  */
18885       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
18886       --processing_template_decl;
18887
18888       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
18889          innermost set of parameters.  This step is important if the
18890          innermost set of template parameters contains value
18891          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
18892       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
18893       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
18894
18895       pop_access_scope (decl);
18896     }
18897
18898   return fn_type;
18899 }
18900
18901 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
18902    the last one involved in diagnostics.  */
18903 int
18904 problematic_instantiation_changed (void)
18905 {
18906   return current_tinst_level != last_error_tinst_level;
18907 }
18908
18909 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
18910 void
18911 record_last_problematic_instantiation (void)
18912 {
18913   last_error_tinst_level = current_tinst_level;
18914 }
18915
18916 struct tinst_level *
18917 current_instantiation (void)
18918 {
18919   return current_tinst_level;
18920 }
18921
18922 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
18923    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
18924    warning messages under control of COMPLAIN.  */
18925
18926 static int
18927 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
18928 {
18929   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
18930     return 0;
18931   else if (POINTER_TYPE_P (type))
18932     return 0;
18933   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
18934     return 0;
18935   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
18936     return 0;
18937   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
18938     return 0;
18939   else if (TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE)
18940     return 0;
18941   else if (TREE_CODE (type) == NULLPTR_TYPE)
18942     return 0;
18943
18944   if (complain & tf_error)
18945     {
18946       if (type == error_mark_node)
18947         inform (input_location, "invalid template non-type parameter");
18948       else
18949         error ("%q#T is not a valid type for a template non-type parameter",
18950                type);
18951     }
18952   return 1;
18953 }
18954
18955 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
18956    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
18957
18958 static bool
18959 dependent_type_p_r (tree type)
18960 {
18961   tree scope;
18962
18963   /* [temp.dep.type]
18964
18965      A type is dependent if it is:
18966
18967      -- a template parameter. Template template parameters are types
18968         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
18969         them here.  */
18970   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
18971       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
18972     return true;
18973   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
18974         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
18975         names a dependent type.  */
18976   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
18977     return true;
18978   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
18979         dependent.  */
18980   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
18981   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
18982   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
18983     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
18984             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
18985                                            (type)));
18986   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
18987            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
18988     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
18989   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
18990            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
18991     {
18992       tree arg_type;
18993
18994       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
18995         return true;
18996       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
18997            arg_type;
18998            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
18999         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
19000           return true;
19001       return false;
19002     }
19003   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
19004         size is specified by a constant expression that is
19005         value-dependent.
19006
19007         We checked for type- and value-dependence of the bounds in
19008         compute_array_index_type, so TYPE_DEPENDENT_P is already set.  */
19009   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
19010     {
19011       if (TYPE_DOMAIN (type)
19012           && dependent_type_p (TYPE_DOMAIN (type)))
19013         return true;
19014       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
19015     }
19016
19017   /* -- a template-id in which either the template name is a template
19018      parameter ...  */
19019   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19020     return true;
19021   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
19022         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
19023   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
19024            && (any_dependent_template_arguments_p
19025                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
19026     return true;
19027
19028   /* All TYPEOF_TYPEs, DECLTYPE_TYPEs, and UNDERLYING_TYPEs are
19029      dependent; if the argument of the `typeof' expression is not
19030      type-dependent, then it should already been have resolved.  */
19031   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE
19032       || TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE
19033       || TREE_CODE (type) == UNDERLYING_TYPE)
19034     return true;
19035
19036   /* A template argument pack is dependent if any of its packed
19037      arguments are.  */
19038   if (TREE_CODE (type) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
19039     {
19040       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (type);
19041       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
19042       for (i = 0; i < len; ++i)
19043         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
19044           return true;
19045     }
19046
19047   /* All TYPE_PACK_EXPANSIONs are dependent, because parameter packs must
19048      be template parameters.  */
19049   if (TREE_CODE (type) == TYPE_PACK_EXPANSION)
19050     return true;
19051
19052   /* The standard does not specifically mention types that are local
19053      to template functions or local classes, but they should be
19054      considered dependent too.  For example:
19055
19056        template <int I> void f() {
19057          enum E { a = I };
19058          S<sizeof (E)> s;
19059        }
19060
19061      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
19062      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
19063   scope = TYPE_CONTEXT (type);
19064   if (scope && TYPE_P (scope))
19065     return dependent_type_p (scope);
19066   /* Don't use type_dependent_expression_p here, as it can lead
19067      to infinite recursion trying to determine whether a lambda
19068      nested in a lambda is dependent (c++/47687).  */
19069   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL
19070            && DECL_LANG_SPECIFIC (scope)
19071            && DECL_TEMPLATE_INFO (scope)
19072            && (any_dependent_template_arguments_p
19073                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (scope)))))
19074     return true;
19075
19076   /* Other types are non-dependent.  */
19077   return false;
19078 }
19079
19080 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
19081    [temp.dep.type].  Note that a NULL type is considered dependent.  */
19082
19083 bool
19084 dependent_type_p (tree type)
19085 {
19086   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
19087      any dependent types.  */
19088   if (!processing_template_decl)
19089     {
19090       /* If we are not processing a template, then nobody should be
19091          providing us with a dependent type.  */
19092       gcc_assert (type);
19093       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM || is_auto (type));
19094       return false;
19095     }
19096
19097   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
19098      in question; in that case, the type is dependent.  */
19099   if (!type)
19100     return true;
19101
19102   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
19103   if (type == error_mark_node)
19104     return false;
19105
19106   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
19107      do so now.  */
19108   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
19109     {
19110       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
19111       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
19112     }
19113
19114   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
19115 }
19116
19117 /* Returns TRUE if SCOPE is a dependent scope, in which we can't do any
19118    lookup.  In other words, a dependent type that is not the current
19119    instantiation.  */
19120
19121 bool
19122 dependent_scope_p (tree scope)
19123 {
19124   return (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
19125           && !currently_open_class (scope));
19126 }
19127
19128 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
19129    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
19130    expression.  */
19131
19132 /* Note that this predicate is not appropriate for general expressions;
19133    only constant expressions (that satisfy potential_constant_expression)
19134    can be tested for value dependence.
19135
19136    We should really also have a predicate for "instantiation-dependent".
19137
19138    fold_non_dependent_expr: fold if constant and not type-dependent and not value-dependent.
19139      (what about instantiation-dependent constant-expressions?)
19140    is_late_template_attribute: defer if instantiation-dependent.
19141    compute_array_index_type: proceed if constant and not t- or v-dependent
19142      if instantiation-dependent, need to remember full expression
19143    uses_template_parms: FIXME - need to audit callers
19144    tsubst_decl [function_decl]: Why is this using value_dependent_expression_p?
19145    dependent_type_p [array_type]: dependent if index type is dependent
19146      (or non-constant?)
19147    static_assert - instantiation-dependent */
19148
19149 bool
19150 value_dependent_expression_p (tree expression)
19151 {
19152   if (!processing_template_decl)
19153     return false;
19154
19155   /* A name declared with a dependent type.  */
19156   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
19157     return true;
19158
19159   switch (TREE_CODE (expression))
19160     {
19161     case IDENTIFIER_NODE:
19162       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
19163       return true;
19164
19165     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
19166       /* A non-type template parm.  */
19167       return true;
19168
19169     case CONST_DECL:
19170       /* A non-type template parm.  */
19171       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
19172         return true;
19173       return value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression));
19174
19175     case VAR_DECL:
19176        /* A constant with literal type and is initialized
19177           with an expression that is value-dependent.
19178
19179           Note that a non-dependent parenthesized initializer will have
19180           already been replaced with its constant value, so if we see
19181           a TREE_LIST it must be dependent.  */
19182       if (DECL_INITIAL (expression)
19183           && decl_constant_var_p (expression)
19184           && (TREE_CODE (DECL_INITIAL (expression)) == TREE_LIST
19185               || value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression))))
19186         return true;
19187       return false;
19188
19189     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
19190     case STATIC_CAST_EXPR:
19191     case CONST_CAST_EXPR:
19192     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
19193     case CAST_EXPR:
19194       /* These expressions are value-dependent if the type to which
19195          the cast occurs is dependent or the expression being casted
19196          is value-dependent.  */
19197       {
19198         tree type = TREE_TYPE (expression);
19199
19200         if (dependent_type_p (type))
19201           return true;
19202
19203         /* A functional cast has a list of operands.  */
19204         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19205         if (!expression)
19206           {
19207             /* If there are no operands, it must be an expression such
19208                as "int()". This should not happen for aggregate types
19209                because it would form non-constant expressions.  */
19210             gcc_assert (cxx_dialect >= cxx0x
19211                         || INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
19212
19213             return false;
19214           }
19215
19216         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
19217           return any_value_dependent_elements_p (expression);
19218
19219         return value_dependent_expression_p (expression);
19220       }
19221
19222     case SIZEOF_EXPR:
19223     case ALIGNOF_EXPR:
19224     case TYPEID_EXPR:
19225       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
19226          type-dependent or is a pack expansion.  */
19227       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19228       if (PACK_EXPANSION_P (expression))
19229         return true;
19230       else if (TYPE_P (expression))
19231         return dependent_type_p (expression);
19232       return type_dependent_expression_p (expression);
19233
19234     case AT_ENCODE_EXPR:
19235       /* An 'encode' expression is value-dependent if the operand is
19236          type-dependent.  */
19237       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19238       return dependent_type_p (expression);
19239
19240     case NOEXCEPT_EXPR:
19241       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19242       return type_dependent_expression_p (expression);
19243
19244     case SCOPE_REF:
19245       {
19246         tree name = TREE_OPERAND (expression, 1);
19247         return value_dependent_expression_p (name);
19248       }
19249
19250     case COMPONENT_REF:
19251       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
19252               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
19253
19254     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
19255       /* A NONTYPE_ARGUMENT_PACK is value-dependent if any packed argument
19256          is value-dependent.  */
19257       {
19258         tree values = ARGUMENT_PACK_ARGS (expression);
19259         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (values);
19260         
19261         for (i = 0; i < len; ++i)
19262           if (value_dependent_expression_p (TREE_VEC_ELT (values, i)))
19263             return true;
19264         
19265         return false;
19266       }
19267
19268     case TRAIT_EXPR:
19269       {
19270         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (expression);
19271         return (dependent_type_p (TRAIT_EXPR_TYPE1 (expression))
19272                 || (type2 ? dependent_type_p (type2) : false));
19273       }
19274
19275     case MODOP_EXPR:
19276       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19277               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
19278
19279     case ARRAY_REF:
19280       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19281               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1))));
19282
19283     case ADDR_EXPR:
19284       {
19285         tree op = TREE_OPERAND (expression, 0);
19286         return (value_dependent_expression_p (op)
19287                 || has_value_dependent_address (op));
19288       }
19289
19290     case CALL_EXPR:
19291       {
19292         tree fn = get_callee_fndecl (expression);
19293         int i, nargs;
19294         if (!fn && value_dependent_expression_p (CALL_EXPR_FN (expression)))
19295           return true;
19296         nargs = call_expr_nargs (expression);
19297         for (i = 0; i < nargs; ++i)
19298           {
19299             tree op = CALL_EXPR_ARG (expression, i);
19300             /* In a call to a constexpr member function, look through the
19301                implicit ADDR_EXPR on the object argument so that it doesn't
19302                cause the call to be considered value-dependent.  We also
19303                look through it in potential_constant_expression.  */
19304             if (i == 0 && fn && DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (fn)
19305                 && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
19306                 && TREE_CODE (op) == ADDR_EXPR)
19307               op = TREE_OPERAND (op, 0);
19308             if (value_dependent_expression_p (op))
19309               return true;
19310           }
19311         return false;
19312       }
19313
19314     case TEMPLATE_ID_EXPR:
19315       /* If a TEMPLATE_ID_EXPR involves a dependent name, it will be
19316          type-dependent.  */
19317       return type_dependent_expression_p (expression);
19318
19319     case CONSTRUCTOR:
19320       {
19321         unsigned ix;
19322         tree val;
19323         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), ix, val)
19324           if (value_dependent_expression_p (val))
19325             return true;
19326         return false;
19327       }
19328
19329     case STMT_EXPR:
19330       /* Treat a GNU statement expression as dependent to avoid crashing
19331          under fold_non_dependent_expr; it can't be constant.  */
19332       return true;
19333
19334     default:
19335       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
19336          value-dependent.  */
19337       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
19338         {
19339         case tcc_reference:
19340         case tcc_unary:
19341         case tcc_comparison:
19342         case tcc_binary:
19343         case tcc_expression:
19344         case tcc_vl_exp:
19345           {
19346             int i, len = cp_tree_operand_length (expression);
19347
19348             for (i = 0; i < len; i++)
19349               {
19350                 tree t = TREE_OPERAND (expression, i);
19351
19352                 /* In some cases, some of the operands may be missing.l
19353                    (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
19354                    amount to increment by may be missing.)  That doesn't
19355                    make the expression dependent.  */
19356                 if (t && value_dependent_expression_p (t))
19357                   return true;
19358               }
19359           }
19360           break;
19361         default:
19362           break;
19363         }
19364       break;
19365     }
19366
19367   /* The expression is not value-dependent.  */
19368   return false;
19369 }
19370
19371 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
19372    [temp.dep.expr].  Note that an expression with no type is
19373    considered dependent.  Other parts of the compiler arrange for an
19374    expression with type-dependent subexpressions to have no type, so
19375    this function doesn't have to be fully recursive.  */
19376
19377 bool
19378 type_dependent_expression_p (tree expression)
19379 {
19380   if (!processing_template_decl)
19381     return false;
19382
19383   if (expression == error_mark_node)
19384     return false;
19385
19386   /* An unresolved name is always dependent.  */
19387   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
19388       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
19389     return true;
19390
19391   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
19392   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
19393       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
19394       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
19395       || TREE_CODE (expression) == AT_ENCODE_EXPR
19396       || TREE_CODE (expression) == NOEXCEPT_EXPR
19397       || TREE_CODE (expression) == TRAIT_EXPR
19398       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
19399       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
19400       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
19401       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
19402     return false;
19403
19404   /* The types of these expressions depends only on the type to which
19405      the cast occurs.  */
19406   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
19407       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
19408       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
19409       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
19410       || TREE_CODE (expression) == IMPLICIT_CONV_EXPR
19411       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
19412     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
19413
19414   /* The types of these expressions depends only on the type created
19415      by the expression.  */
19416   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
19417       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
19418     {
19419       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
19420          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
19421          operand 1.  */
19422       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
19423       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
19424         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
19425            as well.  */
19426         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
19427                || value_dependent_expression_p
19428                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
19429       else
19430         return dependent_type_p (type);
19431     }
19432
19433   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
19434     {
19435       tree scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
19436       tree name = TREE_OPERAND (expression, 1);
19437
19438       /* 14.6.2.2 [temp.dep.expr]: An id-expression is type-dependent if it
19439          contains an identifier associated by name lookup with one or more
19440          declarations declared with a dependent type, or...a
19441          nested-name-specifier or qualified-id that names a member of an
19442          unknown specialization.  */
19443       return (type_dependent_expression_p (name)
19444               || dependent_scope_p (scope));
19445     }
19446
19447   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
19448       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
19449       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
19450       && (any_dependent_template_arguments_p
19451           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
19452     return true;
19453
19454   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
19455       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
19456     return false;
19457
19458   if (TREE_CODE (expression) == STMT_EXPR)
19459     expression = stmt_expr_value_expr (expression);
19460
19461   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expression))
19462     {
19463       tree elt;
19464       unsigned i;
19465
19466       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), i, elt)
19467         {
19468           if (type_dependent_expression_p (elt))
19469             return true;
19470         }
19471       return false;
19472     }
19473
19474   /* A static data member of the current instantiation with incomplete
19475      array type is type-dependent, as the definition and specializations
19476      can have different bounds.  */
19477   if (TREE_CODE (expression) == VAR_DECL
19478       && DECL_CLASS_SCOPE_P (expression)
19479       && dependent_type_p (DECL_CONTEXT (expression))
19480       && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (expression))
19481     return true;
19482
19483   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
19484     {
19485       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
19486         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
19487       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
19488           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
19489         {
19490           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19491             return true;
19492           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
19493           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
19494             return false;
19495         }
19496       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
19497       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
19498         return false;
19499
19500       if (BASELINK_P (expression))
19501         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
19502
19503       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
19504         {
19505           if (any_dependent_template_arguments_p
19506               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
19507             return true;
19508           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19509         }
19510       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
19511                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
19512
19513       while (expression)
19514         {
19515           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
19516             return true;
19517           expression = OVL_NEXT (expression);
19518         }
19519       return false;
19520     }
19521
19522   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
19523
19524   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
19525 }
19526
19527 /* Like type_dependent_expression_p, but it also works while not processing
19528    a template definition, i.e. during substitution or mangling.  */
19529
19530 bool
19531 type_dependent_expression_p_push (tree expr)
19532 {
19533   bool b;
19534   ++processing_template_decl;
19535   b = type_dependent_expression_p (expr);
19536   --processing_template_decl;
19537   return b;
19538 }
19539
19540 /* Returns TRUE if ARGS contains a type-dependent expression.  */
19541
19542 bool
19543 any_type_dependent_arguments_p (const VEC(tree,gc) *args)
19544 {
19545   unsigned int i;
19546   tree arg;
19547
19548   FOR_EACH_VEC_ELT (tree, args, i, arg)
19549     {
19550       if (type_dependent_expression_p (arg))
19551         return true;
19552     }
19553   return false;
19554 }
19555
19556 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
19557    expressions) contains any type-dependent expressions.  */
19558
19559 bool
19560 any_type_dependent_elements_p (const_tree list)
19561 {
19562   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
19563     if (type_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
19564       return true;
19565
19566   return false;
19567 }
19568
19569 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
19570    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
19571
19572 bool
19573 any_value_dependent_elements_p (const_tree list)
19574 {
19575   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
19576     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
19577       return true;
19578
19579   return false;
19580 }
19581
19582 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
19583
19584 bool
19585 dependent_template_arg_p (tree arg)
19586 {
19587   if (!processing_template_decl)
19588     return false;
19589
19590   /* Assume a template argument that was wrongly written by the user
19591      is dependent. This is consistent with what
19592      any_dependent_template_arguments_p [that calls this function]
19593      does.  */
19594   if (!arg || arg == error_mark_node)
19595     return true;
19596
19597   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
19598     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
19599
19600   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
19601       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19602     return dependent_template_p (arg);
19603   else if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
19604     {
19605       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
19606       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
19607       for (i = 0; i < len; ++i)
19608         {
19609           if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
19610             return true;
19611         }
19612
19613       return false;
19614     }
19615   else if (TYPE_P (arg))
19616     return dependent_type_p (arg);
19617   else
19618     return (type_dependent_expression_p (arg)
19619             || value_dependent_expression_p (arg));
19620 }
19621
19622 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
19623    any types that require structural equality testing.  */
19624
19625 bool
19626 any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree args)
19627 {
19628   int i;
19629   int j;
19630
19631   if (!args)
19632     return false;
19633   if (args == error_mark_node)
19634     return true;
19635
19636   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
19637     {
19638       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
19639       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
19640         {
19641           tree arg = TREE_VEC_ELT (level, j);
19642           tree packed_args = NULL_TREE;
19643           int k, len = 1;
19644
19645           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
19646             {
19647               /* Look inside the argument pack.  */
19648               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
19649               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
19650             }
19651
19652           for (k = 0; k < len; ++k)
19653             {
19654               if (packed_args)
19655                 arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, k);
19656
19657               if (error_operand_p (arg))
19658                 return true;
19659               else if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
19660                        || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19661                 continue;
19662               else if (TYPE_P (arg) && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (arg))
19663                 return true;
19664               else if (!TYPE_P (arg) && TREE_TYPE (arg)
19665                        && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (TREE_TYPE (arg)))
19666                 return true;
19667             }
19668         }
19669     }
19670
19671   return false;
19672 }
19673
19674 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
19675    any dependent arguments.  */
19676
19677 bool
19678 any_dependent_template_arguments_p (const_tree args)
19679 {
19680   int i;
19681   int j;
19682
19683   if (!args)
19684     return false;
19685   if (args == error_mark_node)
19686     return true;
19687
19688   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
19689     {
19690       const_tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
19691       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
19692         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
19693           return true;
19694     }
19695
19696   return false;
19697 }
19698
19699 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
19700
19701 bool
19702 dependent_template_p (tree tmpl)
19703 {
19704   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
19705     {
19706       while (tmpl)
19707         {
19708           if (dependent_template_p (OVL_CURRENT (tmpl)))
19709             return true;
19710           tmpl = OVL_NEXT (tmpl);
19711         }
19712       return false;
19713     }
19714
19715   /* Template template parameters are dependent.  */
19716   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
19717       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19718     return true;
19719   /* So are names that have not been looked up.  */
19720   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
19721       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
19722     return true;
19723   /* So are member templates of dependent classes.  */
19724   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
19725     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
19726   return false;
19727 }
19728
19729 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
19730
19731 bool
19732 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
19733 {
19734   return (dependent_template_p (tmpl)
19735           || any_dependent_template_arguments_p (args));
19736 }
19737
19738 /* Returns TRUE if OMP_FOR with DECLV, INITV, CONDV and INCRV vectors
19739    is dependent.  */
19740
19741 bool
19742 dependent_omp_for_p (tree declv, tree initv, tree condv, tree incrv)
19743 {
19744   int i;
19745
19746   if (!processing_template_decl)
19747     return false;
19748
19749   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (declv); i++)
19750     {
19751       tree decl = TREE_VEC_ELT (declv, i);
19752       tree init = TREE_VEC_ELT (initv, i);
19753       tree cond = TREE_VEC_ELT (condv, i);
19754       tree incr = TREE_VEC_ELT (incrv, i);
19755
19756       if (type_dependent_expression_p (decl))
19757         return true;
19758
19759       if (init && type_dependent_expression_p (init))
19760         return true;
19761
19762       if (type_dependent_expression_p (cond))
19763         return true;
19764
19765       if (COMPARISON_CLASS_P (cond)
19766           && (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 0))
19767               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 1))))
19768         return true;
19769
19770       if (TREE_CODE (incr) == MODOP_EXPR)
19771         {
19772           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0))
19773               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 2)))
19774             return true;
19775         }
19776       else if (type_dependent_expression_p (incr))
19777         return true;
19778       else if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
19779         {
19780           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0)))
19781             return true;
19782           else if (BINARY_CLASS_P (TREE_OPERAND (incr, 1)))
19783             {
19784               tree t = TREE_OPERAND (incr, 1);
19785               if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 0))
19786                   || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 1)))
19787                 return true;
19788             }
19789         }
19790     }
19791
19792   return false;
19793 }
19794
19795 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
19796    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns the original TYPENAME_TYPE if
19797    no such TYPE can be found.  Note that this function peers inside
19798    uninstantiated templates and therefore should be used only in
19799    extremely limited situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this
19800    peering to the currently open classes hierarchy (which is required
19801    when comparing types).  */
19802
19803 tree
19804 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
19805 {
19806   tree scope;
19807   tree name;
19808   tree decl;
19809   int quals;
19810   tree pushed_scope;
19811   tree result;
19812
19813   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
19814
19815   scope = TYPE_CONTEXT (type);
19816   /* Usually the non-qualified identifier of a TYPENAME_TYPE is
19817      TYPE_IDENTIFIER (type). But when 'type' is a typedef variant of
19818      a TYPENAME_TYPE node, then TYPE_NAME (type) is set to the TYPE_DECL representing
19819      the typedef. In that case TYPE_IDENTIFIER (type) is not the non-qualified
19820      identifier  of the TYPENAME_TYPE anymore.
19821      So by getting the TYPE_IDENTIFIER of the _main declaration_ of the
19822      TYPENAME_TYPE instead, we avoid messing up with a possible
19823      typedef variant case.  */
19824   name = TYPE_IDENTIFIER (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
19825
19826   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
19827      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
19828   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
19829     {
19830       if (TYPENAME_IS_RESOLVING_P (scope))
19831         /* Given a class template A with a dependent base with nested type C,
19832            typedef typename A::C::C C will land us here, as trying to resolve
19833            the initial A::C leads to the local C typedef, which leads back to
19834            A::C::C.  So we break the recursion now.  */
19835         return type;
19836       else
19837         scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
19838     }
19839   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
19840      TYPENAME_TYPE.  */
19841   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
19842     return type;
19843   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
19844      resolving the name.  */
19845   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
19846     return type;
19847   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
19848      to look inside it.  */
19849   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
19850     return type;
19851   /* If this is a typedef, we don't want to look inside (c++/11987).  */
19852   if (typedef_variant_p (type))
19853     return type;
19854   /* If SCOPE isn't the template itself, it will not have a valid
19855      TYPE_FIELDS list.  */
19856   if (same_type_p (scope, CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope)))
19857     /* scope is either the template itself or a compatible instantiation
19858        like X<T>, so look up the name in the original template.  */
19859     scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
19860   else
19861     /* scope is a partial instantiation, so we can't do the lookup or we
19862        will lose the template arguments.  */
19863     return type;
19864   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
19865      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
19866      longer be considered a dependent type.  */
19867   pushed_scope = push_scope (scope);
19868   /* Look up the declaration.  */
19869   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true,
19870                         tf_warning_or_error);
19871
19872   result = NULL_TREE;
19873   
19874   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
19875      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
19876   if (!decl)
19877     /*nop*/;
19878   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
19879            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
19880     {
19881       result = TREE_TYPE (decl);
19882       if (result == error_mark_node)
19883         result = NULL_TREE;
19884     }
19885   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
19886            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
19887     {
19888       tree tmpl;
19889       tree args;
19890       /* Obtain the template and the arguments.  */
19891       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
19892       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
19893       /* Instantiate the template.  */
19894       result = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
19895                                       /*entering_scope=*/0,
19896                                       tf_error | tf_user);
19897       if (result == error_mark_node)
19898         result = NULL_TREE;
19899     }
19900   
19901   /* Leave the SCOPE.  */
19902   if (pushed_scope)
19903     pop_scope (pushed_scope);
19904
19905   /* If we failed to resolve it, return the original typename.  */
19906   if (!result)
19907     return type;
19908   
19909   /* If lookup found a typename type, resolve that too.  */
19910   if (TREE_CODE (result) == TYPENAME_TYPE && !TYPENAME_IS_RESOLVING_P (result))
19911     {
19912       /* Ill-formed programs can cause infinite recursion here, so we
19913          must catch that.  */
19914       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 1;
19915       result = resolve_typename_type (result, only_current_p);
19916       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 0;
19917     }
19918   
19919   /* Qualify the resulting type.  */
19920   quals = cp_type_quals (type);
19921   if (quals)
19922     result = cp_build_qualified_type (result, cp_type_quals (result) | quals);
19923
19924   return result;
19925 }
19926
19927 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
19928    for EXPR that can be used to compute the types of larger
19929    expressions containing EXPR.  */
19930
19931 tree
19932 build_non_dependent_expr (tree expr)
19933 {
19934   tree inner_expr;
19935
19936 #ifdef ENABLE_CHECKING
19937   /* Try to get a constant value for all non-type-dependent expressions in
19938       order to expose bugs in *_dependent_expression_p and constexpr.  */
19939   if (cxx_dialect >= cxx0x)
19940     maybe_constant_value (fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, tf_none));
19941 #endif
19942
19943   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
19944      types.  */
19945   inner_expr = expr;
19946   if (TREE_CODE (inner_expr) == STMT_EXPR)
19947     inner_expr = stmt_expr_value_expr (inner_expr);
19948   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
19949     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
19950   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
19951     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
19952   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
19953       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
19954     return expr;
19955   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
19956   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
19957     return expr;
19958   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
19959      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
19960      cannot be used to initialize a "char *".  */
19961   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
19962     return expr;
19963   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
19964      reason to create a new node.  */
19965   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
19966     return expr;
19967   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
19968      There is at least one place where we want to know that a
19969      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
19970      expression, there are special rules if the second or third
19971      argument is a throw-expression.  */
19972   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
19973     return expr;
19974
19975   /* Don't wrap an initializer list, we need to be able to look inside.  */
19976   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expr))
19977     return expr;
19978
19979   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
19980     return build3 (COND_EXPR,
19981                    TREE_TYPE (expr),
19982                    TREE_OPERAND (expr, 0),
19983                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
19984                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
19985                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
19986                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
19987   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
19988       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
19989     return build2 (COMPOUND_EXPR,
19990                    TREE_TYPE (expr),
19991                    TREE_OPERAND (expr, 0),
19992                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
19993
19994   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
19995   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
19996
19997   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.  */
19998   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, TREE_TYPE (expr), expr);
19999 }
20000
20001 /* ARGS is a vector of expressions as arguments to a function call.
20002    Replace the arguments with equivalent non-dependent expressions.
20003    This modifies ARGS in place.  */
20004
20005 void
20006 make_args_non_dependent (VEC(tree,gc) *args)
20007 {
20008   unsigned int ix;
20009   tree arg;
20010
20011   FOR_EACH_VEC_ELT (tree, args, ix, arg)
20012     {
20013       tree newarg = build_non_dependent_expr (arg);
20014       if (newarg != arg)
20015         VEC_replace (tree, args, ix, newarg);
20016     }
20017 }
20018
20019 /* Returns a type which represents 'auto'.  We use a TEMPLATE_TYPE_PARM
20020    with a level one deeper than the actual template parms.  */
20021
20022 tree
20023 make_auto (void)
20024 {
20025   tree au = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
20026   TYPE_NAME (au) = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
20027                                TYPE_DECL, get_identifier ("auto"), au);
20028   TYPE_STUB_DECL (au) = TYPE_NAME (au);
20029   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (au) = build_template_parm_index
20030     (0, processing_template_decl + 1, processing_template_decl + 1,
20031      TYPE_NAME (au), NULL_TREE);
20032   TYPE_CANONICAL (au) = canonical_type_parameter (au);
20033   DECL_ARTIFICIAL (TYPE_NAME (au)) = 1;
20034   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (TYPE_NAME (au));
20035
20036   return au;
20037 }
20038
20039 /* Given type ARG, return std::initializer_list<ARG>.  */
20040
20041 static tree
20042 listify (tree arg)
20043 {
20044   tree std_init_list = namespace_binding
20045     (get_identifier ("initializer_list"), std_node);
20046   tree argvec;
20047   if (!std_init_list || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (std_init_list))
20048     {    
20049       error ("deducing from brace-enclosed initializer list requires "
20050              "#include <initializer_list>");
20051       return error_mark_node;
20052     }
20053   argvec = make_tree_vec (1);
20054   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = arg;
20055   return lookup_template_class (std_init_list, argvec, NULL_TREE,
20056                                 NULL_TREE, 0, tf_warning_or_error);
20057 }
20058
20059 /* Replace auto in TYPE with std::initializer_list<auto>.  */
20060
20061 static tree
20062 listify_autos (tree type, tree auto_node)
20063 {
20064   tree init_auto = listify (auto_node);
20065   tree argvec = make_tree_vec (1);
20066   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = init_auto;
20067   if (processing_template_decl)
20068     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
20069   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20070 }
20071
20072 /* walk_tree helper for do_auto_deduction.  */
20073
20074 static tree
20075 contains_auto_r (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED,
20076                  void *type)
20077 {
20078   /* Is this a variable with the type we're looking for?  */
20079   if (DECL_P (*tp)
20080       && TREE_TYPE (*tp) == type)
20081     return *tp;
20082   else
20083     return NULL_TREE;
20084 }
20085
20086 /* Replace occurrences of 'auto' in TYPE with the appropriate type deduced
20087    from INIT.  AUTO_NODE is the TEMPLATE_TYPE_PARM used for 'auto' in TYPE.  */
20088
20089 tree
20090 do_auto_deduction (tree type, tree init, tree auto_node)
20091 {
20092   tree parms, tparms, targs;
20093   tree args[1];
20094   tree decl;
20095   int val;
20096
20097   if (type_dependent_expression_p (init))
20098     /* Defining a subset of type-dependent expressions that we can deduce
20099        from ahead of time isn't worth the trouble.  */
20100     return type;
20101
20102   /* The name of the object being declared shall not appear in the
20103      initializer expression.  */
20104   decl = cp_walk_tree_without_duplicates (&init, contains_auto_r, type);
20105   if (decl)
20106     {
20107       error ("variable %q#D with %<auto%> type used in its own "
20108              "initializer", decl);
20109       return error_mark_node;
20110     }
20111
20112   /* [dcl.spec.auto]: Obtain P from T by replacing the occurrences of auto
20113      with either a new invented type template parameter U or, if the
20114      initializer is a braced-init-list (8.5.4), with
20115      std::initializer_list<U>.  */
20116   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init))
20117     type = listify_autos (type, auto_node);
20118
20119   init = resolve_nondeduced_context (init);
20120
20121   parms = build_tree_list (NULL_TREE, type);
20122   args[0] = init;
20123   tparms = make_tree_vec (1);
20124   targs = make_tree_vec (1);
20125   TREE_VEC_ELT (tparms, 0)
20126     = build_tree_list (NULL_TREE, TYPE_NAME (auto_node));
20127   val = type_unification_real (tparms, targs, parms, args, 1, 0,
20128                                DEDUCE_CALL, LOOKUP_NORMAL,
20129                                /*explain_p=*/false);
20130   if (val > 0)
20131     {
20132       if (processing_template_decl)
20133         /* Try again at instantiation time.  */
20134         return type;
20135       if (type && type != error_mark_node)
20136         /* If type is error_mark_node a diagnostic must have been
20137            emitted by now.  Also, having a mention to '<type error>'
20138            in the diagnostic is not really useful to the user.  */
20139         error ("unable to deduce %qT from %qE", type, init);
20140       return error_mark_node;
20141     }
20142
20143   /* If the list of declarators contains more than one declarator, the type
20144      of each declared variable is determined as described above. If the
20145      type deduced for the template parameter U is not the same in each
20146      deduction, the program is ill-formed.  */
20147   if (TREE_TYPE (auto_node)
20148       && !same_type_p (TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0)))
20149     {
20150       error ("inconsistent deduction for %qT: %qT and then %qT",
20151              auto_node, TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0));
20152       return error_mark_node;
20153     }
20154   TREE_TYPE (auto_node) = TREE_VEC_ELT (targs, 0);
20155
20156   if (processing_template_decl)
20157     targs = add_to_template_args (current_template_args (), targs);
20158   return tsubst (type, targs, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20159 }
20160
20161 /* Substitutes LATE_RETURN_TYPE for 'auto' in TYPE and returns the
20162    result.  */
20163
20164 tree
20165 splice_late_return_type (tree type, tree late_return_type)
20166 {
20167   tree argvec;
20168
20169   if (late_return_type == NULL_TREE)
20170     return type;
20171   argvec = make_tree_vec (1);
20172   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = late_return_type;
20173   if (processing_template_parmlist)
20174     /* For a late-specified return type in a template type-parameter, we
20175        need to add a dummy argument level for its parmlist.  */
20176     argvec = add_to_template_args
20177       (make_tree_vec (processing_template_parmlist), argvec);
20178   if (current_template_parms)
20179     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
20180   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20181 }
20182
20183 /* Returns true iff TYPE is a TEMPLATE_TYPE_PARM representing 'auto'.  */
20184
20185 bool
20186 is_auto (const_tree type)
20187 {
20188   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
20189       && TYPE_IDENTIFIER (type) == get_identifier ("auto"))
20190     return true;
20191   else
20192     return false;
20193 }
20194
20195 /* Returns true iff TYPE contains a use of 'auto'.  Since auto can only
20196    appear as a type-specifier for the declaration in question, we don't
20197    have to look through the whole type.  */
20198
20199 tree
20200 type_uses_auto (tree type)
20201 {
20202   enum tree_code code;
20203   if (is_auto (type))
20204     return type;
20205
20206   code = TREE_CODE (type);
20207
20208   if (code == POINTER_TYPE || code == REFERENCE_TYPE
20209       || code == OFFSET_TYPE || code == FUNCTION_TYPE
20210       || code == METHOD_TYPE || code == ARRAY_TYPE)
20211     return type_uses_auto (TREE_TYPE (type));
20212
20213   if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
20214     return type_uses_auto (TREE_TYPE (TREE_TYPE
20215                                    (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (type))));
20216
20217   return NULL_TREE;
20218 }
20219
20220 /* For a given template T, return the vector of typedefs referenced
20221    in T for which access check is needed at T instantiation time.
20222    T is either  a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
20223    Those typedefs were added to T by the function
20224    append_type_to_template_for_access_check.  */
20225
20226 VEC(qualified_typedef_usage_t,gc)*
20227 get_types_needing_access_check (tree t)
20228 {
20229   tree ti;
20230   VEC(qualified_typedef_usage_t,gc) *result = NULL;
20231
20232   if (!t || t == error_mark_node)
20233     return NULL;
20234
20235   if (!(ti = get_template_info (t)))
20236     return NULL;
20237
20238   if (CLASS_TYPE_P (t)
20239       || TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
20240     {
20241       if (!TI_TEMPLATE (ti))
20242         return NULL;
20243
20244       result = TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti);
20245     }
20246
20247   return result;
20248 }
20249
20250 /* Append the typedef TYPE_DECL used in template T to a list of typedefs
20251    tied to T. That list of typedefs will be access checked at
20252    T instantiation time.
20253    T is either a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
20254    TYPE_DECL is a TYPE_DECL node representing a typedef.
20255    SCOPE is the scope through which TYPE_DECL is accessed.
20256    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
20257
20258    This function is a subroutine of
20259    append_type_to_template_for_access_check.  */
20260
20261 static void
20262 append_type_to_template_for_access_check_1 (tree t,
20263                                             tree type_decl,
20264                                             tree scope,
20265                                             location_t location)
20266 {
20267   qualified_typedef_usage_t typedef_usage;
20268   tree ti;
20269
20270   if (!t || t == error_mark_node)
20271     return;
20272
20273   gcc_assert ((TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
20274                || CLASS_TYPE_P (t))
20275               && type_decl
20276               && TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL
20277               && scope);
20278
20279   if (!(ti = get_template_info (t)))
20280     return;
20281
20282   gcc_assert (TI_TEMPLATE (ti));
20283
20284   typedef_usage.typedef_decl = type_decl;
20285   typedef_usage.context = scope;
20286   typedef_usage.locus = location;
20287
20288   VEC_safe_push (qualified_typedef_usage_t, gc,
20289                  TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti),
20290                  &typedef_usage);
20291 }
20292
20293 /* Append TYPE_DECL to the template TEMPL.
20294    TEMPL is either a class type, a FUNCTION_DECL or a a TEMPLATE_DECL.
20295    At TEMPL instanciation time, TYPE_DECL will be checked to see
20296    if it can be accessed through SCOPE.
20297    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
20298
20299    e.g. consider the following code snippet:
20300
20301      class C
20302      {
20303        typedef int myint;
20304      };
20305
20306      template<class U> struct S
20307      {
20308        C::myint mi; // <-- usage point of the typedef C::myint
20309      };
20310
20311      S<char> s;
20312
20313    At S<char> instantiation time, we need to check the access of C::myint
20314    In other words, we need to check the access of the myint typedef through
20315    the C scope. For that purpose, this function will add the myint typedef
20316    and the scope C through which its being accessed to a list of typedefs
20317    tied to the template S. That list will be walked at template instantiation
20318    time and access check performed on each typedefs it contains.
20319    Note that this particular code snippet should yield an error because
20320    myint is private to C.  */
20321
20322 void
20323 append_type_to_template_for_access_check (tree templ,
20324                                           tree type_decl,
20325                                           tree scope,
20326                                           location_t location)
20327 {
20328   qualified_typedef_usage_t *iter;
20329   int i;
20330
20331   gcc_assert (type_decl && (TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL));
20332
20333   /* Make sure we don't append the type to the template twice.  */
20334   FOR_EACH_VEC_ELT (qualified_typedef_usage_t,
20335                     get_types_needing_access_check (templ),
20336                     i, iter)
20337     if (iter->typedef_decl == type_decl && scope == iter->context)
20338       return;
20339
20340   append_type_to_template_for_access_check_1 (templ, type_decl,
20341                                               scope, location);
20342 }
20343
20344 /* Set up the hash tables for template instantiations.  */
20345
20346 void
20347 init_template_processing (void)
20348 {
20349   decl_specializations = htab_create_ggc (37,
20350                                           hash_specialization,
20351                                           eq_specializations,
20352                                           ggc_free);
20353   type_specializations = htab_create_ggc (37,
20354                                           hash_specialization,
20355                                           eq_specializations,
20356                                           ggc_free);
20357 }
20358
20359 /* Print stats about the template hash tables for -fstats.  */
20360
20361 void
20362 print_template_statistics (void)
20363 {
20364   fprintf (stderr, "decl_specializations: size %ld, %ld elements, "
20365            "%f collisions\n", (long) htab_size (decl_specializations),
20366            (long) htab_elements (decl_specializations),
20367            htab_collisions (decl_specializations));
20368   fprintf (stderr, "type_specializations: size %ld, %ld elements, "
20369            "%f collisions\n", (long) htab_size (type_specializations),
20370            (long) htab_elements (type_specializations),
20371            htab_collisions (type_specializations));
20372 }
20373
20374 #include "gt-cp-pt.h"