8c91a9ed021e7c86d30a7da39fe75ca7c794d7e0
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011
4    Free Software Foundation, Inc.
5    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
6    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
7
8 This file is part of GCC.
9
10 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
11 it under the terms of the GNU General Public License as published by
12 the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
13 any later version.
14
15 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
16 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18 GNU General Public License for more details.
19
20 You should have received a copy of the GNU General Public License
21 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
22 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "tree.h"
34 #include "intl.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "cp-tree.h"
38 #include "c-family/c-common.h"
39 #include "c-family/c-objc.h"
40 #include "cp-objcp-common.h"
41 #include "tree-inline.h"
42 #include "decl.h"
43 #include "output.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "timevar.h"
46 #include "tree-iterator.h"
47 #include "vecprim.h"
48
49 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
50    returning an int.  */
51 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
52
53 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
54    instantiations have been deferred, either because their definitions
55    were not yet available, or because we were putting off doing the work.  */
56 struct GTY ((chain_next ("%h.next"))) pending_template {
57   struct pending_template *next;
58   struct tinst_level *tinst;
59 };
60
61 static GTY(()) struct pending_template *pending_templates;
62 static GTY(()) struct pending_template *last_pending_template;
63
64 int processing_template_parmlist;
65 static int template_header_count;
66
67 static GTY(()) tree saved_trees;
68 static VEC(int,heap) *inline_parm_levels;
69
70 static GTY(()) struct tinst_level *current_tinst_level;
71
72 static GTY(()) tree saved_access_scope;
73
74 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
75    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
76    to the EXPR_STMT that is its result.  */
77 static tree cur_stmt_expr;
78
79 /* A map from local variable declarations in the body of the template
80    presently being instantiated to the corresponding instantiated
81    local variables.  */
82 static htab_t local_specializations;
83
84 typedef struct GTY(()) spec_entry
85 {
86   tree tmpl;
87   tree args;
88   tree spec;
89 } spec_entry;
90
91 static GTY ((param_is (spec_entry)))
92   htab_t decl_specializations;
93
94 static GTY ((param_is (spec_entry)))
95   htab_t type_specializations;
96
97 /* Contains canonical template parameter types. The vector is indexed by
98    the TEMPLATE_TYPE_IDX of the template parameter. Each element is a
99    TREE_LIST, whose TREE_VALUEs contain the canonical template
100    parameters of various types and levels.  */
101 static GTY(()) VEC(tree,gc) *canonical_template_parms;
102
103 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
104 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
105 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
106 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
107 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
108 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
109 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
110 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
111
112 enum template_base_result {
113   tbr_incomplete_type,
114   tbr_ambiguous_baseclass,
115   tbr_success
116 };
117
118 static void push_access_scope (tree);
119 static void pop_access_scope (tree);
120 static void push_deduction_access_scope (tree);
121 static void pop_deduction_access_scope (tree);
122 static bool resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
123                                             unification_kind_t, int,
124                                             bool);
125 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
126                              unification_kind_t, int, bool, bool);
127 static int unify (tree, tree, tree, tree, int, bool);
128 static void add_pending_template (tree);
129 static tree reopen_tinst_level (struct tinst_level *);
130 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
131 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
132 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t,
133                                    bool, bool);
134 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
135 static tree add_to_template_args (tree, tree);
136 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
137 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
138 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*,
139                                              tree);
140 static int type_unification_real (tree, tree, tree, const tree *,
141                                   unsigned int, int, unification_kind_t, int,
142                                   bool);
143 static void note_template_header (int);
144 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
145 static tree convert_nontype_argument (tree, tree, tsubst_flags_t);
146 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
147                                        tsubst_flags_t, int, tree);
148 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
149                                    struct pointer_set_t*, bool);
150 static tree expand_template_argument_pack (tree);
151 static tree build_template_parm_index (int, int, int, int, tree, tree);
152 static bool inline_needs_template_parms (tree);
153 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
154 static tree retrieve_local_specialization (tree);
155 static void register_local_specialization (tree, tree);
156 static hashval_t hash_specialization (const void *p);
157 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int, tree, tsubst_flags_t);
158 static int mark_template_parm (tree, void *);
159 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
160 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
161 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
162 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
163 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
164 static int template_decl_level (tree);
165 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
166 static void template_parm_level_and_index (tree, int*, int*);
167 static int unify_pack_expansion (tree, tree, tree,
168                                  tree, unification_kind_t, bool, bool);
169 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
170 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
171 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
172 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
173 static tree most_specialized_class (tree, tree, tsubst_flags_t);
174 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
175 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
176 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
177 static bool check_specialization_scope (void);
178 static tree process_partial_specialization (tree);
179 static void set_current_access_from_decl (tree);
180 static enum template_base_result get_template_base (tree, tree, tree, tree,
181                                                     bool , tree *);
182 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree, bool);
183 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
184                                            tree, tree);
185 static bool template_template_parm_bindings_ok_p (tree, tree);
186 static int template_args_equal (tree, tree);
187 static void tsubst_default_arguments (tree);
188 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
189 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
190 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
191 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
192 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
193 static bool dependent_template_arg_p (tree);
194 static bool any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree);
195 static bool dependent_type_p_r (tree);
196 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, bool);
197 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
198 static tree tsubst_pack_expansion (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
199 static tree tsubst_decl (tree, tree, tsubst_flags_t);
200 static void perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs);
201 static void append_type_to_template_for_access_check_1 (tree, tree, tree,
202                                                         location_t);
203 static tree listify (tree);
204 static tree listify_autos (tree, tree);
205 static tree template_parm_to_arg (tree t);
206 static bool arg_from_parm_pack_p (tree, tree);
207 static tree current_template_args (void);
208 static tree fixup_template_type_parm_type (tree, int);
209 static tree fixup_template_parm_index (tree, tree, int);
210 static tree tsubst_template_parm (tree, tree, tsubst_flags_t);
211
212 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
213    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
214    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
215    instantiate_decl).  */
216
217 static void
218 push_access_scope (tree t)
219 {
220   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
221               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
222
223   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
224     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
225   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
226     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
227   else
228     push_to_top_level ();
229
230   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
231     {
232       saved_access_scope = tree_cons
233         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
234       current_function_decl = t;
235     }
236 }
237
238 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
239    are processing.  */
240
241 static void
242 pop_access_scope (tree t)
243 {
244   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
245     {
246       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
247       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
248     }
249
250   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
251     pop_nested_class ();
252   else
253     pop_from_top_level ();
254 }
255
256 /* Do any processing required when DECL (a member template
257    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
258    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
259    itself is returned.  */
260
261 tree
262 finish_member_template_decl (tree decl)
263 {
264   if (decl == error_mark_node)
265     return error_mark_node;
266
267   gcc_assert (DECL_P (decl));
268
269   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
270     {
271       tree type;
272
273       type = TREE_TYPE (decl);
274       if (type == error_mark_node)
275         return error_mark_node;
276       if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (type)
277           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
278           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
279         {
280           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
281           check_member_template (tmpl);
282           return tmpl;
283         }
284       return NULL_TREE;
285     }
286   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
287     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
288   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
289     {
290       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
291         {
292           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
293           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
294         }
295       else
296         return decl;
297     }
298   else
299     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
300
301   return error_mark_node;
302 }
303
304 /* Create a template info node.  */
305
306 tree
307 build_template_info (tree template_decl, tree template_args)
308 {
309   tree result = make_node (TEMPLATE_INFO);
310   TI_TEMPLATE (result) = template_decl;
311   TI_ARGS (result) = template_args;
312   return result;
313 }
314
315 /* Return the template info node corresponding to T, whatever T is.  */
316
317 tree
318 get_template_info (const_tree t)
319 {
320   tree tinfo = NULL_TREE;
321
322   if (!t || t == error_mark_node)
323     return NULL;
324
325   if (DECL_P (t) && DECL_LANG_SPECIFIC (t))
326     tinfo = DECL_TEMPLATE_INFO (t);
327
328   if (!tinfo && DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (t))
329     t = TREE_TYPE (t);
330
331   if (TAGGED_TYPE_P (t))
332     tinfo = TYPE_TEMPLATE_INFO (t);
333   else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
334     tinfo = TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (t);
335
336   return tinfo;
337 }
338
339 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
340
341    For example, in:
342      template <class T>
343      struct A
344      {
345        template <class U>
346        struct B {};
347      };
348
349    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
350    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
351    they are instantiations, not specializations.
352
353    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
354    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
355    always safe.  */
356
357 int
358 template_class_depth (tree type)
359 {
360   int depth;
361
362   for (depth = 0;
363        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
364        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
365          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : CP_TYPE_CONTEXT (type))
366     {
367       tree tinfo = get_template_info (type);
368
369       if (tinfo && PRIMARY_TEMPLATE_P (TI_TEMPLATE (tinfo))
370           && uses_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (tinfo))))
371         ++depth;
372     }
373
374   return depth;
375 }
376
377 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
378    Returns true if processing DECL needs us to push template parms.  */
379
380 static bool
381 inline_needs_template_parms (tree decl)
382 {
383   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
384     return false;
385
386   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
387           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
388 }
389
390 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
391    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
392    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
393    innermost first.  */
394
395 static void
396 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
397 {
398   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
399   int i;
400
401   if (levels > 1)
402     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
403
404   ++processing_template_decl;
405   current_template_parms
406     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
407                  parms, current_template_parms);
408   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
409
410   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
411                NULL);
412   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
413     {
414       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
415
416       if (parm == error_mark_node)
417         continue;
418
419       gcc_assert (DECL_P (parm));
420
421       switch (TREE_CODE (parm))
422         {
423         case TYPE_DECL:
424         case TEMPLATE_DECL:
425           pushdecl (parm);
426           break;
427
428         case PARM_DECL:
429           {
430             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
431                It is ugly that we recreate this here; the original
432                version built in process_template_parm is no longer
433                available.  */
434             tree decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (parm),
435                                     CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
436                                     TREE_TYPE (parm));
437             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
438             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
439             TREE_READONLY (decl) = 1;
440             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
441             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
442             pushdecl (decl);
443           }
444           break;
445
446         default:
447           gcc_unreachable ();
448         }
449     }
450 }
451
452 /* Restore the template parameter context for a member template or
453    a friend template defined in a class definition.  */
454
455 void
456 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
457 {
458   tree parms;
459   int levels = 0;
460
461   if (inline_needs_template_parms (decl))
462     {
463       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
464       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
465
466       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
467         {
468           --levels;
469           parms = TREE_CHAIN (parms);
470         }
471
472       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
473     }
474
475   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
476      we can pop them later.  */
477   VEC_safe_push (int, heap, inline_parm_levels, levels);
478 }
479
480 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
481
482 void
483 maybe_end_member_template_processing (void)
484 {
485   int i;
486   int last;
487
488   if (VEC_length (int, inline_parm_levels) == 0)
489     return;
490
491   last = VEC_pop (int, inline_parm_levels);
492   for (i = 0; i < last; ++i)
493     {
494       --processing_template_decl;
495       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
496       poplevel (0, 0, 0);
497     }
498 }
499
500 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
501    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
502
503 static tree
504 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
505 {
506   tree new_args;
507   int extra_depth;
508   int i;
509   int j;
510
511   if (args == NULL_TREE || extra_args == error_mark_node)
512     return extra_args;
513
514   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
515   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
516
517   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
518     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
519
520   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
521     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
522
523   return new_args;
524 }
525
526 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
527    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
528    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
529    the template arguments from a partial instantiation with the
530    template arguments used to attain the full instantiation from the
531    partial instantiation.  */
532
533 static tree
534 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
535 {
536   tree new_args;
537
538   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
539      something very fishy is going on.  */
540   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
541
542   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
543      them.  */
544   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
545     return extra_args;
546
547   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
548   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
549
550   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
551
552   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
553   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
554
555   return new_args;
556 }
557
558 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
559
560 tree
561 get_innermost_template_args (tree args, int n)
562 {
563   tree new_args;
564   int extra_levels;
565   int i;
566
567   gcc_assert (n >= 0);
568
569   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
570   if (n == 1)
571     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
572
573   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
574      given.  */
575   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
576   gcc_assert (extra_levels >= 0);
577   if (extra_levels == 0)
578     return args;
579
580   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
581   new_args = make_tree_vec (n);
582   for (i = 1; i <= n; ++i)
583     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
584                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
585
586   return new_args;
587 }
588
589 /* The inverse of get_innermost_template_args: Return all but the innermost
590    EXTRA_LEVELS levels of template arguments from the ARGS.  */
591
592 static tree
593 strip_innermost_template_args (tree args, int extra_levels)
594 {
595   tree new_args;
596   int n = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - extra_levels;
597   int i;
598
599   gcc_assert (n >= 0);
600
601   /* If N is 1, just return the outermost set of template arguments.  */
602   if (n == 1)
603     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, 1);
604
605   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
606      given.  */
607   gcc_assert (extra_levels >= 0);
608   if (extra_levels == 0)
609     return args;
610
611   /* Make a new set of arguments, not containing the inner arguments.  */
612   new_args = make_tree_vec (n);
613   for (i = 1; i <= n; ++i)
614     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
615                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
616
617   return new_args;
618 }
619
620 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
621    the parms.  */
622
623 void
624 begin_template_parm_list (void)
625 {
626   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
627      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
628      namespace scope.  This is the right thing, since we want
629      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
630      global template class, push_template_decl handles putting the
631      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
632      e.g.:
633
634        template <class T> struct S1 {
635          template <class T> struct S2 {};
636        };
637
638      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
639      TEMPLATE_DECL for S2.  */
640   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
641   ++processing_template_decl;
642   ++processing_template_parmlist;
643   note_template_header (0);
644 }
645
646 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
647    invalid to declare a specialization here, an error is reported and
648    false is returned, otherwise this routine will return true.  */
649
650 static bool
651 check_specialization_scope (void)
652 {
653   tree scope = current_scope ();
654
655   /* [temp.expl.spec]
656
657      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
658      which the template is a member, or, for member templates, in the
659      namespace of which the enclosing class or enclosing class
660      template is a member.  An explicit specialization of a member
661      function, member class or static data member of a class template
662      shall be declared in the namespace of which the class template
663      is a member.  */
664   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
665     {
666       error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
667       return false;
668     }
669
670   /* [temp.expl.spec]
671
672      In an explicit specialization declaration for a member of a class
673      template or a member template that appears in namespace scope,
674      the member template and some of its enclosing class templates may
675      remain unspecialized, except that the declaration shall not
676      explicitly specialize a class member template if its enclosing
677      class templates are not explicitly specialized as well.  */
678   if (current_template_parms)
679     {
680       error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
681       return false;
682     }
683
684   return true;
685 }
686
687 /* We've just seen template <>.  */
688
689 bool
690 begin_specialization (void)
691 {
692   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
693   note_template_header (1);
694   return check_specialization_scope ();
695 }
696
697 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
698    template<>.  */
699
700 void
701 end_specialization (void)
702 {
703   finish_scope ();
704   reset_specialization ();
705 }
706
707 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
708    function specialization.  */
709
710 void
711 reset_specialization (void)
712 {
713   processing_specialization = 0;
714   template_header_count = 0;
715 }
716
717 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
718    it was of the form template <>.  */
719
720 static void
721 note_template_header (int specialization)
722 {
723   processing_specialization = specialization;
724   template_header_count++;
725 }
726
727 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
728
729 void
730 begin_explicit_instantiation (void)
731 {
732   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
733   processing_explicit_instantiation = true;
734 }
735
736
737 void
738 end_explicit_instantiation (void)
739 {
740   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
741   processing_explicit_instantiation = false;
742 }
743
744 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
745    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
746    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
747    specialize TMPL in the current namespace.  */
748
749 static bool
750 check_specialization_namespace (tree tmpl)
751 {
752   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
753
754   /* [tmpl.expl.spec]
755
756      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
757      which the template is a member, or, for member templates, in the
758      namespace of which the enclosing class or enclosing class
759      template is a member.  An explicit specialization of a member
760      function, member class or static data member of a class template
761      shall be declared in the namespace of which the class template is
762      a member.  */
763   if (current_scope() != DECL_CONTEXT (tmpl)
764       && !at_namespace_scope_p ())
765     {
766       error ("specialization of %qD must appear at namespace scope", tmpl);
767       return false;
768     }
769   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
770     /* Same or super-using namespace.  */
771     return true;
772   else
773     {
774       permerror (input_location, "specialization of %qD in different namespace", tmpl);
775       permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
776       return false;
777     }
778 }
779
780 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
781    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
782
783 static void
784 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
785 {
786   tree ns;
787
788   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
789      namespace of its template.  */
790   ns = decl_namespace_context (spec);
791   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
792     permerror (input_location, "explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
793                "(which does not enclose namespace %qD)",
794                spec, current_namespace, ns);
795 }
796
797 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
798    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
799
800 tree
801 maybe_process_partial_specialization (tree type)
802 {
803   tree context;
804
805   if (type == error_mark_node)
806     return error_mark_node;
807
808   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
809     {
810       error ("name of class shadows template template parameter %qD",
811              TYPE_NAME (type));
812       return error_mark_node;
813     }
814
815   context = TYPE_CONTEXT (type);
816
817   if ((CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
818       /* Consider non-class instantiations of alias templates as
819          well.  */
820       || (TYPE_P (type)
821           && TYPE_TEMPLATE_INFO (type)
822           && DECL_LANG_SPECIFIC (TYPE_NAME (type))
823           && DECL_USE_TEMPLATE (TYPE_NAME (type))))
824     {
825       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
826          specialization of a template class such as:
827
828            template <> class C<int>;
829
830          or:
831
832            template <class T> class C<T*>;
833
834          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
835
836       if (CLASS_TYPE_P (type)
837           && CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
838           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
839         {
840           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
841           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
842           if (processing_template_decl)
843             {
844               if (push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type))
845                   == error_mark_node)
846                 return error_mark_node;
847             }
848         }
849       else if (CLASS_TYPE_P (type)
850                && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
851         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
852
853       if (DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (type)))
854         {
855           error ("partial specialization of alias template %qD",
856                  TYPE_TI_TEMPLATE (type));
857           return error_mark_node;
858         }
859     }
860   else if (CLASS_TYPE_P (type)
861            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
862            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
863            && context && CLASS_TYPE_P (context)
864            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
865     {
866       /* This is for an explicit specialization of member class
867          template according to [temp.expl.spec/18]:
868
869            template <> template <class U> class C<int>::D;
870
871          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
872          Otherwise this is just a member class template declared
873          earlier like:
874
875            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
876            template <> template <class U> class C<int>::D;
877
878          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
879          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
880          and `C<T>::D' may not exist.  */
881
882       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
883           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
884         {
885           tree t;
886           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
887
888           if (current_namespace
889               != decl_namespace_context (tmpl))
890             {
891               permerror (input_location, "specializing %q#T in different namespace", type);
892               permerror (input_location, "  from definition of %q+#D", tmpl);
893             }
894
895           /* Check for invalid specialization after instantiation:
896
897                template <> template <> class C<int>::D<int>;
898                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
899
900           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
901                t; t = TREE_CHAIN (t))
902             {
903               tree inst = TREE_VALUE (t);
904               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (inst))
905                 {
906                   /* We already have a full specialization of this partial
907                      instantiation.  Reassign it to the new member
908                      specialization template.  */
909                   spec_entry elt;
910                   spec_entry *entry;
911                   void **slot;
912
913                   elt.tmpl = most_general_template (tmpl);
914                   elt.args = CLASSTYPE_TI_ARGS (inst);
915                   elt.spec = inst;
916
917                   htab_remove_elt (type_specializations, &elt);
918
919                   elt.tmpl = tmpl;
920                   elt.args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (elt.args);
921
922                   slot = htab_find_slot (type_specializations, &elt, INSERT);
923                   entry = ggc_alloc_spec_entry ();
924                   *entry = elt;
925                   *slot = entry;
926                 }
927               else if (COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (inst))
928                 /* But if we've had an implicit instantiation, that's a
929                    problem ([temp.expl.spec]/6).  */
930                 error ("specialization %qT after instantiation %qT",
931                        type, inst);
932             }
933
934           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
935              have one level of template argument for the innermost
936              class template.  */
937           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
938           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
939             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
940         }
941     }
942   else if (processing_specialization)
943     {
944        /* Someday C++0x may allow for enum template specialization.  */
945       if (cxx_dialect > cxx98 && TREE_CODE (type) == ENUMERAL_TYPE
946           && CLASS_TYPE_P (context) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (context))
947         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "template specialization "
948                  "of %qD not allowed by ISO C++", type);
949       else
950         {
951           error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
952           return error_mark_node;
953         }
954     }
955
956   return type;
957 }
958
959 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
960    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
961    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
962
963 static inline bool
964 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
965 {
966   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
967           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
968           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
969              parameter.  */
970           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
971           /* The optimized lookup depends on the fact that the
972              template arguments for the member function template apply
973              purely to the containing class, which is not true if the
974              containing class is an explicit or partial
975              specialization.  */
976           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
977           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
978           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
979           /* It is possible to have a template that is not a member
980              template and is not a member of a template class:
981
982              template <typename T>
983              struct S { friend A::f(); };
984
985              Here, the friend function is a template, but the context does
986              not have template information.  The optimized lookup relies
987              on having ARGS be the template arguments for both the class
988              and the function template.  */
989           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
990 }
991
992 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
993    specialization is either an instantiation or an explicit
994    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
995    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
996    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
997    templates with more than one level of parameters.
998
999    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
1000    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
1001    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
1002
1003 static tree
1004 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, hashval_t hash)
1005 {
1006   if (args == error_mark_node)
1007     return NULL_TREE;
1008
1009   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1010
1011   /* There should be as many levels of arguments as there are
1012      levels of parameters.  */
1013   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
1014               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
1015
1016   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1017     {
1018       tree class_template;
1019       tree class_specialization;
1020       VEC(tree,gc) *methods;
1021       tree fns;
1022       int idx;
1023
1024       /* The template arguments actually apply to the containing
1025          class.  Find the class specialization with those
1026          arguments.  */
1027       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
1028       class_specialization
1029         = retrieve_specialization (class_template, args, 0);
1030       if (!class_specialization)
1031         return NULL_TREE;
1032       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
1033          for the specialization.  */
1034       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
1035       if (idx == -1)
1036         return NULL_TREE;
1037       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
1038          for the one that has an instance of TMPL.  */
1039       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
1040       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1041         {
1042           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1043           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl
1044               /* using-declarations can add base methods to the method vec,
1045                  and we don't want those here.  */
1046               && DECL_CONTEXT (fn) == class_specialization)
1047             return fn;
1048         }
1049       return NULL_TREE;
1050     }
1051   else
1052     {
1053       spec_entry *found;
1054       spec_entry elt;
1055       htab_t specializations;
1056
1057       elt.tmpl = tmpl;
1058       elt.args = args;
1059       elt.spec = NULL_TREE;
1060
1061       if (DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
1062         specializations = type_specializations;
1063       else
1064         specializations = decl_specializations;
1065
1066       if (hash == 0)
1067         hash = hash_specialization (&elt);
1068       found = (spec_entry *) htab_find_with_hash (specializations, &elt, hash);
1069       if (found)
1070         return found->spec;
1071     }
1072
1073   return NULL_TREE;
1074 }
1075
1076 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
1077
1078 static tree
1079 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
1080 {
1081   tree spec;
1082
1083   if (local_specializations == NULL)
1084     return NULL_TREE;
1085
1086   spec = (tree) htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
1087                                      htab_hash_pointer (tmpl));
1088   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
1089 }
1090
1091 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
1092
1093 int
1094 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
1095 {
1096   tree t;
1097
1098   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1099     {
1100       for (t = decl;
1101            t != NULL_TREE;
1102            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
1103         if (t == tmpl)
1104           return 1;
1105     }
1106   else
1107     {
1108       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1109
1110       for (t = TREE_TYPE (decl);
1111            t != NULL_TREE;
1112            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
1113              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
1114         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
1115           return 1;
1116     }
1117
1118   return 0;
1119 }
1120
1121 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
1122    FRIEND_DECL according to [temp.friend].  */
1123
1124 bool
1125 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend_decl)
1126 {
1127   bool need_template = true;
1128   int template_depth;
1129
1130   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
1131               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
1132
1133   /* For [temp.friend/6] when FRIEND_DECL is an ordinary member function
1134      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
1135      if this.  */
1136   if (TREE_CODE (friend_decl) == FUNCTION_DECL
1137       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend_decl)
1138       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend_decl))
1139     {
1140       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
1141       friend_decl = DECL_TI_TEMPLATE (friend_decl);
1142       need_template = false;
1143     }
1144   else if (TREE_CODE (friend_decl) == TEMPLATE_DECL
1145            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend_decl))
1146     need_template = false;
1147
1148   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
1149   if (TREE_CODE (friend_decl) != TEMPLATE_DECL)
1150     return false;
1151
1152   if (is_specialization_of (decl, friend_decl))
1153     return true;
1154
1155   /* [temp.friend/6]
1156      A member of a class template may be declared to be a friend of a
1157      non-template class.  In this case, the corresponding member of
1158      every specialization of the class template is a friend of the
1159      class granting friendship.
1160
1161      For example, given a template friend declaration
1162
1163        template <class T> friend void A<T>::f();
1164
1165      the member function below is considered a friend
1166
1167        template <> struct A<int> {
1168          void f();
1169        };
1170
1171      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1172      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1173      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1174
1175   template_depth = template_class_depth (CP_DECL_CONTEXT (friend_decl));
1176   if (template_depth
1177       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1178       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1179                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend_decl))))
1180     {
1181       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1182          a few tricky cases, such as when FRIEND_DECL's are
1183
1184            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1185            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1186
1187          and DECL's are
1188
1189            void A<int>::g(int);
1190            template <int> void A<int>::h();
1191
1192          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1193          the context of DECL.  This is required for template substitution
1194          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1195          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1196
1197       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1198       tree args = NULL_TREE;
1199       int current_depth = 0;
1200
1201       while (current_depth < template_depth)
1202         {
1203           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1204             {
1205               if (current_depth == 0)
1206                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1207               else
1208                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1209               current_depth++;
1210             }
1211           context = TYPE_CONTEXT (context);
1212         }
1213
1214       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1215         {
1216           bool is_template;
1217           tree friend_type;
1218           tree decl_type;
1219           tree friend_args_type;
1220           tree decl_args_type;
1221
1222           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1223              non-templates.  */
1224           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1225                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1226           if (need_template ^ is_template)
1227             return false;
1228           else if (is_template)
1229             {
1230               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1231               tree friend_parms
1232                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1233                                          args, tf_none);
1234               if (!comp_template_parms
1235                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1236                       friend_parms))
1237                 return false;
1238
1239               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1240             }
1241           else
1242             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1243
1244           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend_decl), args,
1245                                               tf_none, NULL_TREE);
1246           if (friend_type == error_mark_node)
1247             return false;
1248
1249           /* Check if return types match.  */
1250           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1251             return false;
1252
1253           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1254              `this' parameter.  */
1255           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1256           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1257           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend_decl))
1258             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1259           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1260             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1261
1262           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1263         }
1264       else
1265         {
1266           /* DECL is a TYPE_DECL */
1267           bool is_template;
1268           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1269
1270           /* Make sure that both DECL and FRIEND_DECL are templates or
1271              non-templates.  */
1272           is_template
1273             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1274               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1275
1276           if (need_template ^ is_template)
1277             return false;
1278           else if (is_template)
1279             {
1280               tree friend_parms;
1281               /* If both are templates, check the name of the two
1282                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1283               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1284                   != DECL_NAME (friend_decl))
1285                 return false;
1286
1287               /* Now check template parameter list.  */
1288               friend_parms
1289                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_decl),
1290                                          args, tf_none);
1291               return comp_template_parms
1292                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1293                  friend_parms);
1294             }
1295           else
1296             return (DECL_NAME (decl)
1297                     == DECL_NAME (friend_decl));
1298         }
1299     }
1300   return false;
1301 }
1302
1303 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1304    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1305    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1306    equivalent prior declaration, if available.  */
1307
1308 static tree
1309 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend,
1310                          hashval_t hash)
1311 {
1312   tree fn;
1313   void **slot = NULL;
1314   spec_entry elt;
1315
1316   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL && DECL_P (spec));
1317
1318   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1319       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1320     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1321        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1322        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1323        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1324        with default function arguments.  In particular, given
1325        something like this:
1326
1327           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1328
1329        the default argument expression is not substituted for in an
1330        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1331     return spec;
1332
1333   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1334     /* We don't put these specializations in the hash table, but we might
1335        want to give an error about a mismatch.  */
1336     fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 0);
1337   else
1338     {
1339       elt.tmpl = tmpl;
1340       elt.args = args;
1341       elt.spec = spec;
1342
1343       if (hash == 0)
1344         hash = hash_specialization (&elt);
1345
1346       slot =
1347         htab_find_slot_with_hash (decl_specializations, &elt, hash, INSERT);
1348       if (*slot)
1349         fn = ((spec_entry *) *slot)->spec;
1350       else
1351         fn = NULL_TREE;
1352     }
1353
1354   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1355      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1356      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1357      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1358      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1359   if (fn == spec)
1360     return spec;
1361   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1362     {
1363       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1364         {
1365           if (DECL_ODR_USED (fn)
1366               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1367             {
1368               error ("specialization of %qD after instantiation",
1369                      fn);
1370               return error_mark_node;
1371             }
1372           else
1373             {
1374               tree clone;
1375               /* This situation should occur only if the first
1376                  specialization is an implicit instantiation, the
1377                  second is an explicit specialization, and the
1378                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1379                  situation can occur if we have implicitly
1380                  instantiated a member function and then specialized
1381                  it later.
1382
1383                  We can also wind up here if a friend declaration that
1384                  looked like an instantiation turns out to be a
1385                  specialization:
1386
1387                    template <class T> void foo(T);
1388                    class S { friend void foo<>(int) };
1389                    template <> void foo(int);
1390
1391                  We transform the existing DECL in place so that any
1392                  pointers to it become pointers to the updated
1393                  declaration.
1394
1395                  If there was a definition for the template, but not
1396                  for the specialization, we want this to look as if
1397                  there were no definition, and vice versa.  */
1398               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1399               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1400               /* The call to duplicate_decls will have applied
1401                  [temp.expl.spec]:
1402
1403                    An explicit specialization of a function template
1404                    is inline only if it is explicitly declared to be,
1405                    and independently of whether its function template
1406                    is.
1407
1408                 to the primary function; now copy the inline bits to
1409                 the various clones.  */
1410               FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
1411                 {
1412                   DECL_DECLARED_INLINE_P (clone)
1413                     = DECL_DECLARED_INLINE_P (fn);
1414                   DECL_SOURCE_LOCATION (clone)
1415                     = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
1416                 }
1417               check_specialization_namespace (fn);
1418
1419               return fn;
1420             }
1421         }
1422       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1423         {
1424           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1425             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1426                line number so any errors match this new
1427                definition.  */
1428             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1429
1430           return fn;
1431         }
1432     }
1433   else if (fn)
1434     return duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1435
1436   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1437      template it is specializing.  */
1438   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1439       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1440     DECL_CONTEXT (spec) = DECL_CONTEXT (tmpl);
1441
1442   if (slot != NULL /* !optimize_specialization_lookup_p (tmpl) */)
1443     {
1444       spec_entry *entry = ggc_alloc_spec_entry ();
1445       gcc_assert (tmpl && args && spec);
1446       *entry = elt;
1447       *slot = entry;
1448       if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL && DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (spec)
1449           && PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl)
1450           && DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == NULL_TREE)
1451         /* TMPL is a forward declaration of a template function; keep a list
1452            of all specializations in case we need to reassign them to a friend
1453            template later in tsubst_friend_function.  */
1454         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl)
1455           = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl));
1456     }
1457
1458   return spec;
1459 }
1460
1461 /* Returns true iff two spec_entry nodes are equivalent.  Only compares the
1462    TMPL and ARGS members, ignores SPEC.  */
1463
1464 static int
1465 eq_specializations (const void *p1, const void *p2)
1466 {
1467   const spec_entry *e1 = (const spec_entry *)p1;
1468   const spec_entry *e2 = (const spec_entry *)p2;
1469
1470   return (e1->tmpl == e2->tmpl
1471           && comp_template_args (e1->args, e2->args));
1472 }
1473
1474 /* Returns a hash for a template TMPL and template arguments ARGS.  */
1475
1476 static hashval_t
1477 hash_tmpl_and_args (tree tmpl, tree args)
1478 {
1479   hashval_t val = DECL_UID (tmpl);
1480   return iterative_hash_template_arg (args, val);
1481 }
1482
1483 /* Returns a hash for a spec_entry node based on the TMPL and ARGS members,
1484    ignoring SPEC.  */
1485
1486 static hashval_t
1487 hash_specialization (const void *p)
1488 {
1489   const spec_entry *e = (const spec_entry *)p;
1490   return hash_tmpl_and_args (e->tmpl, e->args);
1491 }
1492
1493 /* Recursively calculate a hash value for a template argument ARG, for use
1494    in the hash tables of template specializations.  */
1495
1496 hashval_t
1497 iterative_hash_template_arg (tree arg, hashval_t val)
1498 {
1499   unsigned HOST_WIDE_INT i;
1500   enum tree_code code;
1501   char tclass;
1502
1503   if (arg == NULL_TREE)
1504     return iterative_hash_object (arg, val);
1505
1506   if (!TYPE_P (arg))
1507     STRIP_NOPS (arg);
1508
1509   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
1510     /* We can get one of these when re-hashing a previous entry in the middle
1511        of substituting into a pack expansion.  Just look through it.  */
1512     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg);
1513
1514   code = TREE_CODE (arg);
1515   tclass = TREE_CODE_CLASS (code);
1516
1517   val = iterative_hash_object (code, val);
1518
1519   switch (code)
1520     {
1521     case ERROR_MARK:
1522       return val;
1523
1524     case IDENTIFIER_NODE:
1525       return iterative_hash_object (IDENTIFIER_HASH_VALUE (arg), val);
1526
1527     case TREE_VEC:
1528       {
1529         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
1530         for (i = 0; i < len; ++i)
1531           val = iterative_hash_template_arg (TREE_VEC_ELT (arg, i), val);
1532         return val;
1533       }
1534
1535     case TYPE_PACK_EXPANSION:
1536     case EXPR_PACK_EXPANSION:
1537       return iterative_hash_template_arg (PACK_EXPANSION_PATTERN (arg), val);
1538
1539     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
1540     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
1541       return iterative_hash_template_arg (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), val);
1542
1543     case TREE_LIST:
1544       for (; arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
1545         val = iterative_hash_template_arg (TREE_VALUE (arg), val);
1546       return val;
1547
1548     case OVERLOAD:
1549       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
1550         val = iterative_hash_template_arg (OVL_CURRENT (arg), val);
1551       return val;
1552
1553     case CONSTRUCTOR:
1554       {
1555         tree field, value;
1556         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, field, value)
1557           {
1558             val = iterative_hash_template_arg (field, val);
1559             val = iterative_hash_template_arg (value, val);
1560           }
1561         return val;
1562       }
1563
1564     case PARM_DECL:
1565       if (!DECL_ARTIFICIAL (arg))
1566         {
1567           val = iterative_hash_object (DECL_PARM_INDEX (arg), val);
1568           val = iterative_hash_object (DECL_PARM_LEVEL (arg), val);
1569         }
1570       return iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1571
1572     case TARGET_EXPR:
1573       return iterative_hash_template_arg (TARGET_EXPR_INITIAL (arg), val);
1574
1575     case PTRMEM_CST:
1576       val = iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_CLASS (arg), val);
1577       return iterative_hash_template_arg (PTRMEM_CST_MEMBER (arg), val);
1578
1579     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
1580       val = iterative_hash_template_arg
1581         (TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (arg)), val);
1582       val = iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_LEVEL (arg), val);
1583       return iterative_hash_object (TEMPLATE_PARM_IDX (arg), val);
1584
1585     case TRAIT_EXPR:
1586       val = iterative_hash_object (TRAIT_EXPR_KIND (arg), val);
1587       val = iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE1 (arg), val);
1588       return iterative_hash_template_arg (TRAIT_EXPR_TYPE2 (arg), val);
1589
1590     case BASELINK:
1591       val = iterative_hash_template_arg (BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (arg)),
1592                                          val);
1593       return iterative_hash_template_arg (DECL_NAME (get_first_fn (arg)),
1594                                           val);
1595
1596     case MODOP_EXPR:
1597       val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 0), val);
1598       code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 1));
1599       val = iterative_hash_object (code, val);
1600       return iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, 2), val);
1601
1602     case LAMBDA_EXPR:
1603       /* A lambda can't appear in a template arg, but don't crash on
1604          erroneous input.  */
1605       gcc_assert (seen_error ());
1606       return val;
1607
1608     case CAST_EXPR:
1609     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
1610     case STATIC_CAST_EXPR:
1611     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
1612     case CONST_CAST_EXPR:
1613     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
1614     case NEW_EXPR:
1615       val = iterative_hash_template_arg (TREE_TYPE (arg), val);
1616       /* Now hash operands as usual.  */
1617       break;
1618
1619     default:
1620       break;
1621     }
1622
1623   switch (tclass)
1624     {
1625     case tcc_type:
1626       if (TYPE_CANONICAL (arg))
1627         return iterative_hash_object (TYPE_HASH (TYPE_CANONICAL (arg)),
1628                                       val);
1629       else if (TREE_CODE (arg) == DECLTYPE_TYPE)
1630         return iterative_hash_template_arg (DECLTYPE_TYPE_EXPR (arg), val);
1631       /* Otherwise just compare the types during lookup.  */
1632       return val;
1633
1634     case tcc_declaration:
1635     case tcc_constant:
1636       return iterative_hash_expr (arg, val);
1637
1638     default:
1639       gcc_assert (IS_EXPR_CODE_CLASS (tclass));
1640       {
1641         unsigned n = cp_tree_operand_length (arg);
1642         for (i = 0; i < n; ++i)
1643           val = iterative_hash_template_arg (TREE_OPERAND (arg, i), val);
1644         return val;
1645       }
1646     }
1647   gcc_unreachable ();
1648   return 0;
1649 }
1650
1651 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1652    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1653    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.
1654
1655    Note that SPEC has been ggc_freed, so we can't look inside it.  */
1656
1657 bool
1658 reregister_specialization (tree spec, tree tinfo, tree new_spec)
1659 {
1660   spec_entry *entry;
1661   spec_entry elt;
1662
1663   elt.tmpl = most_general_template (TI_TEMPLATE (tinfo));
1664   elt.args = TI_ARGS (tinfo);
1665   elt.spec = NULL_TREE;
1666
1667   entry = (spec_entry *) htab_find (decl_specializations, &elt);
1668   if (entry != NULL)
1669     {
1670       gcc_assert (entry->spec == spec || entry->spec == new_spec);
1671       gcc_assert (new_spec != NULL_TREE);
1672       entry->spec = new_spec;
1673       return 1;
1674     }
1675
1676   return 0;
1677 }
1678
1679 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1680    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1681    DECL).  */
1682
1683 static int
1684 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1685 {
1686   return TREE_VALUE ((const_tree) p1) == (const_tree) p2;
1687 }
1688
1689 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1690
1691 static hashval_t
1692 hash_local_specialization (const void* p1)
1693 {
1694   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((const_tree) p1));
1695 }
1696
1697 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1698    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1699
1700 static void
1701 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1702 {
1703   void **slot;
1704
1705   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1706                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1707   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1708 }
1709
1710 /* TYPE is a class type.  Returns true if TYPE is an explicitly
1711    specialized class.  */
1712
1713 bool
1714 explicit_class_specialization_p (tree type)
1715 {
1716   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
1717     return false;
1718   return !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
1719 }
1720
1721 /* Print the list of functions at FNS, going through all the overloads
1722    for each element of the list.  Alternatively, FNS can not be a
1723    TREE_LIST, in which case it will be printed together with all the
1724    overloads.
1725
1726    MORE and *STR should respectively be FALSE and NULL when the function
1727    is called from the outside.  They are used internally on recursive
1728    calls.  print_candidates manages the two parameters and leaves NULL
1729    in *STR when it ends.  */
1730
1731 static void
1732 print_candidates_1 (tree fns, bool more, const char **str)
1733 {
1734   tree fn, fn2;
1735   char *spaces = NULL;
1736
1737   for (fn = fns; fn; fn = OVL_NEXT (fn))
1738     if (TREE_CODE (fn) == TREE_LIST)
1739       {
1740         for (fn2 = fn; fn2 != NULL_TREE; fn2 = TREE_CHAIN (fn2))
1741           print_candidates_1 (TREE_VALUE (fn2),
1742                               TREE_CHAIN (fn2) || more, str);
1743       }
1744     else
1745       {
1746         if (!*str)
1747           {
1748             /* Pick the prefix string.  */
1749             if (!more && !OVL_NEXT (fns))
1750               {
1751                 error ("candidate is: %+#D", OVL_CURRENT (fn));
1752                 continue;
1753               }
1754
1755             *str = _("candidates are:");
1756             spaces = get_spaces (*str);
1757           }
1758         error ("%s %+#D", *str, OVL_CURRENT (fn));
1759         *str = spaces ? spaces : *str;
1760       }
1761
1762   if (!more)
1763     {
1764       free (spaces);
1765       *str = NULL;
1766     }
1767 }
1768
1769 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  FNS can also
1770    be a TREE_LIST of non-functions in the case of an ambiguous lookup.  */
1771
1772 void
1773 print_candidates (tree fns)
1774 {
1775   const char *str = NULL;
1776   print_candidates_1 (fns, false, &str);
1777   gcc_assert (str == NULL);
1778 }
1779
1780 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1781    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1782    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1783    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1784    TEMPLATE_ID are non-members.
1785
1786    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1787    specialization of a member template.
1788
1789    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1790    template classes that appeared in the name of the function. See
1791    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1792
1793    TSK indicates what kind of template declaration (if any) is being
1794    declared.  TSK_TEMPLATE indicates that the declaration given by
1795    DECL, though a FUNCTION_DECL, has template parameters, and is
1796    therefore a template function.
1797
1798    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1799    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1800
1801    If it is impossible to determine the result, an error message is
1802    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1803
1804 static tree
1805 determine_specialization (tree template_id,
1806                           tree decl,
1807                           tree* targs_out,
1808                           int need_member_template,
1809                           int template_count,
1810                           tmpl_spec_kind tsk)
1811 {
1812   tree fns;
1813   tree targs;
1814   tree explicit_targs;
1815   tree candidates = NULL_TREE;
1816   /* A TREE_LIST of templates of which DECL may be a specialization.
1817      The TREE_VALUE of each node is a TEMPLATE_DECL.  The
1818      corresponding TREE_PURPOSE is the set of template arguments that,
1819      when used to instantiate the template, would produce a function
1820      with the signature of DECL.  */
1821   tree templates = NULL_TREE;
1822   int header_count;
1823   cp_binding_level *b;
1824
1825   *targs_out = NULL_TREE;
1826
1827   if (template_id == error_mark_node || decl == error_mark_node)
1828     return error_mark_node;
1829
1830   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1831   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1832
1833   if (fns == error_mark_node)
1834     return error_mark_node;
1835
1836   /* Check for baselinks.  */
1837   if (BASELINK_P (fns))
1838     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1839
1840   if (!is_overloaded_fn (fns))
1841     {
1842       error ("%qD is not a function template", fns);
1843       return error_mark_node;
1844     }
1845
1846   /* Count the number of template headers specified for this
1847      specialization.  */
1848   header_count = 0;
1849   for (b = current_binding_level;
1850        b->kind == sk_template_parms;
1851        b = b->level_chain)
1852     ++header_count;
1853
1854   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1855     {
1856       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1857
1858       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1859         {
1860           tree decl_arg_types;
1861           tree fn_arg_types;
1862
1863           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1864              the number of template headers appearing in the specialization
1865              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1866              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1867              member functions. Consider the following code:
1868
1869              template <> void A<int>::f(int);
1870              template <> template <> void A<int>::f(int);
1871
1872              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1873              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1874              member function, whilst the second line specializes "f" which
1875              is a template member function. So both lines are syntactically
1876              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1877              them.
1878
1879              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1880              against the declarations. We count the number of template
1881              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1882              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1883              plus there must be another header for the member template
1884              itself).
1885
1886              Notice that if header_count is zero, this is not a
1887              specialization but rather a template instantiation, so there
1888              is no check we can perform here.  */
1889           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1890             continue;
1891
1892           /* Check that the number of template arguments at the
1893              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1894           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1895               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1896               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1897                   != TREE_VEC_LENGTH (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
1898                                       (current_template_parms))))
1899             continue;
1900
1901           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1902           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1903           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1904
1905           /* For a non-static member function, we need to make sure
1906              that the const qualification is the same.  Since
1907              get_bindings does not try to merge the "this" parameter,
1908              we must do the comparison explicitly.  */
1909           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1910               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1911                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1912             continue;
1913
1914           /* Skip the "this" parameter and, for constructors of
1915              classes with virtual bases, the VTT parameter.  A
1916              full specialization of a constructor will have a VTT
1917              parameter, but a template never will.  */ 
1918           decl_arg_types 
1919             = skip_artificial_parms_for (decl, decl_arg_types);
1920           fn_arg_types 
1921             = skip_artificial_parms_for (fn, fn_arg_types);
1922
1923           /* Check that the number of function parameters matches.
1924              For example,
1925                template <class T> void f(int i = 0);
1926                template <> void f<int>();
1927              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1928              by get_bindings below.  */
1929           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1930             continue;
1931
1932           /* Function templates cannot be specializations; there are
1933              no partial specializations of functions.  Therefore, if
1934              the type of DECL does not match FN, there is no
1935              match.  */
1936           if (tsk == tsk_template)
1937             {
1938               if (compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1939                 candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1940               continue;
1941             }
1942
1943           /* See whether this function might be a specialization of this
1944              template.  */
1945           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1946
1947           if (!targs)
1948             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1949                specialize TMPL will produce DECL.  */
1950             continue;
1951
1952           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1953           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1954         }
1955       else if (need_member_template)
1956         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1957            specialization of a member template.  */
1958         ;
1959       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1960         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1961            cases.  */
1962         ;
1963       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1964         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1965            be a specialization of that.  */
1966         ;
1967       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1968         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1969         ;
1970       else
1971         {
1972           tree decl_arg_types;
1973
1974           /* This is an ordinary member function.  However, since
1975              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1976              template class.  For example,
1977
1978                template <typename T> struct S { void f(); };
1979                template <> void S<int>::f() {}
1980
1981              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1982              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1983              might be in business.  */
1984
1985           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1986             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1987                of a template class.  This is not a candidate.  */
1988             continue;
1989
1990           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1991                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1992             /* The return types differ.  */
1993             continue;
1994
1995           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1996           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1997           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1998               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1999             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
2000
2001           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
2002                          decl_arg_types))
2003             /* They match!  */
2004             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
2005         }
2006     }
2007
2008   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
2009     {
2010       /* We have:
2011
2012            [temp.expl.spec]
2013
2014            It is possible for a specialization with a given function
2015            signature to be instantiated from more than one function
2016            template.  In such cases, explicit specification of the
2017            template arguments must be used to uniquely identify the
2018            function template specialization being specialized.
2019
2020          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
2021          determine which of the candidate templates is most
2022          specialized.  However, we, also have:
2023
2024            [temp.func.order]
2025
2026            Partial ordering of overloaded function template
2027            declarations is used in the following contexts to select
2028            the function template to which a function template
2029            specialization refers:
2030
2031            -- when an explicit specialization refers to a function
2032               template.
2033
2034          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
2035          This extension can only serve to make invalid programs valid,
2036          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
2037          the committee intended the partial ordering rules to apply;
2038          the EDG front end has that behavior, and John Spicer claims
2039          that the committee simply forgot to delete the wording in
2040          [temp.expl.spec].  */
2041       tree tmpl = most_specialized_instantiation (templates);
2042       if (tmpl != error_mark_node)
2043         {
2044           templates = tmpl;
2045           TREE_CHAIN (templates) = NULL_TREE;
2046         }
2047     }
2048
2049   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
2050     {
2051       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
2052              "declaration", template_id, decl);
2053       if (header_count && header_count != template_count + 1)
2054         inform (input_location, "saw %d %<template<>%>, need %d for "
2055                 "specializing a member function template",
2056                 header_count, template_count + 1);
2057       return error_mark_node;
2058     }
2059   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
2060            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
2061            || (templates && candidates))
2062     {
2063       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
2064              template_id, decl);
2065       candidates = chainon (candidates, templates);
2066       print_candidates (candidates);
2067       return error_mark_node;
2068     }
2069
2070   /* We have one, and exactly one, match.  */
2071   if (candidates)
2072     {
2073       tree fn = TREE_VALUE (candidates);
2074       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (fn));
2075       /* DECL is a re-declaration or partial instantiation of a template
2076          function.  */
2077       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
2078         return fn;
2079       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
2080          template class.  */
2081       return DECL_TI_TEMPLATE (fn);
2082     }
2083
2084   /* It was a specialization of a template.  */
2085   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
2086   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
2087     {
2088       *targs_out = copy_node (targs);
2089       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
2090                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
2091                            TREE_PURPOSE (templates));
2092     }
2093   else
2094     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
2095   return TREE_VALUE (templates);
2096 }
2097
2098 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
2099    but with the default argument values filled in from those in the
2100    TMPL_TYPES.  */
2101
2102 static tree
2103 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
2104                                       tree tmpl_types)
2105 {
2106   tree new_spec_types;
2107
2108   if (!spec_types)
2109     return NULL_TREE;
2110
2111   if (spec_types == void_list_node)
2112     return void_list_node;
2113
2114   /* Substitute into the rest of the list.  */
2115   new_spec_types =
2116     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
2117                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
2118
2119   /* Add the default argument for this parameter.  */
2120   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
2121                          TREE_VALUE (spec_types),
2122                          new_spec_types);
2123 }
2124
2125 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
2126    from the template it specializes.  (That way, code like:
2127
2128      template <class T> void f(T = 3);
2129      template <> void f(double);
2130      void g () { f (); }
2131
2132    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
2133    the correct default arguments at the call-site, but this approach
2134    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
2135
2136 static void
2137 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
2138 {
2139   tree tmpl;
2140   tree spec_types;
2141   tree tmpl_types;
2142   tree new_spec_types;
2143   tree old_type;
2144   tree new_type;
2145   tree t;
2146   tree object_type = NULL_TREE;
2147   tree in_charge = NULL_TREE;
2148   tree vtt = NULL_TREE;
2149
2150   /* See if there's anything we need to do.  */
2151   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2152   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
2153   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
2154     if (TREE_PURPOSE (t))
2155       break;
2156   if (!t)
2157     return;
2158
2159   old_type = TREE_TYPE (decl);
2160   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
2161
2162   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2163     {
2164       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
2165          CV quals.  */
2166       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
2167       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2168       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
2169
2170       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
2171         {
2172           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
2173              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
2174           in_charge = spec_types;
2175           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2176         }
2177       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
2178         {
2179           vtt = spec_types;
2180           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
2181         }
2182     }
2183
2184   /* Compute the merged default arguments.  */
2185   new_spec_types =
2186     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
2187
2188   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
2189   if (object_type)
2190     {
2191       if (vtt)
2192         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
2193                                          TREE_VALUE (vtt),
2194                                          new_spec_types);
2195
2196       if (in_charge)
2197         /* Put the in-charge parameter back.  */
2198         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
2199                                          TREE_VALUE (in_charge),
2200                                          new_spec_types);
2201
2202       new_type = build_method_type_directly (object_type,
2203                                              TREE_TYPE (old_type),
2204                                              new_spec_types);
2205     }
2206   else
2207     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
2208                                     new_spec_types);
2209   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
2210                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
2211   new_type = build_exception_variant (new_type,
2212                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
2213   TREE_TYPE (decl) = new_type;
2214 }
2215
2216 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
2217    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
2218    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
2219    instantiation at this point.
2220
2221    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
2222    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
2223    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
2224    recoverable.
2225
2226    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
2227
2228    2: The function has a definition.
2229    4: The function is a friend.
2230
2231    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
2232    template classes that appeared in the name of the function.  For
2233    example, in
2234
2235      template <class T> struct S { void f(); };
2236      void S<int>::f();
2237
2238    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
2239    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
2240
2241      template <class T> struct S {};
2242      template <> struct S<int> { void f(); }
2243      template <> void S<int>::f();
2244
2245    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
2246    invalid; there should be no template <>.)
2247
2248    If the function is a specialization, it is marked as such via
2249    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
2250    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
2251    for that template.  */
2252
2253 tree
2254 check_explicit_specialization (tree declarator,
2255                                tree decl,
2256                                int template_count,
2257                                int flags)
2258 {
2259   int have_def = flags & 2;
2260   int is_friend = flags & 4;
2261   int specialization = 0;
2262   int explicit_instantiation = 0;
2263   int member_specialization = 0;
2264   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
2265   tree dname = DECL_NAME (decl);
2266   tmpl_spec_kind tsk;
2267
2268   if (is_friend)
2269     {
2270       if (!processing_specialization)
2271         tsk = tsk_none;
2272       else
2273         tsk = tsk_excessive_parms;
2274     }
2275   else
2276     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
2277
2278   switch (tsk)
2279     {
2280     case tsk_none:
2281       if (processing_specialization)
2282         {
2283           specialization = 1;
2284           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2285         }
2286       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2287         {
2288           if (is_friend)
2289             /* This could be something like:
2290
2291                template <class T> void f(T);
2292                class S { friend void f<>(int); }  */
2293             specialization = 1;
2294           else
2295             {
2296               /* This case handles bogus declarations like template <>
2297                  template <class T> void f<int>(); */
2298
2299               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2300                      declarator);
2301               return decl;
2302             }
2303         }
2304       break;
2305
2306     case tsk_invalid_member_spec:
2307       /* The error has already been reported in
2308          check_specialization_scope.  */
2309       return error_mark_node;
2310
2311     case tsk_invalid_expl_inst:
2312       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
2313
2314       /* Fall through.  */
2315
2316     case tsk_expl_inst:
2317       if (have_def)
2318         error ("definition provided for explicit instantiation");
2319
2320       explicit_instantiation = 1;
2321       break;
2322
2323     case tsk_excessive_parms:
2324     case tsk_insufficient_parms:
2325       if (tsk == tsk_excessive_parms)
2326         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
2327                decl);
2328       else if (template_header_count)
2329         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
2330       else
2331         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
2332               "%<template <>%>", decl);
2333
2334       /* Fall through.  */
2335     case tsk_expl_spec:
2336       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
2337       if (ctype)
2338         member_specialization = 1;
2339       else
2340         specialization = 1;
2341       break;
2342
2343     case tsk_template:
2344       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
2345         {
2346           /* This case handles bogus declarations like template <>
2347              template <class T> void f<int>(); */
2348
2349           if (uses_template_parms (declarator))
2350             error ("function template partial specialization %qD "
2351                    "is not allowed", declarator);
2352           else
2353             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
2354                    declarator);
2355           return decl;
2356         }
2357
2358       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
2359         /* This is a specialization of a member template, without
2360            specialization the containing class.  Something like:
2361
2362              template <class T> struct S {
2363                template <class U> void f (U);
2364              };
2365              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
2366
2367            That's a specialization -- but of the entire template.  */
2368         specialization = 1;
2369       break;
2370
2371     default:
2372       gcc_unreachable ();
2373     }
2374
2375   if (specialization || member_specialization)
2376     {
2377       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
2378       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
2379         if (TREE_PURPOSE (t))
2380           {
2381             permerror (input_location, 
2382                        "default argument specified in explicit specialization");
2383             break;
2384           }
2385     }
2386
2387   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
2388     {
2389       tree tmpl = NULL_TREE;
2390       tree targs = NULL_TREE;
2391
2392       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
2393       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
2394         {
2395           tree fns;
2396
2397           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
2398           if (ctype)
2399             fns = dname;
2400           else
2401             {
2402               /* If there is no class context, the explicit instantiation
2403                  must be at namespace scope.  */
2404               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
2405
2406               /* Find the namespace binding, using the declaration
2407                  context.  */
2408               fns = lookup_qualified_name (CP_DECL_CONTEXT (decl), dname,
2409                                            false, true);
2410               if (fns == error_mark_node || !is_overloaded_fn (fns))
2411                 {
2412                   error ("%qD is not a template function", dname);
2413                   fns = error_mark_node;
2414                 }
2415               else
2416                 {
2417                   tree fn = OVL_CURRENT (fns);
2418                   if (!is_associated_namespace (CP_DECL_CONTEXT (decl),
2419                                                 CP_DECL_CONTEXT (fn)))
2420                     error ("%qD is not declared in %qD",
2421                            decl, current_namespace);
2422                 }
2423             }
2424
2425           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
2426         }
2427
2428       if (declarator == error_mark_node)
2429         return error_mark_node;
2430
2431       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
2432         {
2433           if (!explicit_instantiation)
2434             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
2435                but the error will already have been flagged by
2436                check_specialization_scope.  */
2437             return error_mark_node;
2438           else
2439             {
2440               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
2441                  class scope, e.g.:
2442
2443                    class C { template void f(); }
2444
2445                    This case is caught by the parser.  However, on
2446                    something like:
2447
2448                    template class C { void f(); };
2449
2450                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
2451                    issued later.  */
2452               ;
2453             }
2454
2455           return decl;
2456         }
2457       else if (ctype != NULL_TREE
2458                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
2459                    IDENTIFIER_NODE))
2460         {
2461           /* Find the list of functions in ctype that have the same
2462              name as the declared function.  */
2463           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
2464           tree fns = NULL_TREE;
2465           int idx;
2466
2467           if (constructor_name_p (name, ctype))
2468             {
2469               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2470
2471               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_USER_CONSTRUCTOR (ctype)
2472                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
2473                 {
2474                   /* From [temp.expl.spec]:
2475
2476                      If such an explicit specialization for the member
2477                      of a class template names an implicitly-declared
2478                      special member function (clause _special_), the
2479                      program is ill-formed.
2480
2481                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
2482                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
2483                   return error_mark_node;
2484                 }
2485
2486               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
2487             }
2488
2489           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
2490             {
2491               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
2492               if (idx >= 0)
2493                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
2494             }
2495           else
2496             {
2497               VEC(tree,gc) *methods;
2498               tree ovl;
2499
2500               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
2501                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
2502                  int' which will be a specialization of `operator T'.
2503                  So, we find *all* the conversion operators, and then
2504                  select from them.  */
2505               fns = NULL_TREE;
2506
2507               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
2508               if (methods)
2509                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
2510                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
2511                      ++idx)
2512                   {
2513                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2514                       /* There are no more conversion functions.  */
2515                       break;
2516
2517                     /* Glue all these conversion functions together
2518                        with those we already have.  */
2519                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2520                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2521                   }
2522             }
2523
2524           if (fns == NULL_TREE)
2525             {
2526               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2527               return error_mark_node;
2528             }
2529           else
2530             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2531         }
2532
2533       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2534          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2535          member function, we cannot tell apriori whether the
2536          instantiation is for a member template, or just a member
2537          function of a template class.  Even if a member template is
2538          being instantiated, the member template arguments may be
2539          elided if they can be deduced from the rest of the
2540          declaration.  */
2541       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2542                                        &targs,
2543                                        member_specialization,
2544                                        template_count,
2545                                        tsk);
2546
2547       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2548         /* We couldn't figure out what this declaration was
2549            specializing.  */
2550         return error_mark_node;
2551       else
2552         {
2553           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2554
2555           if (explicit_instantiation)
2556             {
2557               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2558                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2559
2560               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2561               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2562
2563               if (arg_depth > parm_depth)
2564                 {
2565                   /* If TMPL is not the most general template (for
2566                      example, if TMPL is a friend template that is
2567                      injected into namespace scope), then there will
2568                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2569                      here.  */
2570                   int i;
2571                   tree new_targs;
2572
2573                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2574                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2575                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2576                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2577                   targs = new_targs;
2578                 }
2579
2580               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2581             }
2582
2583           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2584              turns out to be specializing a static member function,
2585              make DECL a static member function as well.  */
2586           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2587               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2588             revert_static_member_fn (decl);
2589
2590           /* If this is a specialization of a member template of a
2591              template class, we want to return the TEMPLATE_DECL, not
2592              the specialization of it.  */
2593           if (tsk == tsk_template)
2594             {
2595               tree result = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
2596               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2597               DECL_INITIAL (result) = NULL_TREE;
2598               if (have_def)
2599                 {
2600                   tree parm;
2601                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2602                   DECL_SOURCE_LOCATION (result)
2603                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2604                   /* We want to use the argument list specified in the
2605                      definition, not in the original declaration.  */
2606                   DECL_ARGUMENTS (result) = DECL_ARGUMENTS (decl);
2607                   for (parm = DECL_ARGUMENTS (result); parm;
2608                        parm = DECL_CHAIN (parm))
2609                     DECL_CONTEXT (parm) = result;
2610                 }
2611               return register_specialization (tmpl, gen_tmpl, targs,
2612                                               is_friend, 0);
2613             }
2614
2615           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2616           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = build_template_info (tmpl, targs);
2617
2618           /* Inherit default function arguments from the template
2619              DECL is specializing.  */
2620           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2621
2622           /* This specialization has the same protection as the
2623              template it specializes.  */
2624           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2625           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2626
2627           /* 7.1.1-1 [dcl.stc]
2628
2629              A storage-class-specifier shall not be specified in an
2630              explicit specialization...
2631
2632              The parser rejects these, so unless action is taken here,
2633              explicit function specializations will always appear with
2634              global linkage.
2635
2636              The action recommended by the C++ CWG in response to C++
2637              defect report 605 is to make the storage class and linkage
2638              of the explicit specialization match the templated function:
2639
2640              http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/cwg_active.html#605
2641            */
2642           if (tsk == tsk_expl_spec && DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
2643             {
2644               tree tmpl_func = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
2645               gcc_assert (TREE_CODE (tmpl_func) == FUNCTION_DECL);
2646
2647               /* This specialization has the same linkage and visibility as
2648                  the function template it specializes.  */
2649               TREE_PUBLIC (decl) = TREE_PUBLIC (tmpl_func);
2650               if (! TREE_PUBLIC (decl))
2651                 {
2652                   DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
2653                   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
2654                 }
2655               DECL_THIS_STATIC (decl) = DECL_THIS_STATIC (tmpl_func);
2656               if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (tmpl_func))
2657                 {
2658                   DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2659                   DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (tmpl_func);
2660                 }
2661             }
2662
2663           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2664              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2665              have been set incorrectly.  For example, in:
2666
2667                template <typename T> void f(T);
2668                namespace N {
2669                  struct S { friend void f<int>(int); }
2670                }
2671
2672              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2673              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2674           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2675             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2676
2677           if (is_friend && !have_def)
2678             /* This is not really a declaration of a specialization.
2679                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2680                a request for an instantiation, either.  */
2681             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2682           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2683             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2684                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2685                versions in V3 ABI.  */
2686             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2687
2688           /* Register this specialization so that we can find it
2689              again.  */
2690           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend, 0);
2691         }
2692     }
2693
2694   return decl;
2695 }
2696
2697 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2698    parameters.  These are represented in the same format used for
2699    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2700
2701 int
2702 comp_template_parms (const_tree parms1, const_tree parms2)
2703 {
2704   const_tree p1;
2705   const_tree p2;
2706
2707   if (parms1 == parms2)
2708     return 1;
2709
2710   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2711        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2712        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2713     {
2714       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2715       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2716       int i;
2717
2718       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2719       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2720
2721       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2722         return 0;
2723
2724       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2725         {
2726           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2727           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2728
2729           /* If either of the template parameters are invalid, assume
2730              they match for the sake of error recovery. */
2731           if (parm1 == error_mark_node || parm2 == error_mark_node)
2732             return 1;
2733
2734           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2735             return 0;
2736
2737           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2738               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm1)
2739                   == TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm2)))
2740             continue;
2741           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2742             return 0;
2743         }
2744     }
2745
2746   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2747     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2748        other.  */
2749     return 0;
2750
2751   return 1;
2752 }
2753
2754 /* Determine whether PARM is a parameter pack.  */
2755
2756 bool 
2757 template_parameter_pack_p (const_tree parm)
2758 {
2759   /* Determine if we have a non-type template parameter pack.  */
2760   if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
2761     return (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm) 
2762             && TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)));
2763   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2764     return TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
2765
2766   /* If this is a list of template parameters, we could get a
2767      TYPE_DECL or a TEMPLATE_DECL.  */ 
2768   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2769     parm = TREE_TYPE (parm);
2770
2771   /* Otherwise it must be a type template parameter.  */
2772   return ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
2773            || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
2774           && TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm));
2775 }
2776
2777 /* Determine if T is a function parameter pack.  */
2778
2779 bool
2780 function_parameter_pack_p (const_tree t)
2781 {
2782   if (t && TREE_CODE (t) == PARM_DECL)
2783     return FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t);
2784   return false;
2785 }
2786
2787 /* Return the function template declaration of PRIMARY_FUNC_TMPL_INST.
2788    PRIMARY_FUNC_TMPL_INST is a primary function template instantiation.  */
2789
2790 tree
2791 get_function_template_decl (const_tree primary_func_tmpl_inst)
2792 {
2793   if (! primary_func_tmpl_inst
2794       || TREE_CODE (primary_func_tmpl_inst) != FUNCTION_DECL
2795       || ! primary_template_instantiation_p (primary_func_tmpl_inst))
2796     return NULL;
2797
2798   return DECL_TEMPLATE_RESULT (DECL_TI_TEMPLATE (primary_func_tmpl_inst));
2799 }
2800
2801 /* Return true iff the function parameter PARAM_DECL was expanded
2802    from the function parameter pack PACK.  */
2803
2804 bool
2805 function_parameter_expanded_from_pack_p (tree param_decl, tree pack)
2806 {
2807   if (DECL_ARTIFICIAL (param_decl)
2808       || !function_parameter_pack_p (pack))
2809     return false;
2810
2811   /* The parameter pack and its pack arguments have the same
2812      DECL_PARM_INDEX.  */
2813   return DECL_PARM_INDEX (pack) == DECL_PARM_INDEX (param_decl);
2814 }
2815
2816 /* Determine whether ARGS describes a variadic template args list,
2817    i.e., one that is terminated by a template argument pack.  */
2818
2819 static bool 
2820 template_args_variadic_p (tree args)
2821 {
2822   int nargs;
2823   tree last_parm;
2824
2825   if (args == NULL_TREE)
2826     return false;
2827
2828   args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
2829   nargs = TREE_VEC_LENGTH (args);
2830
2831   if (nargs == 0)
2832     return false;
2833
2834   last_parm = TREE_VEC_ELT (args, nargs - 1);
2835
2836   return ARGUMENT_PACK_P (last_parm);
2837 }
2838
2839 /* Generate a new name for the parameter pack name NAME (an
2840    IDENTIFIER_NODE) that incorporates its */
2841
2842 static tree
2843 make_ith_pack_parameter_name (tree name, int i)
2844 {
2845   /* Munge the name to include the parameter index.  */
2846 #define NUMBUF_LEN 128
2847   char numbuf[NUMBUF_LEN];
2848   char* newname;
2849   int newname_len;
2850
2851   snprintf (numbuf, NUMBUF_LEN, "%i", i);
2852   newname_len = IDENTIFIER_LENGTH (name)
2853                 + strlen (numbuf) + 2;
2854   newname = (char*)alloca (newname_len);
2855   snprintf (newname, newname_len,
2856             "%s#%i", IDENTIFIER_POINTER (name), i);
2857   return get_identifier (newname);
2858 }
2859
2860 /* Return true if T is a primary function, class or alias template
2861    instantiation.  */
2862
2863 bool
2864 primary_template_instantiation_p (const_tree t)
2865 {
2866   if (!t)
2867     return false;
2868
2869   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
2870     return DECL_LANG_SPECIFIC (t)
2871            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2872            && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t));
2873   else if (CLASS_TYPE_P (t))
2874     return CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (t)
2875            && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
2876   else if (TYPE_P (t)
2877            && TYPE_TEMPLATE_INFO (t)
2878            && PRIMARY_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (t))
2879            && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (TYPE_NAME (t)))
2880     return true;
2881   return false;
2882 }
2883
2884 /* Return true if PARM is a template template parameter.  */
2885
2886 bool
2887 template_template_parameter_p (const_tree parm)
2888 {
2889   return DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2890 }
2891
2892 /* Return the template parameters of T if T is a
2893    primary template instantiation, NULL otherwise.  */
2894
2895 tree
2896 get_primary_template_innermost_parameters (const_tree t)
2897 {
2898   tree parms = NULL, template_info = NULL;
2899
2900   if ((template_info = get_template_info (t))
2901       && primary_template_instantiation_p (t))
2902     parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
2903         (DECL_TEMPLATE_PARMS (TI_TEMPLATE (template_info)));
2904
2905   return parms;
2906 }
2907
2908 /* Return the template parameters of the LEVELth level from the full list
2909    of template parameters PARMS.  */
2910
2911 tree
2912 get_template_parms_at_level (tree parms, int level)
2913 {
2914   tree p;
2915   if (!parms
2916       || TREE_CODE (parms) != TREE_LIST
2917       || level > TMPL_PARMS_DEPTH (parms))
2918     return NULL_TREE;
2919
2920   for (p = parms; p; p = TREE_CHAIN (p))
2921     if (TMPL_PARMS_DEPTH (p) == level)
2922       return p;
2923
2924   return NULL_TREE;
2925 }
2926
2927 /* Returns the template arguments of T if T is a template instantiation,
2928    NULL otherwise.  */
2929
2930 tree
2931 get_template_innermost_arguments (const_tree t)
2932 {
2933   tree args = NULL, template_info = NULL;
2934
2935   if ((template_info = get_template_info (t))
2936       && TI_ARGS (template_info))
2937     args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TI_ARGS (template_info));
2938
2939   return args;
2940 }
2941
2942 /* Return the argument pack elements of T if T is a template argument pack,
2943    NULL otherwise.  */
2944
2945 tree
2946 get_template_argument_pack_elems (const_tree t)
2947 {
2948   if (TREE_CODE (t) != TYPE_ARGUMENT_PACK
2949       && TREE_CODE (t) != NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
2950     return NULL;
2951
2952   return ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
2953 }
2954
2955 /* Structure used to track the progress of find_parameter_packs_r.  */
2956 struct find_parameter_pack_data 
2957 {
2958   /* TREE_LIST that will contain all of the parameter packs found by
2959      the traversal.  */
2960   tree* parameter_packs;
2961
2962   /* Set of AST nodes that have been visited by the traversal.  */
2963   struct pointer_set_t *visited;
2964 };
2965
2966 /* Identifies all of the argument packs that occur in a template
2967    argument and appends them to the TREE_LIST inside DATA, which is a
2968    find_parameter_pack_data structure. This is a subroutine of
2969    make_pack_expansion and uses_parameter_packs.  */
2970 static tree
2971 find_parameter_packs_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void* data)
2972 {
2973   tree t = *tp;
2974   struct find_parameter_pack_data* ppd = 
2975     (struct find_parameter_pack_data*)data;
2976   bool parameter_pack_p = false;
2977
2978   /* Identify whether this is a parameter pack or not.  */
2979   switch (TREE_CODE (t))
2980     {
2981     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
2982       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
2983         parameter_pack_p = true;
2984       break;
2985
2986     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
2987       t = TYPE_MAIN_VARIANT (t);
2988     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
2989       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
2990         parameter_pack_p = true;
2991       break;
2992
2993     case PARM_DECL:
2994       if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
2995         {
2996           /* We don't want to walk into the type of a PARM_DECL,
2997              because we don't want to see the type parameter pack.  */
2998           *walk_subtrees = 0;
2999           parameter_pack_p = true;
3000         }
3001       break;
3002
3003     case BASES:
3004       parameter_pack_p = true;
3005       break;
3006     default:
3007       /* Not a parameter pack.  */
3008       break;
3009     }
3010
3011   if (parameter_pack_p)
3012     {
3013       /* Add this parameter pack to the list.  */
3014       *ppd->parameter_packs = tree_cons (NULL_TREE, t, *ppd->parameter_packs);
3015     }
3016
3017   if (TYPE_P (t))
3018     cp_walk_tree (&TYPE_CONTEXT (t), 
3019                   &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3020
3021   /* This switch statement will return immediately if we don't find a
3022      parameter pack.  */
3023   switch (TREE_CODE (t)) 
3024     {
3025     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
3026       return NULL_TREE;
3027
3028     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
3029       /* Check the template itself.  */
3030       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (TYPE_TI_TEMPLATE (t)), 
3031                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3032       /* Check the template arguments.  */
3033       cp_walk_tree (&TYPE_TI_ARGS (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
3034                     ppd->visited);
3035       *walk_subtrees = 0;
3036       return NULL_TREE;
3037
3038     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
3039     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
3040       return NULL_TREE;
3041
3042     case PARM_DECL:
3043       return NULL_TREE;
3044
3045     case RECORD_TYPE:
3046       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
3047         return NULL_TREE;
3048       /* Fall through.  */
3049
3050     case UNION_TYPE:
3051     case ENUMERAL_TYPE:
3052       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
3053         cp_walk_tree (&TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
3054                       &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3055
3056       *walk_subtrees = 0;
3057       return NULL_TREE;
3058
3059     case CONSTRUCTOR:
3060     case TEMPLATE_DECL:
3061       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t),
3062                     &find_parameter_packs_r, ppd, ppd->visited);
3063       return NULL_TREE;
3064  
3065     case TYPENAME_TYPE:
3066       cp_walk_tree (&TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), &find_parameter_packs_r,
3067                    ppd, ppd->visited);
3068       *walk_subtrees = 0;
3069       return NULL_TREE;
3070       
3071     case TYPE_PACK_EXPANSION:
3072     case EXPR_PACK_EXPANSION:
3073       *walk_subtrees = 0;
3074       return NULL_TREE;
3075
3076     case INTEGER_TYPE:
3077       cp_walk_tree (&TYPE_MAX_VALUE (t), &find_parameter_packs_r, 
3078                     ppd, ppd->visited);
3079       *walk_subtrees = 0;
3080       return NULL_TREE;
3081
3082     case IDENTIFIER_NODE:
3083       cp_walk_tree (&TREE_TYPE (t), &find_parameter_packs_r, ppd, 
3084                     ppd->visited);
3085       *walk_subtrees = 0;
3086       return NULL_TREE;
3087
3088     default:
3089       return NULL_TREE;
3090     }
3091
3092   return NULL_TREE;
3093 }
3094
3095 /* Determines if the expression or type T uses any parameter packs.  */
3096 bool
3097 uses_parameter_packs (tree t)
3098 {
3099   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3100   struct find_parameter_pack_data ppd;
3101   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3102   ppd.visited = pointer_set_create ();
3103   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3104   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3105   return parameter_packs != NULL_TREE;
3106 }
3107
3108 /* Turn ARG, which may be an expression, type, or a TREE_LIST
3109    representation a base-class initializer into a parameter pack
3110    expansion. If all goes well, the resulting node will be an
3111    EXPR_PACK_EXPANSION, TYPE_PACK_EXPANSION, or TREE_LIST,
3112    respectively.  */
3113 tree 
3114 make_pack_expansion (tree arg)
3115 {
3116   tree result;
3117   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3118   bool for_types = false;
3119   struct find_parameter_pack_data ppd;
3120
3121   if (!arg || arg == error_mark_node)
3122     return arg;
3123
3124   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST)
3125     {
3126       /* The only time we will see a TREE_LIST here is for a base
3127          class initializer.  In this case, the TREE_PURPOSE will be a
3128          _TYPE node (representing the base class expansion we're
3129          initializing) and the TREE_VALUE will be a TREE_LIST
3130          containing the initialization arguments. 
3131
3132          The resulting expansion looks somewhat different from most
3133          expansions. Rather than returning just one _EXPANSION, we
3134          return a TREE_LIST whose TREE_PURPOSE is a
3135          TYPE_PACK_EXPANSION containing the bases that will be
3136          initialized.  The TREE_VALUE will be identical to the
3137          original TREE_VALUE, which is a list of arguments that will
3138          be passed to each base.  We do not introduce any new pack
3139          expansion nodes into the TREE_VALUE (although it is possible
3140          that some already exist), because the TREE_PURPOSE and
3141          TREE_VALUE all need to be expanded together with the same
3142          _EXPANSION node.  Note that the TYPE_PACK_EXPANSION in the
3143          resulting TREE_PURPOSE will mention the parameter packs in
3144          both the bases and the arguments to the bases.  */
3145       tree purpose;
3146       tree value;
3147       tree parameter_packs = NULL_TREE;
3148
3149       /* Determine which parameter packs will be used by the base
3150          class expansion.  */
3151       ppd.visited = pointer_set_create ();
3152       ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3153       cp_walk_tree (&TREE_PURPOSE (arg), &find_parameter_packs_r, 
3154                     &ppd, ppd.visited);
3155
3156       if (parameter_packs == NULL_TREE)
3157         {
3158           error ("base initializer expansion %<%T%> contains no parameter packs", arg);
3159           pointer_set_destroy (ppd.visited);
3160           return error_mark_node;
3161         }
3162
3163       if (TREE_VALUE (arg) != void_type_node)
3164         {
3165           /* Collect the sets of parameter packs used in each of the
3166              initialization arguments.  */
3167           for (value = TREE_VALUE (arg); value; value = TREE_CHAIN (value))
3168             {
3169               /* Determine which parameter packs will be expanded in this
3170                  argument.  */
3171               cp_walk_tree (&TREE_VALUE (value), &find_parameter_packs_r, 
3172                             &ppd, ppd.visited);
3173             }
3174         }
3175
3176       pointer_set_destroy (ppd.visited);
3177
3178       /* Create the pack expansion type for the base type.  */
3179       purpose = cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION);
3180       SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (purpose, TREE_PURPOSE (arg));
3181       PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (purpose) = parameter_packs;
3182
3183       /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3184          they will rarely be compared to anything.  */
3185       SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (purpose);
3186
3187       return tree_cons (purpose, TREE_VALUE (arg), NULL_TREE);
3188     }
3189
3190   if (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
3191     for_types = true;
3192
3193   /* Build the PACK_EXPANSION_* node.  */
3194   result = for_types
3195      ? cxx_make_type (TYPE_PACK_EXPANSION)
3196      : make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
3197   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (result, arg);
3198   if (TREE_CODE (result) == EXPR_PACK_EXPANSION)
3199     {
3200       /* Propagate type and const-expression information.  */
3201       TREE_TYPE (result) = TREE_TYPE (arg);
3202       TREE_CONSTANT (result) = TREE_CONSTANT (arg);
3203     }
3204   else
3205     /* Just use structural equality for these TYPE_PACK_EXPANSIONS;
3206        they will rarely be compared to anything.  */
3207     SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (result);
3208
3209   /* Determine which parameter packs will be expanded.  */
3210   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3211   ppd.visited = pointer_set_create ();
3212   cp_walk_tree (&arg, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3213   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3214
3215   /* Make sure we found some parameter packs.  */
3216   if (parameter_packs == NULL_TREE)
3217     {
3218       if (TYPE_P (arg))
3219         error ("expansion pattern %<%T%> contains no argument packs", arg);
3220       else
3221         error ("expansion pattern %<%E%> contains no argument packs", arg);
3222       return error_mark_node;
3223     }
3224   PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (result) = parameter_packs;
3225
3226   return result;
3227 }
3228
3229 /* Checks T for any "bare" parameter packs, which have not yet been
3230    expanded, and issues an error if any are found. This operation can
3231    only be done on full expressions or types (e.g., an expression
3232    statement, "if" condition, etc.), because we could have expressions like:
3233
3234      foo(f(g(h(args)))...)
3235
3236    where "args" is a parameter pack. check_for_bare_parameter_packs
3237    should not be called for the subexpressions args, h(args),
3238    g(h(args)), or f(g(h(args))), because we would produce erroneous
3239    error messages. 
3240
3241    Returns TRUE and emits an error if there were bare parameter packs,
3242    returns FALSE otherwise.  */
3243 bool 
3244 check_for_bare_parameter_packs (tree t)
3245 {
3246   tree parameter_packs = NULL_TREE;
3247   struct find_parameter_pack_data ppd;
3248
3249   if (!processing_template_decl || !t || t == error_mark_node)
3250     return false;
3251
3252   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
3253     t = TREE_TYPE (t);
3254
3255   ppd.parameter_packs = &parameter_packs;
3256   ppd.visited = pointer_set_create ();
3257   cp_walk_tree (&t, &find_parameter_packs_r, &ppd, ppd.visited);
3258   pointer_set_destroy (ppd.visited);
3259
3260   if (parameter_packs) 
3261     {
3262       error ("parameter packs not expanded with %<...%>:");
3263       while (parameter_packs)
3264         {
3265           tree pack = TREE_VALUE (parameter_packs);
3266           tree name = NULL_TREE;
3267
3268           if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TYPE_PARM
3269               || TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3270             name = TYPE_NAME (pack);
3271           else if (TREE_CODE (pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3272             name = DECL_NAME (TEMPLATE_PARM_DECL (pack));
3273           else
3274             name = DECL_NAME (pack);
3275
3276           if (name)
3277             inform (input_location, "        %qD", name);
3278           else
3279             inform (input_location, "        <anonymous>");
3280
3281           parameter_packs = TREE_CHAIN (parameter_packs);
3282         }
3283
3284       return true;
3285     }
3286
3287   return false;
3288 }
3289
3290 /* Expand any parameter packs that occur in the template arguments in
3291    ARGS.  */
3292 tree
3293 expand_template_argument_pack (tree args)
3294 {
3295   tree result_args = NULL_TREE;
3296   int in_arg, out_arg = 0, nargs = args ? TREE_VEC_LENGTH (args) : 0;
3297   int num_result_args = -1;
3298   int non_default_args_count = -1;
3299
3300   /* First, determine if we need to expand anything, and the number of
3301      slots we'll need.  */
3302   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3303     {
3304       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3305       if (arg == NULL_TREE)
3306         return args;
3307       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3308         {
3309           int num_packed = TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg));
3310           if (num_result_args < 0)
3311             num_result_args = in_arg + num_packed;
3312           else
3313             num_result_args += num_packed;
3314         }
3315       else
3316         {
3317           if (num_result_args >= 0)
3318             num_result_args++;
3319         }
3320     }
3321
3322   /* If no expansion is necessary, we're done.  */
3323   if (num_result_args < 0)
3324     return args;
3325
3326   /* Expand arguments.  */
3327   result_args = make_tree_vec (num_result_args);
3328   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args))
3329     non_default_args_count =
3330       GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (args);
3331   for (in_arg = 0; in_arg < nargs; ++in_arg)
3332     {
3333       tree arg = TREE_VEC_ELT (args, in_arg);
3334       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
3335         {
3336           tree packed = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
3337           int i, num_packed = TREE_VEC_LENGTH (packed);
3338           for (i = 0; i < num_packed; ++i, ++out_arg)
3339             TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = TREE_VEC_ELT(packed, i);
3340           if (non_default_args_count > 0)
3341             non_default_args_count += num_packed;
3342         }
3343       else
3344         {
3345           TREE_VEC_ELT (result_args, out_arg) = arg;
3346           ++out_arg;
3347         }
3348     }
3349   if (non_default_args_count >= 0)
3350     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (result_args, non_default_args_count);
3351   return result_args;
3352 }
3353
3354 /* Checks if DECL shadows a template parameter.
3355
3356    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
3357    scope (including nested scopes).
3358
3359    Emits an error and returns TRUE if the DECL shadows a parameter,
3360    returns FALSE otherwise.  */
3361
3362 bool
3363 check_template_shadow (tree decl)
3364 {
3365   tree olddecl;
3366
3367   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
3368      parameter.  */
3369   if (!current_template_parms)
3370     return true;
3371
3372   /* Figure out what we're shadowing.  */
3373   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
3374     decl = OVL_CURRENT (decl);
3375   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
3376
3377   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
3378      anything, let alone a template parameter.  */
3379   if (!olddecl)
3380     return true;
3381
3382   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
3383      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
3384      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
3385      node.  */
3386   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
3387     return true;
3388
3389   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
3390      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
3391      inline member templates.  */
3392   if (decl == olddecl
3393       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
3394     return true;
3395
3396   error ("declaration of %q+#D", decl);
3397   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
3398   return false;
3399 }
3400
3401 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
3402    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  NUM_SIBLINGS is the total number of
3403    template parameters.  */
3404
3405 static tree
3406 build_template_parm_index (int index,
3407                            int level,
3408                            int orig_level,
3409                            int num_siblings,
3410                            tree decl,
3411                            tree type)
3412 {
3413   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
3414   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
3415   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
3416   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
3417   TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (t) = num_siblings;
3418   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
3419   TREE_TYPE (t) = type;
3420   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
3421   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
3422
3423   return t;
3424 }
3425
3426 /* Find the canonical type parameter for the given template type
3427    parameter.  Returns the canonical type parameter, which may be TYPE
3428    if no such parameter existed.  */
3429
3430 static tree
3431 canonical_type_parameter (tree type)
3432 {
3433   tree list;
3434   int idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (type);
3435   if (!canonical_template_parms)
3436     canonical_template_parms = VEC_alloc (tree, gc, idx+1);
3437
3438   while (VEC_length (tree, canonical_template_parms) <= (unsigned)idx)
3439     VEC_safe_push (tree, gc, canonical_template_parms, NULL_TREE);
3440
3441   list = VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx);
3442   while (list && !comptypes (type, TREE_VALUE (list), COMPARE_STRUCTURAL))
3443     list = TREE_CHAIN (list);
3444
3445   if (list)
3446     return TREE_VALUE (list);
3447   else
3448     {
3449       VEC_replace(tree, canonical_template_parms, idx,
3450                   tree_cons (NULL_TREE, type, 
3451                              VEC_index (tree, canonical_template_parms, idx)));
3452       return type;
3453     }
3454 }
3455
3456 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
3457    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
3458    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
3459    new one is created.  */
3460
3461 static tree
3462 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels, tree args,
3463                             tsubst_flags_t complain)
3464 {
3465   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
3466       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
3467           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels)
3468       || !same_type_p (type, TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))))
3469     {
3470       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3471       tree decl, t;
3472
3473       decl = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (orig_decl),
3474                          TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
3475       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
3476       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
3477       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3478       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3479
3480       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
3481                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
3482                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
3483                                      TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (index),
3484                                      decl, type);
3485       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
3486       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t) 
3487         = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index);
3488
3489         /* Template template parameters need this.  */
3490       if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
3491         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl) = tsubst_template_parms
3492           (DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index)),
3493            args, complain);
3494     }
3495
3496   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
3497 }
3498
3499 /* Process information from new template parameter PARM and append it
3500    to the LIST being built.  This new parameter is a non-type
3501    parameter iff IS_NON_TYPE is true. This new parameter is a
3502    parameter pack iff IS_PARAMETER_PACK is true.  The location of PARM
3503    is in PARM_LOC. NUM_TEMPLATE_PARMS is the size of the template
3504    parameter list PARM belongs to. This is used used to create a
3505    proper canonical type for the type of PARM that is to be created,
3506    iff PARM is a type.  If the size is not known, this parameter shall
3507    be set to 0.  */
3508
3509 tree
3510 process_template_parm (tree list, location_t parm_loc, tree parm,
3511                        bool is_non_type, bool is_parameter_pack,
3512                        unsigned num_template_parms)
3513 {
3514   tree decl = 0;
3515   tree defval;
3516   tree err_parm_list;
3517   int idx = 0;
3518
3519   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
3520   defval = TREE_PURPOSE (parm);
3521
3522   if (list)
3523     {
3524       tree p = tree_last (list);
3525
3526       if (p && TREE_VALUE (p) != error_mark_node)
3527         {
3528           p = TREE_VALUE (p);
3529           if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
3530             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
3531           else
3532             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
3533         }
3534
3535       ++idx;
3536     }
3537   else
3538     idx = 0;
3539
3540   if (is_non_type)
3541     {
3542       parm = TREE_VALUE (parm);
3543
3544       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
3545
3546       if (TREE_TYPE (parm) == error_mark_node)
3547         {
3548           err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3549           TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3550            return chainon (list, err_parm_list);
3551         }
3552       else
3553       {
3554         /* [temp.param]
3555
3556            The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
3557            ignored when determining its type.  */
3558         TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
3559         if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
3560           {
3561             err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
3562             TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
3563              return chainon (list, err_parm_list);
3564           }
3565
3566         if (uses_parameter_packs (TREE_TYPE (parm)) && !is_parameter_pack)
3567           {
3568             /* This template parameter is not a parameter pack, but it
3569                should be. Complain about "bare" parameter packs.  */
3570             check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (parm));
3571             
3572             /* Recover by calling this a parameter pack.  */
3573             is_parameter_pack = true;
3574           }
3575       }
3576
3577       /* A template parameter is not modifiable.  */
3578       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
3579       TREE_READONLY (parm) = 1;
3580       decl = build_decl (parm_loc,
3581                          CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
3582       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
3583       TREE_READONLY (decl) = 1;
3584       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
3585         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3586                                      processing_template_decl,
3587                                      num_template_parms,
3588                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3589
3590       TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)) 
3591         = is_parameter_pack;
3592     }
3593   else
3594     {
3595       tree t;
3596       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
3597
3598       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3599         {
3600           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
3601           /* This is for distinguishing between real templates and template
3602              template parameters */
3603           TREE_TYPE (parm) = t;
3604           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
3605           decl = parm;
3606         }
3607       else
3608         {
3609           t = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
3610           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
3611           decl = build_decl (parm_loc,
3612                              TYPE_DECL, parm, t);
3613         }
3614
3615       TYPE_NAME (t) = decl;
3616       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3617       parm = decl;
3618       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
3619         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
3620                                      processing_template_decl,
3621                                      num_template_parms,
3622                                      decl, TREE_TYPE (parm));
3623       TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t) = is_parameter_pack;
3624       TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3625     }
3626   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
3627   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
3628   pushdecl (decl);
3629   parm = build_tree_list (defval, parm);
3630   return chainon (list, parm);
3631 }
3632
3633 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
3634    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
3635    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
3636    as PARM_DECLs.  */
3637
3638 tree
3639 end_template_parm_list (tree parms)
3640 {
3641   int nparms;
3642   tree parm, next;
3643   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
3644
3645   current_template_parms
3646     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
3647                  saved_parmlist, current_template_parms);
3648
3649   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
3650     {
3651       next = TREE_CHAIN (parm);
3652       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
3653       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
3654     }
3655
3656   --processing_template_parmlist;
3657
3658   return saved_parmlist;
3659 }
3660
3661 /* Create a new type almost identical to TYPE but which has the
3662    following differences:
3663
3664      1/ T has a new TEMPLATE_PARM_INDEX that carries the new number of
3665      template sibling parameters of T.
3666
3667      2/ T has a new canonical type that matches the new number
3668      of sibling parms.
3669
3670      3/ From now on, T is going to be what lookups referring to the
3671      name of TYPE will return. No lookup should return TYPE anymore.
3672
3673    NUM_PARMS is the new number of sibling parms TYPE belongs to.
3674
3675    This is a subroutine of fixup_template_parms.  */
3676
3677 static tree
3678 fixup_template_type_parm_type (tree type, int num_parms)
3679 {
3680   tree orig_idx = TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (type), idx;
3681   tree t;
3682   /* This is the decl which name is inserted into the symbol table for
3683      the template parm type. So whenever we lookup the type name, this
3684      is the DECL we get.  */
3685   tree decl;
3686
3687   /* Do not fix up the type twice.  */
3688   if (orig_idx && TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (orig_idx) != 0)
3689     return type;
3690
3691   t = copy_type (type);
3692   decl = TYPE_NAME (t);
3693
3694   TYPE_MAIN_VARIANT (t) = t;
3695   TYPE_NEXT_VARIANT (t)= NULL_TREE;
3696   TYPE_POINTER_TO (t) = 0;
3697   TYPE_REFERENCE_TO (t) = 0;
3698
3699   idx = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (orig_idx),
3700                                    TEMPLATE_PARM_LEVEL (orig_idx),
3701                                    TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (orig_idx),
3702                                    num_parms,
3703                                    decl, t);
3704   TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (idx) = TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (orig_idx);
3705   TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (idx) = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (orig_idx);
3706   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t) = idx;
3707
3708   TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
3709   TEMPLATE_TYPE_DECL (t) = decl;
3710   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
3711     TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT  (decl)) = t;
3712
3713   /* Update the type associated to the type name stored in the symbol
3714      table. Now, whenever the type name is looked up, the resulting
3715      type is properly fixed up.  */
3716   TREE_TYPE (decl) = t;
3717
3718   TYPE_CANONICAL (t) = canonical_type_parameter (t);
3719
3720   return t;
3721 }
3722
3723 /* Create and return a new TEMPLATE_PARM_INDEX that is almost
3724    identical to I, but that is fixed up as to:
3725
3726    1/ carry the number of sibling parms (NUM_PARMS) of the template
3727    parm represented by I.
3728
3729    2/ replace all references to template parm types declared before I
3730    (in the same template parm list as I) by references to template
3731    parm types contained in ARGS. ARGS should contain the list of
3732    template parms that have been fixed up so far, in a form suitable
3733    to be passed to tsubst.
3734
3735    This is a subroutine of fixup_template_parms.  */
3736
3737 static tree
3738 fixup_template_parm_index (tree i, tree args, int num_parms)
3739 {
3740   tree index, decl, type;
3741
3742   if (i == NULL_TREE
3743       || TREE_CODE (i) != TEMPLATE_PARM_INDEX
3744       /* Do not fix up the index twice.  */
3745       || (TEMPLATE_PARM_NUM_SIBLINGS (i) != 0))
3746     return i;
3747
3748   decl = TEMPLATE_PARM_DECL (i);
3749   type = TREE_TYPE (decl);
3750
3751   index = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (i),
3752                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (i),
3753                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (i),
3754                                      num_parms,
3755                                      decl, type);
3756
3757   TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (i);
3758   TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (index) = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (i);
3759
3760   type = tsubst (type, args, tf_none, NULL_TREE);
3761   
3762   TREE_TYPE (decl) = type;
3763   TREE_TYPE (index) = type;
3764
3765   return index;
3766 }
3767
3768 /* 
3769    This is a subroutine of fixup_template_parms.
3770
3771    It computes the canonical type of the type of the template
3772    parameter PARM_DESC and update all references to that type so that
3773    they use the newly computed canonical type. No access check is
3774    performed during the fixup. PARM_DESC is a TREE_LIST which
3775    TREE_VALUE is the template parameter and its TREE_PURPOSE is the
3776    default argument of the template parm if any. IDX is the index of
3777    the template parameter, starting at 0. NUM_PARMS is the number of
3778    template parameters in the set PARM_DESC belongs to. ARGLIST is a
3779    TREE_VEC containing the full set of template parameters in a form
3780    suitable to be passed to substs functions as their ARGS
3781    argument. This is what current_template_args returns for a given
3782    template. The innermost vector of args in ARGLIST is the set of
3783    template parms that have been fixed up so far. This function adds
3784    the fixed up parameter into that vector.  */
3785
3786 static void
3787 fixup_template_parm (tree parm_desc,
3788                      int idx,
3789                      int num_parms,
3790                      tree arglist)
3791 {
3792   tree parm = TREE_VALUE (parm_desc);
3793   tree fixedup_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
3794
3795   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
3796
3797   if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
3798     {
3799       /* PARM is a template type parameter. Fix up its type, add
3800          the fixed-up template parm to the vector of fixed-up
3801          template parms so far, and substitute the fixed-up
3802          template parms into the default argument of this
3803          parameter.  */
3804       tree t =
3805         fixup_template_type_parm_type (TREE_TYPE (parm), num_parms);
3806       TREE_TYPE (parm) = t;
3807
3808       TREE_VEC_ELT (fixedup_args, idx) = template_parm_to_arg (parm_desc);
3809     }
3810   else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
3811     {
3812       /* PARM is a template template parameter. This is going to
3813          be interesting.  */
3814       tree tparms, targs, innermost_args, t;
3815       int j;
3816
3817       /* First, fix up the parms of the template template parm
3818          because the parms are involved in defining the new canonical
3819          type of the template template parm.  */
3820
3821       /* So we need to substitute the template parm types that have
3822          been fixed up so far into the template parms of this template
3823          template parm. E.g, consider this:
3824
3825          template<class T, template<T u> class TT> class S;
3826
3827          In this case we want to substitute T into the
3828          template parameters of TT.
3829
3830          So let's walk the template parms of PARM here, and
3831          tsubst ARGLIST into into each of the template
3832          parms.   */
3833
3834       /* For this substitution we need to build the full set of
3835          template parameters and use that as arguments for the
3836          tsubsting function.  */
3837       tparms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (DECL_TEMPLATE_PARMS (parm));
3838
3839       /* This will contain the innermost parms of PARM into which
3840          we have substituted so far.  */
3841       innermost_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (tparms));
3842       targs = add_to_template_args (arglist, innermost_args);
3843       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (tparms); ++j)
3844         {
3845           tree parameter;
3846
3847           parameter = TREE_VEC_ELT (tparms, j);
3848
3849           /* INNERMOST_ARGS needs to have at least the same number
3850              of elements as the index PARAMETER, ortherwise
3851              tsubsting into PARAMETER will result in partially
3852              instantiating it, reducing its tempate parm
3853              level. Let's tactically fill INNERMOST_ARGS for that
3854              purpose.  */
3855           TREE_VEC_ELT (innermost_args, j) =
3856             template_parm_to_arg (parameter);
3857
3858           fixup_template_parm (parameter, j,
3859                                TREE_VEC_LENGTH (tparms),
3860                                targs);
3861         }
3862
3863       /* Now fix up the type of the template template parm.  */
3864
3865       t = fixup_template_type_parm_type (TREE_TYPE (parm), num_parms);
3866       TREE_TYPE (parm) = t;
3867
3868       TREE_VEC_ELT (fixedup_args, idx) =
3869         template_parm_to_arg (parm_desc);
3870     }
3871   else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
3872     {
3873       /* PARM is a non-type template parameter. We need to:
3874
3875        * Fix up its TEMPLATE_PARM_INDEX to make it carry the
3876        proper number of sibling parameters.
3877
3878        * Make lookups of the template parameter return a reference
3879        to the fixed-up index. No lookup should return references
3880        to the former index anymore.
3881
3882        * Substitute the template parms that got fixed up so far
3883
3884        * into the type of PARM.  */
3885
3886       tree index = DECL_INITIAL (parm);
3887
3888       /* PUSHED_DECL is the decl added to the symbol table with
3889          the name of the parameter. E,g:
3890              
3891          template<class T, T u> //#0
3892          auto my_function(T t) -> decltype(u); //#1
3893
3894          Here, when looking up u at //#1, we get the decl of u
3895          resulting from the declaration in #0. This is what
3896          PUSHED_DECL is. We need to replace the reference to the
3897          old TEMPLATE_PARM_INDEX carried by PUSHED_DECL by the
3898          fixed-up TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
3899       tree pushed_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
3900
3901       /* Let's fix up the TEMPLATE_PARM_INDEX then. Note that we must
3902          fixup the type of PUSHED_DECL as well and luckily
3903          fixup_template_parm_index does it for us too.  */
3904       tree fixed_up_index =
3905         fixup_template_parm_index (index, arglist, num_parms);
3906
3907       DECL_INITIAL (pushed_decl) = DECL_INITIAL (parm) = fixed_up_index;
3908
3909       /* Add this fixed up PARM to the template parms we've fixed
3910          up so far and use that to substitute the fixed-up
3911          template parms into the type of PARM.  */
3912       TREE_VEC_ELT (fixedup_args, idx) =
3913         template_parm_to_arg (parm_desc);
3914       TREE_TYPE (parm) = tsubst (TREE_TYPE (parm), arglist,
3915                                  tf_none, NULL_TREE);
3916     }
3917
3918   TREE_PURPOSE (parm_desc) =
3919     tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm_desc),
3920                          arglist, tf_none, parm);
3921
3922   pop_deferring_access_checks ();
3923 }
3924
3925 /* Walk the current template parms and properly compute the canonical
3926    types of the dependent types created during
3927    cp_parser_template_parameter_list.  */
3928
3929 void
3930 fixup_template_parms (void)
3931 {
3932   tree arglist;
3933   tree parameter_vec;
3934   tree fixedup_args;
3935   int i, num_parms;
3936
3937   parameter_vec = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
3938   if (parameter_vec == NULL_TREE)
3939     return;
3940
3941   num_parms = TREE_VEC_LENGTH (parameter_vec);
3942
3943   /* This vector contains the current innermost template parms that
3944      have been fixed up so far.  The form of FIXEDUP_ARGS is suitable
3945      to be passed to tsubst* functions as their ARGS argument.  */
3946   fixedup_args = make_tree_vec (num_parms);
3947
3948   /* This vector contains the full set of template parms in a form
3949      suitable to be passed to substs functions as their ARGS
3950      argument.  */
3951   arglist = current_template_args ();
3952   arglist = add_outermost_template_args (arglist, fixedup_args);
3953
3954   /* Let's do the proper fixup now.  */
3955   for (i = 0; i < num_parms; ++i)
3956     fixup_template_parm (TREE_VEC_ELT (parameter_vec, i),
3957                          i, num_parms, arglist);
3958 }
3959
3960 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
3961
3962 void
3963 end_template_decl (void)
3964 {
3965   reset_specialization ();
3966
3967   if (! processing_template_decl)
3968     return;
3969
3970   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
3971   finish_scope ();
3972
3973   --processing_template_decl;
3974   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
3975 }
3976
3977 /* Takes a TREE_LIST representing a template parameter and convert it
3978    into an argument suitable to be passed to the type substitution
3979    functions.  Note that If the TREE_LIST contains an error_mark
3980    node, the returned argument is error_mark_node.  */
3981
3982 static tree
3983 template_parm_to_arg (tree t)
3984 {
3985
3986   if (t == NULL_TREE
3987       || TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
3988     return t;
3989
3990   if (error_operand_p (TREE_VALUE (t)))
3991     return error_mark_node;
3992
3993   t = TREE_VALUE (t);
3994
3995   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
3996       || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
3997     {
3998       t = TREE_TYPE (t);
3999
4000       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (t))
4001         {
4002           /* Turn this argument into a TYPE_ARGUMENT_PACK
4003              with a single element, which expands T.  */
4004           tree vec = make_tree_vec (1);
4005 #ifdef ENABLE_CHECKING
4006           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
4007             (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
4008 #endif
4009           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
4010
4011           t = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
4012           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
4013         }
4014     }
4015   else
4016     {
4017       t = DECL_INITIAL (t);
4018
4019       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (t))
4020         {
4021           /* Turn this argument into a NONTYPE_ARGUMENT_PACK
4022              with a single element, which expands T.  */
4023           tree vec = make_tree_vec (1);
4024           tree type = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (t));
4025 #ifdef ENABLE_CHECKING
4026           SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT
4027             (vec, TREE_VEC_LENGTH (vec));
4028 #endif
4029           TREE_VEC_ELT (vec, 0) = make_pack_expansion (t);
4030
4031           t  = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
4032           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (t, vec);
4033           TREE_TYPE (t) = type;
4034         }
4035     }
4036   return t;
4037 }
4038
4039 /* This function returns TRUE if PARM_PACK is a template parameter
4040    pack and if ARG_PACK is what template_parm_to_arg returned when
4041    passed PARM_PACK.  */
4042
4043 static bool
4044 arg_from_parm_pack_p (tree arg_pack, tree parm_pack)
4045 {
4046   /* For clarity in the comments below let's use the representation
4047      argument_pack<elements>' to denote an argument pack and its
4048      elements.
4049
4050      In the 'if' block below, we want to detect cases where
4051      ARG_PACK is argument_pack<PARM_PACK...>.  I.e, we want to
4052      check if ARG_PACK is an argument pack which sole element is
4053      the expansion of PARM_PACK.  That argument pack is typically
4054      created by template_parm_to_arg when passed a parameter
4055      pack.  */
4056
4057   if (arg_pack
4058       && TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack)) == 1
4059       && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0)))
4060     {
4061       tree expansion = TREE_VEC_ELT (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack), 0);
4062       tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (expansion);
4063       /* So we have an argument_pack<P...>.  We want to test if P
4064          is actually PARM_PACK.  We will not use cp_tree_equal to
4065          test P and PARM_PACK because during type fixup (by
4066          fixup_template_parm) P can be a pre-fixup version of a
4067          type and PARM_PACK be its post-fixup version.
4068          cp_tree_equal would consider them as different even
4069          though we would want to consider them compatible for our
4070          precise purpose here.
4071
4072          Thus we are going to consider that P and PARM_PACK are
4073          compatible if they have the same DECL.  */
4074       if ((/* If ARG_PACK is a type parameter pack named by the
4075               same DECL as parm_pack ...  */
4076            (TYPE_P (pattern)
4077             && TYPE_P (parm_pack)
4078             && TYPE_NAME (pattern) == TYPE_NAME (parm_pack))
4079            /* ... or if PARM_PACK is a non-type parameter named by the
4080               same DECL as ARG_PACK.  Note that PARM_PACK being a
4081               non-type parameter means it's either a PARM_DECL or a
4082               TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
4083            || (TREE_CODE (pattern) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4084                && ((TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL
4085                     && (TEMPLATE_PARM_DECL (pattern)
4086                         == TEMPLATE_PARM_DECL (DECL_INITIAL (parm_pack))))
4087                    || (TREE_CODE (parm_pack) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4088                        && (TEMPLATE_PARM_DECL (pattern)
4089                            == TEMPLATE_PARM_DECL (parm_pack))))))
4090           && template_parameter_pack_p (pattern))
4091         return true;
4092     }
4093   return false;
4094 }
4095
4096 /* Within the declaration of a template, return all levels of template
4097    parameters that apply.  The template parameters are represented as
4098    a TREE_VEC, in the form documented in cp-tree.h for template
4099    arguments.  */
4100
4101 static tree
4102 current_template_args (void)
4103 {
4104   tree header;
4105   tree args = NULL_TREE;
4106   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
4107   int l = length;
4108
4109   /* If there is only one level of template parameters, we do not
4110      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
4111      TREE_VEC containing the arguments.  */
4112   if (length > 1)
4113     args = make_tree_vec (length);
4114
4115   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
4116     {
4117       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
4118       int i;
4119
4120       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
4121       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
4122         TREE_VEC_ELT (a, i) = template_parm_to_arg (TREE_VEC_ELT (a, i));
4123
4124 #ifdef ENABLE_CHECKING
4125       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (a, TREE_VEC_LENGTH (a));
4126 #endif
4127
4128       if (length > 1)
4129         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
4130       else
4131         args = a;
4132     }
4133
4134     if (length > 1 && TREE_VEC_ELT (args, 0) == NULL_TREE)
4135       /* This can happen for template parms of a template template
4136          parameter, e.g:
4137
4138          template<template<class T, class U> class TT> struct S;
4139
4140          Consider the level of the parms of TT; T and U both have
4141          level 2; TT has no template parm of level 1. So in this case
4142          the first element of full_template_args is NULL_TREE. If we
4143          leave it like this TMPL_ARG_DEPTH on args returns 1 instead
4144          of 2. This will make tsubst wrongly consider that T and U
4145          have level 1. Instead, let's create a dummy vector as the
4146          first element of full_template_args so that TMPL_ARG_DEPTH
4147          returns the correct depth for args.  */
4148       TREE_VEC_ELT (args, 0) = make_tree_vec (1);
4149   return args;
4150 }
4151
4152 /* Update the declared TYPE by doing any lookups which were thought to be
4153    dependent, but are not now that we know the SCOPE of the declarator.  */
4154
4155 tree
4156 maybe_update_decl_type (tree orig_type, tree scope)
4157 {
4158   tree type = orig_type;
4159
4160   if (type == NULL_TREE)
4161     return type;
4162
4163   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
4164     type = TREE_TYPE (type);
4165
4166   if (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
4167       && dependent_type_p (type)
4168       /* Don't bother building up the args in this case.  */
4169       && TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
4170     {
4171       /* tsubst in the args corresponding to the template parameters,
4172          including auto if present.  Most things will be unchanged, but
4173          make_typename_type and tsubst_qualified_id will resolve
4174          TYPENAME_TYPEs and SCOPE_REFs that were previously dependent.  */
4175       tree args = current_template_args ();
4176       tree auto_node = type_uses_auto (type);
4177       tree pushed;
4178       if (auto_node)
4179         {
4180           tree auto_vec = make_tree_vec (1);
4181           TREE_VEC_ELT (auto_vec, 0) = auto_node;
4182           args = add_to_template_args (args, auto_vec);
4183         }
4184       pushed = push_scope (scope);
4185       type = tsubst (type, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
4186       if (pushed)
4187         pop_scope (scope);
4188     }
4189
4190   if (type == error_mark_node)
4191     return orig_type;
4192
4193   if (TREE_CODE (orig_type) == TYPE_DECL)
4194     {
4195       if (same_type_p (type, TREE_TYPE (orig_type)))
4196         type = orig_type;
4197       else
4198         type = TYPE_NAME (type);
4199     }
4200   return type;
4201 }
4202
4203 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
4204    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
4205    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
4206
4207 static tree
4208 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
4209 {
4210   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
4211   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
4212   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
4213   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
4214   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
4215
4216   return tmpl;
4217 }
4218
4219 struct template_parm_data
4220 {
4221   /* The level of the template parameters we are currently
4222      processing.  */
4223   int level;
4224
4225   /* The index of the specialization argument we are currently
4226      processing.  */
4227   int current_arg;
4228
4229   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
4230      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
4231      of the arguments processed so far.  */
4232   int* parms;
4233
4234   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
4235      elements are nonzero if the argument makes use of template
4236      parameters of this level.  */
4237   int* arg_uses_template_parms;
4238 };
4239
4240 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
4241    parameter in a partial specialization is used in the explicit
4242    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
4243    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
4244    appropriately.  */
4245
4246 static int
4247 mark_template_parm (tree t, void* data)
4248 {
4249   int level;
4250   int idx;
4251   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
4252
4253   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4254     {
4255       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4256       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
4257     }
4258   else
4259     {
4260       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4261       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
4262     }
4263
4264   if (level == tpd->level)
4265     {
4266       tpd->parms[idx] = 1;
4267       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
4268     }
4269
4270   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
4271      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
4272   return 0;
4273 }
4274
4275 /* Process the partial specialization DECL.  */
4276
4277 static tree
4278 process_partial_specialization (tree decl)
4279 {
4280   tree type = TREE_TYPE (decl);
4281   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4282   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
4283   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
4284   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
4285   tree inner_parms;
4286   tree inst;
4287   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
4288   int ntparms;
4289   int  i;
4290   bool did_error_intro = false;
4291   struct template_parm_data tpd;
4292   struct template_parm_data tpd2;
4293
4294   gcc_assert (current_template_parms);
4295
4296   inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
4297   ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4298
4299   /* We check that each of the template parameters given in the
4300      partial specialization is used in the argument list to the
4301      specialization.  For example:
4302
4303        template <class T> struct S;
4304        template <class T> struct S<T*>;
4305
4306      The second declaration is OK because `T*' uses the template
4307      parameter T, whereas
4308
4309        template <class T> struct S<int>;
4310
4311      is no good.  Even trickier is:
4312
4313        template <class T>
4314        struct S1
4315        {
4316           template <class U>
4317           struct S2;
4318           template <class U>
4319           struct S2<T>;
4320        };
4321
4322      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
4323      full-specialization.  Of course,
4324
4325           template <class U>
4326           struct S2<T (*)(U)>;
4327
4328      or some such would have been OK.  */
4329   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
4330   tpd.parms = XALLOCAVEC (int, ntparms);
4331   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
4332
4333   tpd.arg_uses_template_parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4334   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
4335   for (i = 0; i < nargs; ++i)
4336     {
4337       tpd.current_arg = i;
4338       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
4339                               &mark_template_parm,
4340                               &tpd,
4341                               NULL,
4342                               /*include_nondeduced_p=*/false);
4343     }
4344   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4345     if (tpd.parms[i] == 0)
4346       {
4347         /* One of the template parms was not used in the
4348            specialization.  */
4349         if (!did_error_intro)
4350           {
4351             error ("template parameters not used in partial specialization:");
4352             did_error_intro = true;
4353           }
4354
4355         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
4356       }
4357
4358   if (did_error_intro)
4359     return error_mark_node;
4360
4361   /* [temp.class.spec]
4362
4363      The argument list of the specialization shall not be identical to
4364      the implicit argument list of the primary template.  */
4365   if (comp_template_args
4366       (inner_args,
4367        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
4368                                                    (maintmpl)))))
4369     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
4370
4371   /* [temp.class.spec]
4372
4373      A partially specialized non-type argument expression shall not
4374      involve template parameters of the partial specialization except
4375      when the argument expression is a simple identifier.
4376
4377      The type of a template parameter corresponding to a specialized
4378      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
4379      specialization. 
4380
4381      Also, we verify that pack expansions only occur at the
4382      end of the argument list.  */
4383   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
4384   tpd2.parms = 0;
4385   for (i = 0; i < nargs; ++i)
4386     {
4387       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, i));
4388       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
4389       tree packed_args = NULL_TREE;
4390       int j, len = 1;
4391
4392       if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
4393         {
4394           /* Extract the arguments from the argument pack. We'll be
4395              iterating over these in the following loop.  */
4396           packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
4397           len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
4398         }
4399
4400       for (j = 0; j < len; j++)
4401         {
4402           if (packed_args)
4403             /* Get the Jth argument in the parameter pack.  */
4404             arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, j);
4405
4406           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
4407             {
4408               /* Pack expansions must come at the end of the
4409                  argument list.  */
4410               if ((packed_args && j < len - 1)
4411                   || (!packed_args && i < nargs - 1))
4412                 {
4413                   if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
4414                     error ("parameter pack argument %qE must be at the "
4415                            "end of the template argument list", arg);
4416                   else
4417                     error ("parameter pack argument %qT must be at the "
4418                            "end of the template argument list", arg);
4419                 }
4420             }
4421
4422           if (TREE_CODE (arg) == EXPR_PACK_EXPANSION)
4423             /* We only care about the pattern.  */
4424             arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
4425
4426           if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
4427               !TYPE_P (arg)
4428               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
4429               /* This next line is the `argument expression is not just a
4430                  simple identifier' condition and also the `specialized
4431                  non-type argument' bit.  */
4432               && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
4433             {
4434               if ((!packed_args && tpd.arg_uses_template_parms[i])
4435                   || (packed_args && uses_template_parms (arg)))
4436                 error ("template argument %qE involves template parameter(s)",
4437                        arg);
4438               else 
4439                 {
4440                   /* Look at the corresponding template parameter,
4441                      marking which template parameters its type depends
4442                      upon.  */
4443                   tree type = TREE_TYPE (parm);
4444
4445                   if (!tpd2.parms)
4446                     {
4447                       /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
4448                       tpd2.arg_uses_template_parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4449                       /* The number of parameters here is the number in the
4450                          main template, which, as checked in the assertion
4451                          above, is NARGS.  */
4452                       tpd2.parms = XALLOCAVEC (int, nargs);
4453                       tpd2.level = 
4454                         TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
4455                     }
4456
4457                   /* Mark the template parameters.  But this time, we're
4458                      looking for the template parameters of the main
4459                      template, not in the specialization.  */
4460                   tpd2.current_arg = i;
4461                   tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
4462                   memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
4463                   for_each_template_parm (type,
4464                                           &mark_template_parm,
4465                                           &tpd2,
4466                                           NULL,
4467                                           /*include_nondeduced_p=*/false);
4468
4469                   if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
4470                     {
4471                       /* The type depended on some template parameters.
4472                          If they are fully specialized in the
4473                          specialization, that's OK.  */
4474                       int j;
4475                       int count = 0;
4476                       for (j = 0; j < nargs; ++j)
4477                         if (tpd2.parms[j] != 0
4478                             && tpd.arg_uses_template_parms [j])
4479                           ++count;
4480                       if (count != 0)
4481                         error_n (input_location, count,
4482                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4483                                  "on a template parameter",
4484                                  "type %qT of template argument %qE depends "
4485                                  "on template parameters",
4486                                  type,
4487                                  arg);
4488                     }
4489                 }
4490             }
4491         }
4492     }
4493
4494   /* We should only get here once.  */
4495   gcc_assert (!COMPLETE_TYPE_P (type));
4496
4497   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
4498     = tree_cons (specargs, inner_parms,
4499                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
4500   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
4501
4502   for (inst = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (maintmpl); inst;
4503        inst = TREE_CHAIN (inst))
4504     {
4505       tree inst_type = TREE_VALUE (inst);
4506       if (COMPLETE_TYPE_P (inst_type)
4507           && CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (inst_type))
4508         {
4509           tree spec = most_specialized_class (inst_type, maintmpl, tf_none);
4510           if (spec && TREE_TYPE (spec) == type)
4511             permerror (input_location,
4512                        "partial specialization of %qT after instantiation "
4513                        "of %qT", type, inst_type);
4514         }
4515     }
4516
4517   return decl;
4518 }
4519
4520 /* Check that a template declaration's use of default arguments and
4521    parameter packs is not invalid.  Here, PARMS are the template
4522    parameters.  IS_PRIMARY is nonzero if DECL is the thing declared by
4523    a primary template.  IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial
4524    specialization.
4525    
4526
4527    IS_FRIEND_DECL is nonzero if DECL is a friend function template
4528    declaration (but not a definition); 1 indicates a declaration, 2
4529    indicates a redeclaration. When IS_FRIEND_DECL=2, no errors are
4530    emitted for extraneous default arguments.
4531
4532    Returns TRUE if there were no errors found, FALSE otherwise. */
4533
4534 bool
4535 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, 
4536                          int is_partial, int is_friend_decl)
4537 {
4538   const char *msg;
4539   int last_level_to_check;
4540   tree parm_level;
4541   bool no_errors = true;
4542
4543   /* [temp.param]
4544
4545      A default template-argument shall not be specified in a
4546      function template declaration or a function template definition, nor
4547      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
4548      class template.  */
4549
4550   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
4551     /* You can't have a function template declaration in a local
4552        scope, nor you can you define a member of a class template in a
4553        local scope.  */
4554     return true;
4555
4556   if (current_class_type
4557       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
4558       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4559       && DECL_DECLARES_FUNCTION_P (decl)
4560       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
4561          or a member function.  */
4562       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4563           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
4564           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
4565           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
4566           : false)
4567       /* And, if it was a member function, it really was defined in
4568          the scope of the class.  */
4569       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
4570           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
4571     /* We already checked these parameters when the template was
4572        declared, so there's no need to do it again now.  This function
4573        was defined in class scope, but we're processing it's body now
4574        that the class is complete.  */
4575     return true;
4576
4577   /* Core issue 226 (C++0x only): the following only applies to class
4578      templates.  */
4579   if ((cxx_dialect == cxx98) || TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
4580     {
4581       /* [temp.param]
4582
4583          If a template-parameter has a default template-argument, all
4584          subsequent template-parameters shall have a default
4585          template-argument supplied.  */
4586       for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4587         {
4588           tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4589           int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4590           int seen_def_arg_p = 0;
4591           int i;
4592
4593           for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4594             {
4595               tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
4596
4597               if (parm == error_mark_node)
4598                 continue;
4599
4600               if (TREE_PURPOSE (parm))
4601                 seen_def_arg_p = 1;
4602               else if (seen_def_arg_p
4603                        && !template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4604                 {
4605                   error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
4606                   /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
4607                      there should have been a default argument.  */
4608                   TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
4609                   no_errors = false;
4610                 }
4611               else if (is_primary
4612                        && !is_partial
4613                        && !is_friend_decl
4614                        /* Don't complain about an enclosing partial
4615                           specialization.  */
4616                        && parm_level == parms
4617                        && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4618                        && i < ntparms - 1
4619                        && template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm)))
4620                 {
4621                   /* A primary class template can only have one
4622                      parameter pack, at the end of the template
4623                      parameter list.  */
4624
4625                   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL)
4626                     error ("parameter pack %qE must be at the end of the"
4627                            " template parameter list", TREE_VALUE (parm));
4628                   else
4629                     error ("parameter pack %qT must be at the end of the"
4630                            " template parameter list", 
4631                            TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
4632
4633                   TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) 
4634                     = error_mark_node;
4635                   no_errors = false;
4636                 }
4637             }
4638         }
4639     }
4640
4641   if (((cxx_dialect == cxx98) && TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
4642       || is_partial 
4643       || !is_primary
4644       || is_friend_decl)
4645     /* For an ordinary class template, default template arguments are
4646        allowed at the innermost level, e.g.:
4647          template <class T = int>
4648          struct S {};
4649        but, in a partial specialization, they're not allowed even
4650        there, as we have in [temp.class.spec]:
4651
4652          The template parameter list of a specialization shall not
4653          contain default template argument values.
4654
4655        So, for a partial specialization, or for a function template
4656        (in C++98/C++03), we look at all of them.  */
4657     ;
4658   else
4659     /* But, for a primary class template that is not a partial
4660        specialization we look at all template parameters except the
4661        innermost ones.  */
4662     parms = TREE_CHAIN (parms);
4663
4664   /* Figure out what error message to issue.  */
4665   if (is_friend_decl == 2)
4666     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4667              "friend re-declaration");
4668   else if (is_friend_decl)
4669     msg = G_("default template arguments may not be used in function template "
4670              "friend declarations");
4671   else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && (cxx_dialect == cxx98))
4672     msg = G_("default template arguments may not be used in function templates "
4673              "without -std=c++11 or -std=gnu++11");
4674   else if (is_partial)
4675     msg = G_("default template arguments may not be used in "
4676              "partial specializations");
4677   else
4678     msg = G_("default argument for template parameter for class enclosing %qD");
4679
4680   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
4681     /* If we're inside a class definition, there's no need to
4682        examine the parameters to the class itself.  On the one
4683        hand, they will be checked when the class is defined, and,
4684        on the other, default arguments are valid in things like:
4685          template <class T = double>
4686          struct S { template <class U> void f(U); };
4687        Here the default argument for `S' has no bearing on the
4688        declaration of `f'.  */
4689     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
4690   else
4691     /* Check everything.  */
4692     last_level_to_check = 0;
4693
4694   for (parm_level = parms;
4695        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
4696        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
4697     {
4698       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
4699       int i;
4700       int ntparms;
4701
4702       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
4703       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
4704         {
4705           if (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i) == error_mark_node)
4706             continue;
4707
4708           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
4709             {
4710               if (msg)
4711                 {
4712                   no_errors = false;
4713                   if (is_friend_decl == 2)
4714                     return no_errors;
4715
4716                   error (msg, decl);
4717                   msg = 0;
4718                 }
4719
4720               /* Clear out the default argument so that we are not
4721                  confused later.  */
4722               TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
4723             }
4724         }
4725
4726       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
4727          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
4728       if (msg)
4729         msg = G_("default argument for template parameter for class "
4730                  "enclosing %qD");
4731     }
4732
4733   return no_errors;
4734 }
4735
4736 /* Worker for push_template_decl_real, called via
4737    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
4738    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
4739    parameter of that level, return nonzero.  */
4740
4741 static int
4742 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
4743 {
4744   int this_level = *(int *)data;
4745   int level;
4746
4747   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
4748     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
4749   else
4750     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
4751   return level == this_level;
4752 }
4753
4754 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
4755    parameters given by current_template_args, or reuses a
4756    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
4757    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
4758
4759    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
4760
4761 tree
4762 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
4763 {
4764   tree tmpl;
4765   tree args;
4766   tree info;
4767   tree ctx;
4768   int primary;
4769   int is_partial;
4770   int new_template_p = 0;
4771   /* True if the template is a member template, in the sense of
4772      [temp.mem].  */
4773   bool member_template_p = false;
4774
4775   if (decl == error_mark_node || !current_template_parms)
4776     return error_mark_node;
4777
4778   /* See if this is a partial specialization.  */
4779   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4780                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
4781                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
4782
4783   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
4784     is_friend = true;
4785
4786   if (is_friend)
4787     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
4788        the type of which it is a friend.  */
4789     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4790   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
4791            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
4792     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
4793        it is defined.  */
4794     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
4795   else
4796     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
4797        is assumed to be a member of the class.  */
4798     ctx = current_scope ();
4799
4800   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
4801     ctx = NULL_TREE;
4802
4803   if (!DECL_CONTEXT (decl))
4804     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
4805
4806   /* See if this is a primary template.  */
4807   if (is_friend && ctx)
4808     /* A friend template that specifies a class context, i.e.
4809          template <typename T> friend void A<T>::f();
4810        is not primary.  */
4811     primary = 0;
4812   else
4813     primary = template_parm_scope_p ();
4814
4815   if (primary)
4816     {
4817       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
4818         member_template_p = true;
4819       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4820           && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
4821         {
4822           error ("template class without a name");
4823           return error_mark_node;
4824         }
4825       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4826         {
4827           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
4828             {
4829               /* [temp.mem]
4830
4831                  A destructor shall not be a member template.  */
4832               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
4833               return error_mark_node;
4834             }
4835           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
4836               && (!prototype_p (TREE_TYPE (decl))
4837                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
4838                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
4839                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
4840                       == void_list_node)))
4841             {
4842               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
4843
4844                  An allocation function can be a function
4845                  template. ... Template allocation functions shall
4846                  have two or more parameters.  */
4847               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
4848               return error_mark_node;
4849             }
4850         }
4851       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4852                && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
4853         /* OK */;
4854       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4855                && TYPE_DECL_ALIAS_P (decl))
4856         /* alias-declaration */
4857         gcc_assert (!DECL_ARTIFICIAL (decl));
4858       else
4859         {
4860           error ("template declaration of %q#D", decl);
4861           return error_mark_node;
4862         }
4863     }
4864
4865   /* Check to see that the rules regarding the use of default
4866      arguments are not being violated.  */
4867   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
4868                            primary, is_partial, /*is_friend_decl=*/0);
4869
4870   /* Ensure that there are no parameter packs in the type of this
4871      declaration that have not been expanded.  */
4872   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
4873     {
4874       /* Check each of the arguments individually to see if there are
4875          any bare parameter packs.  */
4876       tree type = TREE_TYPE (decl);
4877       tree arg = DECL_ARGUMENTS (decl);
4878       tree argtype = TYPE_ARG_TYPES (type);
4879
4880       while (arg && argtype)
4881         {
4882           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg)
4883               && check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (arg)))
4884             {
4885             /* This is a PARM_DECL that contains unexpanded parameter
4886                packs. We have already complained about this in the
4887                check_for_bare_parameter_packs call, so just replace
4888                these types with ERROR_MARK_NODE.  */
4889               TREE_TYPE (arg) = error_mark_node;
4890               TREE_VALUE (argtype) = error_mark_node;
4891             }
4892
4893           arg = DECL_CHAIN (arg);
4894           argtype = TREE_CHAIN (argtype);
4895         }
4896
4897       /* Check for bare parameter packs in the return type and the
4898          exception specifiers.  */
4899       if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (type)))
4900         /* Errors were already issued, set return type to int
4901            as the frontend doesn't expect error_mark_node as
4902            the return type.  */
4903         TREE_TYPE (type) = integer_type_node;
4904       if (check_for_bare_parameter_packs (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type)))
4905         TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type) = NULL_TREE;
4906     }
4907   else if (check_for_bare_parameter_packs (TREE_TYPE (decl)))
4908     {
4909       TREE_TYPE (decl) = error_mark_node;
4910       return error_mark_node;
4911     }
4912
4913   if (is_partial)
4914     return process_partial_specialization (decl);
4915
4916   args = current_template_args ();
4917
4918   if (!ctx
4919       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
4920       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
4921       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
4922     {
4923       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4924           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
4925           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
4926         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
4927       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
4928          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
4929          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
4930       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
4931                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
4932                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
4933         {
4934           /* Since a template declaration already existed for this
4935              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
4936              that the redeclaration is valid.  */
4937           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
4938                                     current_template_parms);
4939           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
4940              one we already had.  */
4941           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
4942         }
4943       else
4944         {
4945           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4946                                       member_template_p);
4947           new_template_p = 1;
4948
4949           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
4950               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
4951             {
4952               /* A specialization of a member template of a template
4953                  class.  */
4954               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
4955               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
4956               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
4957             }
4958         }
4959     }
4960   else
4961     {
4962       tree a, t, current, parms;
4963       int i;
4964       tree tinfo = get_template_info (decl);
4965
4966       if (!tinfo)
4967         {
4968           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
4969           return error_mark_node;
4970         }
4971
4972       tmpl = TI_TEMPLATE (tinfo);
4973
4974       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
4975           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
4976           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
4977           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
4978         {
4979           tree new_tmpl;
4980
4981           /* The declaration is a specialization of a member
4982              template, declared outside the class.  Therefore, the
4983              innermost template arguments will be NULL, so we
4984              replace them with the arguments determined by the
4985              earlier call to check_explicit_specialization.  */
4986           args = DECL_TI_ARGS (decl);
4987
4988           new_tmpl
4989             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
4990                                    member_template_p);
4991           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
4992           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
4993           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
4994           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
4995           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
4996             = build_template_info (tmpl, args);
4997
4998           register_specialization (new_tmpl,
4999                                    most_general_template (tmpl),
5000                                    args,
5001                                    is_friend, 0);
5002           return decl;
5003         }
5004
5005       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
5006
5007       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
5008       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
5009       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
5010         {
5011           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
5012                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
5013         }
5014       else
5015         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
5016           {
5017             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
5018             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
5019
5020             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
5021               {
5022                 if (current == decl)
5023                   error ("got %d template parameters for %q#D",
5024                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
5025                 else
5026                   error ("got %d template parameters for %q#T",
5027                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
5028                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
5029                 return error_mark_node;
5030               }
5031
5032             if (current == decl)
5033               current = ctx;
5034             else if (current == NULL_TREE)
5035               /* Can happen in erroneous input.  */
5036               break;
5037             else
5038               current = (TYPE_P (current)
5039                          ? TYPE_CONTEXT (current)
5040                          : DECL_CONTEXT (current));
5041           }
5042
5043       /* Check that the parms are used in the appropriate qualifying scopes
5044          in the declarator.  */
5045       if (!comp_template_args
5046           (TI_ARGS (tinfo),
5047            TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)))))
5048         {
5049           error ("\
5050 template arguments to %qD do not match original template %qD",
5051                  decl, DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
5052           if (!uses_template_parms (TI_ARGS (tinfo)))
5053             inform (input_location, "use template<> for an explicit specialization");
5054           /* Avoid crash in import_export_decl.  */
5055           DECL_INTERFACE_KNOWN (decl) = 1;
5056           return error_mark_node;
5057         }
5058     }
5059
5060   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
5061   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
5062
5063   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
5064      that we do not try to push a global template friend declared in a
5065      template class; such a thing may well depend on the template
5066      parameters of the class.  */
5067   if (new_template_p && !ctx
5068       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
5069     {
5070       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
5071       if (tmpl == error_mark_node)
5072         return error_mark_node;
5073
5074       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
5075       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
5076         {
5077           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
5078           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
5079         }
5080     }
5081
5082   if (primary)
5083     {
5084       tree parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
5085       int i;
5086
5087       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
5088       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
5089         {
5090           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
5091
5092           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
5093              depends on innermost template operands.  */
5094
5095           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
5096                                          depth))
5097             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
5098         }
5099
5100       /* Give template template parms a DECL_CONTEXT of the template
5101          for which they are a parameter.  */
5102       parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
5103       for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
5104         {
5105           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
5106           if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
5107             DECL_CONTEXT (parm) = tmpl;
5108         }
5109     }
5110
5111   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
5112      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
5113      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
5114      argument levels if necessary.  */
5115   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
5116     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
5117
5118   info = build_template_info (tmpl, args);
5119
5120   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
5121     SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
5122   else
5123     {
5124       if (primary && !DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
5125         retrofit_lang_decl (decl);
5126       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
5127         DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
5128     }
5129
5130   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
5131 }
5132
5133 tree
5134 push_template_decl (tree decl)
5135 {
5136   return push_template_decl_real (decl, false);
5137 }
5138
5139 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
5140    template PARMS, e.g.:
5141
5142      template <class T> struct S;
5143      template <class T> struct S {};  */
5144
5145 bool
5146 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
5147 {
5148   tree tmpl;
5149   tree tmpl_parms;
5150   int i;
5151
5152   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
5153     {
5154       error ("%qT is not a template type", type);
5155       return false;
5156     }
5157
5158   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
5159   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
5160     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
5161        about here; there are no new template parameters for the nested
5162        type.  */
5163     return true;
5164
5165   if (!parms)
5166     {
5167       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
5168              tmpl);
5169       return false;
5170     }
5171
5172   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
5173   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
5174
5175   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
5176     {
5177       error_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (parms),
5178                "redeclared with %d template parameter",
5179                "redeclared with %d template parameters",
5180                TREE_VEC_LENGTH (parms));
5181       inform_n (input_location, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
5182                 "previous declaration %q+D used %d template parameter",
5183                 "previous declaration %q+D used %d template parameters",
5184                 tmpl, TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms));
5185       return false;
5186     }
5187
5188   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
5189     {
5190       tree tmpl_parm;
5191       tree parm;
5192       tree tmpl_default;
5193       tree parm_default;
5194
5195       if (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i) == error_mark_node
5196           || TREE_VEC_ELT (parms, i) == error_mark_node)
5197         continue;
5198
5199       tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
5200       if (tmpl_parm == error_mark_node)
5201         return false;
5202
5203       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
5204       tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
5205       parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
5206
5207       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
5208          TEMPLATE_DECL.  */
5209       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
5210           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
5211               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm)))
5212           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != PARM_DECL
5213               && (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (tmpl_parm))
5214                   != TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm))))
5215           || (TREE_CODE (tmpl_parm) == PARM_DECL
5216               && (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (tmpl_parm))
5217                   != TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))))
5218         {
5219           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
5220           error ("redeclared here as %q#D", parm);
5221           return false;
5222         }
5223
5224       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
5225         {
5226           /* We have in [temp.param]:
5227
5228              A template-parameter may not be given default arguments
5229              by two different declarations in the same scope.  */
5230           error_at (input_location, "redefinition of default argument for %q#D", parm);
5231           inform (DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl_parm),
5232                   "original definition appeared here");
5233           return false;
5234         }
5235
5236       if (parm_default != NULL_TREE)
5237         /* Update the previous template parameters (which are the ones
5238            that will really count) with the new default value.  */
5239         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
5240       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
5241         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
5242            parameters for any members.  */
5243         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
5244     }
5245
5246     return true;
5247 }
5248
5249 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
5250    (possibly simplified) expression.  */
5251
5252 static tree
5253 fold_non_dependent_expr_sfinae (tree expr, tsubst_flags_t complain)
5254 {
5255   if (expr == NULL_TREE)
5256     return NULL_TREE;
5257
5258   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
5259      it.  We're supposed to treat:
5260
5261        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
5262        template <typename T> void f(T[2]);
5263
5264      as two declarations of the same function, for example.  */
5265   if (processing_template_decl
5266       && !type_dependent_expression_p (expr)
5267       && potential_constant_expression (expr)
5268       && !value_dependent_expression_p (expr))
5269     {
5270       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
5271
5272       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
5273       processing_template_decl = 0;
5274       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
5275                                     /*args=*/NULL_TREE,
5276                                     complain,
5277                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
5278                                     /*function_p=*/false,
5279                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
5280       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
5281     }
5282   return expr;
5283 }
5284
5285 tree
5286 fold_non_dependent_expr (tree expr)
5287 {
5288   return fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, tf_error);
5289 }
5290
5291 /* Return TRUE iff T is a type alias, a TEMPLATE_DECL for an alias
5292    template declaration, or a TYPE_DECL for an alias declaration.  */
5293
5294 bool
5295 alias_type_or_template_p (tree t)
5296 {
5297   if (t == NULL_TREE)
5298     return false;
5299   return ((TREE_CODE (t) == TYPE_DECL && TYPE_DECL_ALIAS_P (t))
5300           || (TYPE_P (t)
5301               && TYPE_NAME (t)
5302               && TYPE_DECL_ALIAS_P (TYPE_NAME (t)))
5303           || DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (t));
5304 }
5305
5306 /* Return TRUE iff is a specialization of an alias template.  */
5307
5308 bool
5309 alias_template_specialization_p (tree t)
5310 {
5311   if (t == NULL_TREE)
5312     return false;
5313   return (primary_template_instantiation_p (t)
5314           && DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (TYPE_TI_TEMPLATE (t)));
5315 }
5316
5317 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
5318    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
5319    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
5320    and check that the resulting function has external linkage.  */
5321
5322 static tree
5323 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
5324 {
5325   tree fns = expr;
5326   tree fn, fn_no_ptr;
5327
5328   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
5329   if (fn == error_mark_node)
5330     return error_mark_node;
5331
5332   fn_no_ptr = fn;
5333   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
5334     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
5335   if (BASELINK_P (fn_no_ptr))
5336     fn_no_ptr = BASELINK_FUNCTIONS (fn_no_ptr);
5337  
5338   /* [temp.arg.nontype]/1
5339
5340      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5341      shall be one of:
5342      [...]
5343      -- the address of an object or function with external linkage.  */
5344   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
5345     {
5346       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5347              "because function %qD has not external linkage",
5348              expr, type, fn_no_ptr);
5349       return NULL_TREE;
5350     }
5351
5352   return fn;
5353 }
5354
5355 /* Subroutine of convert_nontype_argument.
5356    Check if EXPR of type TYPE is a valid pointer-to-member constant.
5357    Emit an error otherwise.  */
5358
5359 static bool
5360 check_valid_ptrmem_cst_expr (tree type, tree expr,
5361                              tsubst_flags_t complain)
5362 {
5363   STRIP_NOPS (expr);
5364   if (expr && (null_ptr_cst_p (expr) || TREE_CODE (expr) == PTRMEM_CST))
5365     return true;
5366   if (cxx_dialect >= cxx0x && null_member_pointer_value_p (expr))
5367     return true;
5368   if (complain & tf_error)
5369     {
5370       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT",
5371              expr, type);
5372       error ("it must be a pointer-to-member of the form %<&X::Y%>");
5373     }
5374   return false;
5375 }
5376
5377 /* Returns TRUE iff the address of OP is value-dependent.
5378
5379    14.6.2.4 [temp.dep.temp]:
5380    A non-integral non-type template-argument is dependent if its type is
5381    dependent or it has either of the following forms
5382      qualified-id
5383      & qualified-id
5384    and contains a nested-name-specifier which specifies a class-name that
5385    names a dependent type.
5386
5387    We generalize this to just say that the address of a member of a
5388    dependent class is value-dependent; the above doesn't cover the
5389    address of a static data member named with an unqualified-id.  */
5390
5391 static bool
5392 has_value_dependent_address (tree op)
5393 {
5394   /* We could use get_inner_reference here, but there's no need;
5395      this is only relevant for template non-type arguments, which
5396      can only be expressed as &id-expression.  */
5397   if (DECL_P (op))
5398     {
5399       tree ctx = CP_DECL_CONTEXT (op);
5400       if (TYPE_P (ctx) && dependent_type_p (ctx))
5401         return true;
5402     }
5403
5404   return false;
5405 }
5406
5407 /* The next set of functions are used for providing helpful explanatory
5408    diagnostics for failed overload resolution.  Their messages should be
5409    indented by two spaces for consistency with the messages in
5410    call.c  */
5411
5412 static int
5413 unify_success (bool explain_p ATTRIBUTE_UNUSED)
5414 {
5415   return 0;
5416 }
5417
5418 static int
5419 unify_parameter_deduction_failure (bool explain_p, tree parm)
5420 {
5421   if (explain_p)
5422     inform (input_location,
5423             "  couldn't deduce template parameter %qD", parm);
5424   return 1;
5425 }
5426
5427 static int
5428 unify_invalid (bool explain_p ATTRIBUTE_UNUSED)
5429 {
5430   return 1;
5431 }
5432
5433 static int
5434 unify_cv_qual_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5435 {
5436   if (explain_p)
5437     inform (input_location,
5438             "  types %qT and %qT have incompatible cv-qualifiers",
5439             parm, arg);
5440   return 1;
5441 }
5442
5443 static int
5444 unify_type_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5445 {
5446   if (explain_p)
5447     inform (input_location, "  mismatched types %qT and %qT", parm, arg);
5448   return 1;
5449 }
5450
5451 static int
5452 unify_parameter_pack_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5453 {
5454   if (explain_p)
5455     inform (input_location,
5456             "  template parameter %qD is not a parameter pack, but "
5457             "argument %qD is",
5458             parm, arg);
5459   return 1;
5460 }
5461
5462 static int
5463 unify_ptrmem_cst_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5464 {
5465   if (explain_p)
5466     inform (input_location,
5467             "  template argument %qE does not match "
5468             "pointer-to-member constant %qE",
5469             arg, parm);
5470   return 1;
5471 }
5472
5473 static int
5474 unify_expression_unequal (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5475 {
5476   if (explain_p)
5477     inform (input_location, "  %qE is not equivalent to %qE", parm, arg);
5478   return 1;
5479 }
5480
5481 static int
5482 unify_parameter_pack_inconsistent (bool explain_p, tree old_arg, tree new_arg)
5483 {
5484   if (explain_p)
5485     inform (input_location,
5486             "  inconsistent parameter pack deduction with %qT and %qT",
5487             old_arg, new_arg);
5488   return 1;
5489 }
5490
5491 static int
5492 unify_inconsistency (bool explain_p, tree parm, tree first, tree second)
5493 {
5494   if (explain_p)
5495     inform (input_location,
5496             "  deduced conflicting types for parameter %qT (%qT and %qT)",
5497             parm, first, second);
5498   return 1;
5499 }
5500
5501 static int
5502 unify_vla_arg (bool explain_p, tree arg)
5503 {
5504   if (explain_p)
5505     inform (input_location,
5506             "  variable-sized array type %qT is not "
5507             "a valid template argument",
5508             arg);
5509   return 1;
5510 }
5511
5512 static int
5513 unify_method_type_error (bool explain_p, tree arg)
5514 {
5515   if (explain_p)
5516     inform (input_location,
5517             "  member function type %qT is not a valid template argument",
5518             arg);
5519   return 1;
5520 }
5521
5522 static int
5523 unify_arity (bool explain_p, int have, int wanted)
5524 {
5525   if (explain_p)
5526     inform_n (input_location, wanted,
5527               "  candidate expects %d argument, %d provided",
5528               "  candidate expects %d arguments, %d provided",
5529               wanted, have);
5530   return 1;
5531 }
5532
5533 static int
5534 unify_too_many_arguments (bool explain_p, int have, int wanted)
5535 {
5536   return unify_arity (explain_p, have, wanted);
5537 }
5538
5539 static int
5540 unify_too_few_arguments (bool explain_p, int have, int wanted)
5541 {
5542   return unify_arity (explain_p, have, wanted);
5543 }
5544
5545 static int
5546 unify_arg_conversion (bool explain_p, tree to_type,
5547                       tree from_type, tree arg)
5548 {
5549   if (explain_p)
5550     inform (input_location, "  cannot convert %qE (type %qT) to type %qT",
5551             arg, from_type, to_type);
5552   return 1;
5553 }
5554
5555 static int
5556 unify_no_common_base (bool explain_p, enum template_base_result r,
5557                       tree parm, tree arg)
5558 {
5559   if (explain_p)
5560     switch (r)
5561       {
5562       case tbr_ambiguous_baseclass:
5563         inform (input_location, "  %qT is an ambiguous base class of %qT",
5564                 arg, parm);
5565         break;
5566       default:
5567         inform (input_location, "  %qT is not derived from %qT", arg, parm);
5568         break;
5569       }
5570   return 1;
5571 }
5572
5573 static int
5574 unify_inconsistent_template_template_parameters (bool explain_p)
5575 {
5576   if (explain_p)
5577     inform (input_location,
5578             "  template parameters of a template template argument are "
5579             "inconsistent with other deduced template arguments");
5580   return 1;
5581 }
5582
5583 static int
5584 unify_template_deduction_failure (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5585 {
5586   if (explain_p)
5587     inform (input_location,
5588             "  can't deduce a template for %qT from non-template type %qT",
5589             parm, arg);
5590   return 1;
5591 }
5592
5593 static int
5594 unify_template_argument_mismatch (bool explain_p, tree parm, tree arg)
5595 {
5596   if (explain_p)
5597     inform (input_location,
5598             "  template argument %qE does not match %qD", arg, parm);
5599   return 1;
5600 }
5601
5602 static int
5603 unify_overload_resolution_failure (bool explain_p, tree arg)
5604 {
5605   if (explain_p)
5606     inform (input_location,
5607             "  could not resolve address from overloaded function %qE",
5608             arg);
5609   return 1;
5610 }
5611
5612 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
5613    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
5614    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
5615    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
5616    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
5617    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
5618    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
5619    must be non-dependent.
5620
5621    The conversion follows the special rules described in
5622    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
5623    conversion.
5624
5625    This function is called twice for each template argument (see
5626    lookup_template_class for a more accurate description of this
5627    problem). This means that we need to handle expressions which
5628    are not valid in a C++ source, but can be created from the
5629    first call (for instance, casts to perform conversions). These
5630    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
5631
5632 static tree
5633 convert_nontype_argument (tree type, tree expr, tsubst_flags_t complain)
5634 {
5635   tree expr_type;
5636
5637   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
5638      This special-case is not needed for correctness (we would easily
5639      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
5640      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
5641      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
5642   /* FIXME we're making this OK.  */
5643   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
5644     {
5645       if (complain & tf_error)
5646         error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5647                "because string literals can never be used in this context",
5648                expr, type);
5649       return NULL_TREE;
5650     }
5651
5652   /* Add the ADDR_EXPR now for the benefit of
5653      value_dependent_expression_p.  */
5654   if (TYPE_PTROBV_P (type)
5655       && TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == ARRAY_TYPE)
5656     expr = decay_conversion (expr);
5657
5658   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
5659      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
5660      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
5661      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
5662      so that access checking can be performed when the template is
5663      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
5664      convert the argument.  */
5665   if (TYPE_REF_OBJ_P (type)
5666       && has_value_dependent_address (expr))
5667     /* If we want the address and it's value-dependent, don't fold.  */;
5668   else if (!type_unknown_p (expr))
5669     expr = fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, complain);
5670   if (error_operand_p (expr))
5671     return error_mark_node;
5672   expr_type = TREE_TYPE (expr);
5673   if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
5674     expr = mark_lvalue_use (expr);
5675   else
5676     expr = mark_rvalue_use (expr);
5677
5678   /* 14.3.2/5: The null pointer{,-to-member} conversion is applied
5679      to a non-type argument of "nullptr".  */
5680   if (expr == nullptr_node
5681       && (TYPE_PTR_P (type) || TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type)))
5682     expr = convert (type, expr);
5683
5684   /* In C++11, non-type template arguments can be arbitrary constant
5685      expressions.  But don't fold a PTRMEM_CST to a CONSTRUCTOR yet.  */
5686   if (cxx_dialect >= cxx0x && TREE_CODE (expr) != PTRMEM_CST)
5687     expr = maybe_constant_value (expr);
5688
5689   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
5690      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
5691      which is the tree that we built on the first call (see
5692      below when coercing to reference to object or to reference to
5693      function). We just strip everything and get to the arg.
5694      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
5695      for examples.  */
5696   if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
5697     {
5698       tree probe_type, probe = expr;
5699       if (REFERENCE_REF_P (probe))
5700         probe = TREE_OPERAND (probe, 0);
5701       probe_type = TREE_TYPE (probe);
5702       if (TREE_CODE (probe) == NOP_EXPR)
5703         {
5704           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
5705              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
5706              could actually change the type to something more cv-qualified,
5707              and this is not folded by convert_from_reference.  */
5708           tree addr = TREE_OPERAND (probe, 0);
5709           gcc_assert (TREE_CODE (probe_type) == REFERENCE_TYPE);
5710           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
5711           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
5712           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
5713                       (TREE_TYPE (probe_type),
5714                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
5715
5716           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
5717           expr_type = TREE_TYPE (expr);
5718         }
5719     }
5720
5721   /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
5722      parameter is a pointer to object, through decay and
5723      qualification conversion. Let's strip everything.  */
5724   else if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR && TYPE_PTROBV_P (type))
5725     {
5726       STRIP_NOPS (expr);
5727       gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
5728       gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
5729       /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
5730          an array. Otherwise, it is part of the original argument
5731          in the source code.  */
5732       if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
5733         expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5734       expr_type = TREE_TYPE (expr);
5735     }
5736
5737   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
5738
5739      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
5740      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
5741      (_conv.integral_) are applied.  */
5742   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
5743     {
5744       tree t = build_integral_nontype_arg_conv (type, expr, complain);
5745       t = maybe_constant_value (t);
5746       if (t != error_mark_node)
5747         expr = t;
5748
5749       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (type, TREE_TYPE (expr)))
5750         return error_mark_node;
5751
5752       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
5753          do not fold into integer constants.  */
5754       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
5755         {
5756           if (complain & tf_error)
5757             {
5758               int errs = errorcount, warns = warningcount;
5759               expr = cxx_constant_value (expr);
5760               if (errorcount > errs || warningcount > warns)
5761                 inform (EXPR_LOC_OR_HERE (expr),
5762                         "in template argument for type %qT ", type);
5763               if (expr == error_mark_node)
5764                 return NULL_TREE;
5765               /* else cxx_constant_value complained but gave us
5766                  a real constant, so go ahead.  */
5767               gcc_assert (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST);
5768             }
5769           else
5770             return NULL_TREE;
5771         }
5772     }
5773   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
5774
5775      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
5776      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
5777      conversion (_conv.array_) are applied.  */
5778   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
5779     {
5780       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
5781
5782          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5783          shall be one of: [...]
5784
5785          -- the name of a non-type template-parameter;
5786          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
5787             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
5788             refers to a function or array, or if the corresponding
5789             template-parameter is a reference.
5790
5791         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
5792         for a parameter of type pointer-to-object.  */
5793
5794       if (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr))
5795         /* Non-type template parameters are OK.  */
5796         ;
5797       else if (cxx_dialect >= cxx0x && integer_zerop (expr))
5798         /* Null pointer values are OK in C++11.  */;
5799       else if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR
5800                && TREE_CODE (expr_type) != ARRAY_TYPE)
5801         {
5802           if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
5803             {
5804               error ("%qD is not a valid template argument "
5805                      "because %qD is a variable, not the address of "
5806                      "a variable",
5807                      expr, expr);
5808               return NULL_TREE;
5809             }
5810           /* Other values, like integer constants, might be valid
5811              non-type arguments of some other type.  */
5812           return error_mark_node;
5813         }
5814       else
5815         {
5816           tree decl;
5817
5818           decl = ((TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5819                   ? TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
5820           if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
5821             {
5822               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5823                      "because %qE is not a variable",
5824                      expr, type, decl);
5825               return NULL_TREE;
5826             }
5827           else if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (decl))
5828             {
5829               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
5830                      "because %qD does not have external linkage",
5831                      expr, type, decl);
5832               return NULL_TREE;
5833             }
5834         }
5835
5836       expr = decay_conversion (expr);
5837       if (expr == error_mark_node)
5838         return error_mark_node;
5839
5840       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
5841       if (expr == error_mark_node)
5842         return error_mark_node;
5843     }
5844   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
5845
5846      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
5847      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
5848      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
5849      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
5850      template-argument, which must be an lvalue.  */
5851   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
5852     {
5853       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
5854                                                       expr_type))
5855         return error_mark_node;
5856
5857       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
5858         {
5859           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5860                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
5861           return NULL_TREE;
5862         }
5863
5864       if (!real_lvalue_p (expr))
5865         {
5866           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5867                  "because it is not an lvalue", expr, type);
5868           return NULL_TREE;
5869         }
5870
5871       /* [temp.arg.nontype]/1
5872
5873          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
5874          shall be one of: [...]
5875
5876          -- the address of an object or function with external linkage.  */
5877       if (TREE_CODE (expr) == INDIRECT_REF
5878           && TYPE_REF_OBJ_P (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))))
5879         {
5880           expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
5881           if (DECL_P (expr))
5882             {
5883               error ("%q#D is not a valid template argument for type %qT "
5884                      "because a reference variable does not have a constant "
5885                      "address", expr, type);
5886               return NULL_TREE;
5887             }
5888         }
5889
5890       if (!DECL_P (expr))
5891         {
5892           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5893                  "because it is not an object with external linkage",
5894                  expr, type);
5895           return NULL_TREE;
5896         }
5897
5898       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
5899         {
5900           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5901                  "because object %qD has not external linkage",
5902                  expr, type, expr);
5903           return NULL_TREE;
5904         }
5905
5906       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5907     }
5908   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
5909
5910      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
5911      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
5912      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
5913      pointer to such), the matching function is selected from the set
5914      (_over.over_).  */
5915   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
5916     {
5917       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
5918          context information to decay the pointer.  */
5919       if (!type_unknown_p (expr_type))
5920         {
5921           expr = decay_conversion (expr);
5922           if (expr == error_mark_node)
5923             return error_mark_node;
5924         }
5925
5926       if (cxx_dialect >= cxx0x && integer_zerop (expr))
5927         /* Null pointer values are OK in C++11.  */
5928         return perform_qualification_conversions (type, expr);
5929
5930       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
5931       if (!expr || expr == error_mark_node)
5932         return expr;
5933
5934       if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR)
5935         {
5936           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT", expr, type);
5937           error ("it must be the address of a function with external linkage");
5938           return NULL_TREE;
5939         }
5940     }
5941   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
5942
5943      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
5944      conversions apply. If the template-argument represents a set of
5945      overloaded functions, the matching function is selected from the set
5946      (_over.over_).  */
5947   else if (TYPE_REFFN_P (type))
5948     {
5949       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
5950         {
5951           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5952                  "because it is a pointer", expr, type);
5953           inform (input_location, "try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
5954           return NULL_TREE;
5955         }
5956
5957       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
5958       if (!expr || expr == error_mark_node)
5959         return expr;
5960
5961       expr = build_nop (type, build_address (expr));
5962     }
5963   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
5964
5965      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
5966      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
5967      overloaded member functions, the matching member function is selected
5968      from the set (_over.over_).  */
5969   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
5970     {
5971       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
5972       if (expr == error_mark_node)
5973         return error_mark_node;
5974
5975       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
5976          expression must be a pointer-to-member constant.  */
5977       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr, complain))
5978         return error_mark_node;
5979
5980       /* There is no way to disable standard conversions in
5981          resolve_address_of_overloaded_function (called by
5982          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
5983          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
5984          to reject this conversion here.
5985
5986          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
5987          it would still be better to reject them here so that we can
5988          provide a superior diagnostic.  */
5989       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
5990         {
5991           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
5992                  "because it is of type %qT", expr, type,
5993                  TREE_TYPE (expr));
5994           /* If we are just one standard conversion off, explain.  */
5995           if (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)))
5996             inform (input_location,
5997                     "standard conversions are not allowed in this context");
5998           return NULL_TREE;
5999         }
6000     }
6001   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
6002
6003      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
6004      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
6005   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
6006     {
6007       /* [temp.arg.nontype] bullet 1 says the pointer to member
6008          expression must be a pointer-to-member constant.  */
6009       if (!check_valid_ptrmem_cst_expr (type, expr, complain))
6010         return error_mark_node;
6011
6012       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
6013       if (expr == error_mark_node)
6014         return expr;
6015     }
6016   else if (NULLPTR_TYPE_P (type))
6017     {
6018       if (expr != nullptr_node)
6019         {
6020           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
6021                  "because it is of type %qT", expr, type, TREE_TYPE (expr));
6022           return NULL_TREE;
6023         }
6024       return expr;
6025     }
6026   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
6027   else
6028     gcc_unreachable ();
6029
6030   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
6031      right type?  */
6032   gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
6033               (type, TREE_TYPE (expr)));
6034   return expr;
6035 }
6036
6037 /* Subroutine of coerce_template_template_parms, which returns 1 if
6038    PARM_PARM and ARG_PARM match using the rule for the template
6039    parameters of template template parameters. Both PARM and ARG are
6040    template parameters; the rest of the arguments are the same as for
6041    coerce_template_template_parms.
6042  */
6043 static int
6044 coerce_template_template_parm (tree parm,
6045                               tree arg,
6046                               tsubst_flags_t complain,
6047                               tree in_decl,
6048                               tree outer_args)
6049 {
6050   if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
6051       || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
6052     return 0;
6053   
6054   if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
6055     return 0;
6056   
6057   switch (TREE_CODE (parm))
6058     {
6059     case TEMPLATE_DECL:
6060       /* We encounter instantiations of templates like
6061          template <template <template <class> class> class TT>
6062          class C;  */
6063       {
6064         tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
6065         tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
6066         
6067         if (!coerce_template_template_parms
6068             (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
6069           return 0;
6070       }
6071       /* Fall through.  */
6072       
6073     case TYPE_DECL:
6074       if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (arg))
6075           && !TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
6076         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
6077         return 0;
6078       break;
6079       
6080     case PARM_DECL:
6081       /* The tsubst call is used to handle cases such as
6082          
6083            template <int> class C {};
6084            template <class T, template <T> class TT> class D {};
6085            D<int, C> d;
6086
6087          i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
6088       if (!uses_template_parms (TREE_TYPE (arg))
6089           && !same_type_p
6090                 (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
6091                  TREE_TYPE (arg)))
6092         return 0;
6093       
6094       if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (arg))
6095           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
6096         /* Argument is a parameter pack but parameter is not.  */
6097         return 0;
6098       
6099       break;
6100
6101     default:
6102       gcc_unreachable ();
6103     }
6104
6105   return 1;
6106 }
6107
6108
6109 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
6110    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
6111    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
6112    or PARM_DECL.
6113
6114    Consider the example:
6115      template <class T> class A;
6116      template<template <class U> class TT> class B;
6117
6118    For B<A>, PARM_PARMS are the parameters to TT, while ARG_PARMS are
6119    the parameters to A, and OUTER_ARGS contains A.  */
6120
6121 static int
6122 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
6123                                 tree arg_parms,
6124                                 tsubst_flags_t complain,
6125                                 tree in_decl,
6126                                 tree outer_args)
6127 {
6128   int nparms, nargs, i;
6129   tree parm, arg;
6130   int variadic_p = 0;
6131
6132   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
6133   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
6134
6135   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
6136   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
6137
6138   /* Determine whether we have a parameter pack at the end of the
6139      template template parameter's template parameter list.  */
6140   if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1) != error_mark_node)
6141     {
6142       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, nparms - 1));
6143       
6144       if (parm == error_mark_node)
6145         return 0;
6146
6147       switch (TREE_CODE (parm))
6148         {
6149         case TEMPLATE_DECL:
6150         case TYPE_DECL:
6151           if (TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (TREE_TYPE (parm)))
6152             variadic_p = 1;
6153           break;
6154           
6155         case PARM_DECL:
6156           if (TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (DECL_INITIAL (parm)))
6157             variadic_p = 1;
6158           break;
6159           
6160         default:
6161           gcc_unreachable ();
6162         }
6163     }
6164  
6165   if (nargs != nparms
6166       && !(variadic_p && nargs >= nparms - 1))
6167     return 0;
6168
6169   /* Check all of the template parameters except the parameter pack at
6170      the end (if any).  */
6171   for (i = 0; i < nparms - variadic_p; ++i)
6172     {
6173       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node
6174           || TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
6175         continue;
6176
6177       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
6178       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
6179
6180       if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
6181                                           outer_args))
6182         return 0;
6183
6184     }
6185
6186   if (variadic_p)
6187     {
6188       /* Check each of the template parameters in the template
6189          argument against the template parameter pack at the end of
6190          the template template parameter.  */
6191       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node)
6192         return 0;
6193
6194       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
6195
6196       for (; i < nargs; ++i)
6197         {
6198           if (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
6199             continue;
6200  
6201           arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
6202  
6203           if (!coerce_template_template_parm (parm, arg, complain, in_decl,
6204                                               outer_args))
6205             return 0;
6206         }
6207     }
6208
6209   return 1;
6210 }
6211
6212 /* Verifies that the deduced template arguments (in TARGS) for the
6213    template template parameters (in TPARMS) represent valid bindings,
6214    by comparing the template parameter list of each template argument
6215    to the template parameter list of its corresponding template
6216    template parameter, in accordance with DR150. This
6217    routine can only be called after all template arguments have been
6218    deduced. It will return TRUE if all of the template template
6219    parameter bindings are okay, FALSE otherwise.  */
6220 bool 
6221 template_template_parm_bindings_ok_p (tree tparms, tree targs)
6222 {
6223   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
6224   bool ret = true;
6225
6226   /* We're dealing with template parms in this process.  */
6227   ++processing_template_decl;
6228
6229   targs = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs);
6230
6231   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
6232     {
6233       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
6234       tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
6235
6236       if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_DECL && targ)
6237         {
6238           tree packed_args = NULL_TREE;
6239           int idx, len = 1;
6240
6241           if (ARGUMENT_PACK_P (targ))
6242             {
6243               /* Look inside the argument pack.  */
6244               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
6245               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
6246             }
6247
6248           for (idx = 0; idx < len; ++idx)
6249             {
6250               tree targ_parms = NULL_TREE;
6251
6252               if (packed_args)
6253                 /* Extract the next argument from the argument
6254                    pack.  */
6255                 targ = TREE_VEC_ELT (packed_args, idx);
6256
6257               if (PACK_EXPANSION_P (targ))
6258                 /* Look at the pattern of the pack expansion.  */
6259                 targ = PACK_EXPANSION_PATTERN (targ);
6260
6261               /* Extract the template parameters from the template
6262                  argument.  */
6263               if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_DECL)
6264                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (targ);
6265               else if (TREE_CODE (targ) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
6266                 targ_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (targ));
6267
6268               /* Verify that we can coerce the template template
6269                  parameters from the template argument to the template
6270                  parameter.  This requires an exact match.  */
6271               if (targ_parms
6272                   && !coerce_template_template_parms
6273                        (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tparm),
6274                         targ_parms,
6275                         tf_none,
6276                         tparm,
6277                         targs))
6278                 {
6279                   ret = false;
6280                   goto out;
6281                 }
6282             }
6283         }
6284     }
6285
6286  out:
6287
6288   --processing_template_decl;
6289   return ret;
6290 }
6291
6292 /* Since type attributes aren't mangled, we need to strip them from
6293    template type arguments.  */
6294
6295 static tree
6296 canonicalize_type_argument (tree arg, tsubst_flags_t complain)
6297 {
6298   tree mv;
6299   if (!arg || arg == error_mark_node || arg == TYPE_CANONICAL (arg))
6300     return arg;
6301   mv = TYPE_MAIN_VARIANT (arg);
6302   arg = strip_typedefs (arg);
6303   if (TYPE_ALIGN (arg) != TYPE_ALIGN (mv)
6304       || TYPE_ATTRIBUTES (arg) != TYPE_ATTRIBUTES (mv))
6305     {
6306       if (complain & tf_warning)
6307         warning (0, "ignoring attributes on template argument %qT", arg);
6308       arg = build_aligned_type (arg, TYPE_ALIGN (mv));
6309       arg = cp_build_type_attribute_variant (arg, TYPE_ATTRIBUTES (mv));
6310     }
6311   return arg;
6312 }
6313
6314 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
6315    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
6316    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
6317    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
6318    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
6319    the full set of template arguments deduced so far.  */
6320
6321 static tree
6322 convert_template_argument (tree parm,
6323                            tree arg,
6324                            tree args,
6325                            tsubst_flags_t complain,
6326                            int i,
6327                            tree in_decl)
6328 {
6329   tree orig_arg;
6330   tree val;
6331   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
6332
6333   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
6334       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
6335     {
6336       /* The template argument was the name of some
6337          member function.  That's usually
6338          invalid, but static members are OK.  In any
6339          case, grab the underlying fields/functions
6340          and issue an error later if required.  */
6341       orig_arg = TREE_VALUE (arg);
6342       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
6343     }
6344
6345   orig_arg = arg;
6346
6347   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
6348   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
6349                    || requires_tmpl_type);
6350
6351   /* When determining whether an argument pack expansion is a template,
6352      look at the pattern.  */
6353   if (TREE_CODE (arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
6354     arg = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg);
6355
6356   /* Deal with an injected-class-name used as a template template arg.  */
6357   if (requires_tmpl_type && CLASS_TYPE_P (arg))
6358     {
6359       tree t = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TYPE_NAME (arg));
6360       if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
6361         {
6362           if (cxx_dialect >= cxx0x)
6363             /* OK under DR 1004.  */;
6364           else if (complain & tf_warning_or_error)
6365             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, "injected-class-name %qD"
6366                      " used as template template argument", TYPE_NAME (arg));
6367           else if (flag_pedantic_errors)
6368             t = arg;
6369
6370           arg = t;
6371         }
6372     }
6373
6374   is_tmpl_type = 
6375     ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
6376       && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
6377      || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6378      || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
6379
6380   if (is_tmpl_type
6381       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6382           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
6383     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
6384
6385   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
6386
6387   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
6388       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
6389     {
6390       permerror (input_location, "to refer to a type member of a template parameter, "
6391                  "use %<typename %E%>", orig_arg);
6392
6393       orig_arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
6394                                      TREE_OPERAND (arg, 1),
6395                                      typename_type,
6396                                      complain & tf_error);
6397       arg = orig_arg;
6398       is_type = 1;
6399     }
6400   if (is_type != requires_type)
6401     {
6402       if (in_decl)
6403         {
6404           if (complain & tf_error)
6405             {
6406               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
6407                      "parameter list for %qD",
6408                      i + 1, in_decl);
6409               if (is_type)
6410                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
6411                        TREE_TYPE (parm),
6412                        (DECL_P (arg) ? DECL_NAME (arg) : orig_arg));
6413               else if (requires_tmpl_type)
6414                 error ("  expected a class template, got %qE", orig_arg);
6415               else
6416                 error ("  expected a type, got %qE", orig_arg);
6417             }
6418         }
6419       return error_mark_node;
6420     }
6421   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
6422     {
6423       if (in_decl && (complain & tf_error))
6424         {
6425           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
6426                  "parameter list for %qD",
6427                  i + 1, in_decl);
6428           if (is_tmpl_type)
6429             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
6430           else
6431             error ("  expected a class template, got %qT", orig_arg);
6432         }
6433       return error_mark_node;
6434     }
6435
6436   if (is_type)
6437     {
6438       if (requires_tmpl_type)
6439         {
6440           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
6441             /* The number of argument required is not known yet.
6442                Just accept it for now.  */
6443             val = TREE_TYPE (arg);
6444           else
6445             {
6446               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
6447               tree argparm;
6448
6449               argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
6450
6451               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
6452                                                   complain, in_decl,
6453                                                   args))
6454                 {
6455                   val = arg;
6456
6457                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
6458                      TEMPLATE_DECL.  */
6459                   if (val != error_mark_node)
6460                     {
6461                       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
6462                         val = TREE_TYPE (val);
6463                       if (TREE_CODE (orig_arg) == TYPE_PACK_EXPANSION)
6464                         val = make_pack_expansion (val);
6465                     }
6466                 }
6467               else
6468                 {
6469                   if (in_decl && (complain & tf_error))
6470                     {
6471                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
6472                              "template parameter list for %qD",
6473                              i + 1, in_decl);
6474                       error ("  expected a template of type %qD, got %qT",
6475                              parm, orig_arg);
6476                     }
6477
6478                   val = error_mark_node;
6479                 }
6480             }
6481         }
6482       else
6483         val = orig_arg;
6484       /* We only form one instance of each template specialization.
6485          Therefore, if we use a non-canonical variant (i.e., a
6486          typedef), any future messages referring to the type will use
6487          the typedef, which is confusing if those future uses do not
6488          themselves also use the typedef.  */
6489       if (TYPE_P (val))
6490         val = canonicalize_type_argument (val, complain);
6491     }
6492   else
6493     {
6494       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
6495
6496       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
6497         return error_mark_node;
6498
6499       if (template_parameter_pack_p (parm) && ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
6500         {
6501           if (same_type_p (t, TREE_TYPE (orig_arg)))
6502             val = orig_arg;
6503           else
6504             {
6505               /* Not sure if this is reachable, but it doesn't hurt
6506                  to be robust.  */
6507               error ("type mismatch in nontype parameter pack");
6508               val = error_mark_node;
6509             }
6510         }
6511       else if (!uses_template_parms (orig_arg) && !uses_template_parms (t))
6512         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
6513            will report errors, which we don't want when complain
6514            is zero.  More importantly, digest_init will try too
6515            hard to convert things: for example, `0' should not be
6516            converted to pointer type at this point according to
6517            the standard.  Accepting this is not merely an
6518            extension, since deciding whether or not these
6519            conversions can occur is part of determining which
6520            function template to call, or whether a given explicit
6521            argument specification is valid.  */
6522         val = convert_nontype_argument (t, orig_arg, complain);
6523       else
6524         val = orig_arg;
6525
6526       if (val == NULL_TREE)
6527         val = error_mark_node;
6528       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
6529         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  orig_arg, t);
6530
6531       if (TREE_CODE (val) == SCOPE_REF)
6532         {
6533           /* Strip typedefs from the SCOPE_REF.  */
6534           tree type = canonicalize_type_argument (TREE_TYPE (val), complain);
6535           tree scope = canonicalize_type_argument (TREE_OPERAND (val, 0),
6536                                                    complain);
6537           val = build_qualified_name (type, scope, TREE_OPERAND (val, 1),
6538                                       QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (val));
6539         }
6540     }
6541
6542   return val;
6543 }
6544
6545 /* Coerces the remaining template arguments in INNER_ARGS (from
6546    ARG_IDX to the end) into the parameter pack at PARM_IDX in PARMS.
6547    Returns the coerced argument pack. PARM_IDX is the position of this
6548    parameter in the template parameter list. ARGS is the original
6549    template argument list.  */
6550 static tree
6551 coerce_template_parameter_pack (tree parms,
6552                                 int parm_idx,
6553                                 tree args,
6554                                 tree inner_args,
6555                                 int arg_idx,
6556                                 tree new_args,
6557                                 int* lost,
6558                                 tree in_decl,
6559                                 tsubst_flags_t complain)
6560 {
6561   tree parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
6562   int nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
6563   tree packed_args;
6564   tree argument_pack;
6565   tree packed_types = NULL_TREE;
6566
6567   if (arg_idx > nargs)
6568     arg_idx = nargs;
6569
6570   packed_args = make_tree_vec (nargs - arg_idx);
6571
6572   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == PARM_DECL
6573       && uses_parameter_packs (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm))))
6574     {
6575       /* When the template parameter is a non-type template
6576          parameter pack whose type uses parameter packs, we need
6577          to look at each of the template arguments
6578          separately. Build a vector of the types for these
6579          non-type template parameters in PACKED_TYPES.  */
6580       tree expansion 
6581         = make_pack_expansion (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)));
6582       packed_types = tsubst_pack_expansion (expansion, args,
6583                                             complain, in_decl);
6584
6585       if (packed_types == error_mark_node)
6586         return error_mark_node;
6587
6588       /* Check that we have the right number of arguments.  */
6589       if (arg_idx < nargs
6590           && !PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx))
6591           && nargs - arg_idx != TREE_VEC_LENGTH (packed_types))
6592         {
6593           int needed_parms 
6594             = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1 + TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
6595           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
6596                  nargs, needed_parms);
6597           return error_mark_node;
6598         }
6599
6600       /* If we aren't able to check the actual arguments now
6601          (because they haven't been expanded yet), we can at least
6602          verify that all of the types used for the non-type
6603          template parameter pack are, in fact, valid for non-type
6604          template parameters.  */
6605       if (arg_idx < nargs 
6606           && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx)))
6607         {
6608           int j, len = TREE_VEC_LENGTH (packed_types);
6609           for (j = 0; j < len; ++j)
6610             {
6611               tree t = TREE_VEC_ELT (packed_types, j);
6612               if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
6613                 return error_mark_node;
6614             }
6615         }
6616     }
6617
6618   /* Convert the remaining arguments, which will be a part of the
6619      parameter pack "parm".  */
6620   for (; arg_idx < nargs; ++arg_idx)
6621     {
6622       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
6623       tree actual_parm = TREE_VALUE (parm);
6624
6625       if (packed_types && !PACK_EXPANSION_P (arg))
6626         {
6627           /* When we have a vector of types (corresponding to the
6628              non-type template parameter pack that uses parameter
6629              packs in its type, as mention above), and the
6630              argument is not an expansion (which expands to a
6631              currently unknown number of arguments), clone the
6632              parm and give it the next type in PACKED_TYPES.  */
6633           actual_parm = copy_node (actual_parm);
6634           TREE_TYPE (actual_parm) = 
6635             TREE_VEC_ELT (packed_types, arg_idx - parm_idx);
6636         }
6637
6638       if (arg != error_mark_node)
6639         arg = convert_template_argument (actual_parm, 
6640                                          arg, new_args, complain, parm_idx,
6641                                          in_decl);
6642       if (arg == error_mark_node)
6643         (*lost)++;
6644       TREE_VEC_ELT (packed_args, arg_idx - parm_idx) = arg; 
6645     }
6646
6647   if (TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TYPE_DECL
6648       || TREE_CODE (TREE_VALUE (parm)) == TEMPLATE_DECL)
6649     argument_pack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
6650   else
6651     {
6652       argument_pack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
6653       TREE_TYPE (argument_pack) 
6654         = tsubst (TREE_TYPE (TREE_VALUE (parm)), new_args, complain, in_decl);
6655       TREE_CONSTANT (argument_pack) = 1;
6656     }
6657
6658   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argument_pack, packed_args);
6659 #ifdef ENABLE_CHECKING
6660   SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (packed_args,
6661                                        TREE_VEC_LENGTH (packed_args));
6662 #endif
6663   return argument_pack;
6664 }
6665
6666 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
6667    return a vector containing the innermost resulting template
6668    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
6669    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
6670
6671    If REQUIRE_ALL_ARGS is false, argument deduction will be performed
6672    for arguments not specified in ARGS.  Otherwise, if
6673    USE_DEFAULT_ARGS is true, default arguments will be used to fill in
6674    unspecified arguments.  If REQUIRE_ALL_ARGS is true, but
6675    USE_DEFAULT_ARGS is false, then all arguments must be specified in
6676    ARGS.  */
6677
6678 static tree
6679 coerce_template_parms (tree parms,
6680                        tree args,
6681                        tree in_decl,
6682                        tsubst_flags_t complain,
6683                        bool require_all_args,
6684                        bool use_default_args)
6685 {
6686   int nparms, nargs, parm_idx, arg_idx, lost = 0;
6687   tree inner_args;
6688   tree new_args;
6689   tree new_inner_args;
6690   int saved_unevaluated_operand;
6691   int saved_inhibit_evaluation_warnings;
6692
6693   /* When used as a boolean value, indicates whether this is a
6694      variadic template parameter list. Since it's an int, we can also
6695      subtract it from nparms to get the number of non-variadic
6696      parameters.  */
6697   int variadic_p = 0;
6698   int post_variadic_parms = 0;
6699
6700   if (args == error_mark_node)
6701     return error_mark_node;
6702
6703   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
6704
6705   /* Determine if there are any parameter packs.  */
6706   for (parm_idx = 0; parm_idx < nparms; ++parm_idx)
6707     {
6708       tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx));
6709       if (variadic_p)
6710         ++post_variadic_parms;
6711       if (template_parameter_pack_p (tparm))
6712         ++variadic_p;
6713     }
6714
6715   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
6716   /* If there are no parameters that follow a parameter pack, we need to
6717      expand any argument packs so that we can deduce a parameter pack from
6718      some non-packed args followed by an argument pack, as in variadic85.C.
6719      If there are such parameters, we need to leave argument packs intact
6720      so the arguments are assigned properly.  This can happen when dealing
6721      with a nested class inside a partial specialization of a class
6722      template, as in variadic92.C, or when deducing a template parameter pack
6723      from a sub-declarator, as in variadic114.C.  */
6724   if (!post_variadic_parms)
6725     inner_args = expand_template_argument_pack (inner_args);
6726
6727   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
6728   if ((nargs > nparms && !variadic_p)
6729       || (nargs < nparms - variadic_p
6730           && require_all_args
6731           && (!use_default_args
6732               || (TREE_VEC_ELT (parms, nargs) != error_mark_node
6733                   && !TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs))))))
6734     {
6735       if (complain & tf_error)
6736         {
6737           if (variadic_p)
6738             {
6739               nparms -= variadic_p;
6740               error ("wrong number of template arguments "
6741                      "(%d, should be %d or more)", nargs, nparms);
6742             }
6743           else
6744              error ("wrong number of template arguments "
6745                     "(%d, should be %d)", nargs, nparms);
6746
6747           if (in_decl)
6748             error ("provided for %q+D", in_decl);
6749         }
6750
6751       return error_mark_node;
6752     }
6753
6754   /* We need to evaluate the template arguments, even though this
6755      template-id may be nested within a "sizeof".  */
6756   saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
6757   cp_unevaluated_operand = 0;
6758   saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
6759   c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
6760   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
6761   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
6762   for (parm_idx = 0, arg_idx = 0; parm_idx < nparms; parm_idx++, arg_idx++)
6763     {
6764       tree arg;
6765       tree parm;
6766
6767       /* Get the Ith template parameter.  */
6768       parm = TREE_VEC_ELT (parms, parm_idx);
6769  
6770       if (parm == error_mark_node)
6771       {
6772         TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = error_mark_node;
6773         continue;
6774       }
6775
6776       /* Calculate the next argument.  */
6777       if (arg_idx < nargs)
6778         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, arg_idx);
6779       else
6780         arg = NULL_TREE;
6781
6782       if (template_parameter_pack_p (TREE_VALUE (parm))
6783           && !(arg && ARGUMENT_PACK_P (arg)))
6784         {
6785           /* All remaining arguments will be placed in the
6786              template parameter pack PARM.  */
6787           arg = coerce_template_parameter_pack (parms, parm_idx, args, 
6788                                                 inner_args, arg_idx,
6789                                                 new_args, &lost,
6790                                                 in_decl, complain);
6791
6792           /* Store this argument.  */
6793           if (arg == error_mark_node)
6794             lost++;
6795           TREE_VEC_ELT (new_inner_args, parm_idx) = arg;
6796
6797           /* We are done with all of the arguments.  */
6798           arg_idx = nargs;
6799           
6800           continue;
6801         }
6802       else if (arg)
6803         {
6804           if (PACK_EXPANSION_P (arg))
6805             {
6806               /* We don't know how many args we have yet, just
6807                  use the unconverted ones for now.  */
6808               new_inner_args = args;
6809               break;
6810             }
6811         }
6812       else if (require_all_args)
6813         {
6814           /* There must be a default arg in this case.  */
6815           arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
6816                                      complain, in_decl);
6817           /* The position of the first default template argument,
6818              is also the number of non-defaulted arguments in NEW_INNER_ARGS.
6819              Record that.  */
6820           if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6821             SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args, arg_idx);
6822         }
6823       else
6824         break;
6825
6826       if (arg == error_mark_node)
6827         {
6828           if (complain & tf_error)
6829             error ("template argument %d is invalid", arg_idx + 1);
6830         }
6831       else if (!arg)
6832         /* This only occurs if there was an error in the template
6833            parameter list itself (which we would already have
6834            reported) that we are trying to recover from, e.g., a class
6835            template with a parameter list such as
6836            template<typename..., typename>.  */
6837         ++lost;
6838       else
6839         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
6840                                          arg, new_args, complain, 
6841                                          parm_idx, in_decl);
6842
6843       if (arg == error_mark_node)
6844         lost++;
6845       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, arg_idx) = arg;
6846     }
6847   cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
6848   c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
6849
6850   if (lost)
6851     return error_mark_node;
6852
6853 #ifdef ENABLE_CHECKING
6854   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args))
6855     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (new_inner_args,
6856                                          TREE_VEC_LENGTH (new_inner_args));
6857 #endif
6858
6859   return new_inner_args;
6860 }
6861
6862 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
6863
6864 static int
6865 template_args_equal (tree ot, tree nt)
6866 {
6867   if (nt == ot)
6868     return 1;
6869   if (nt == NULL_TREE || ot == NULL_TREE)
6870     return false;
6871
6872   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
6873     /* For member templates */
6874     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
6875   else if (PACK_EXPANSION_P (ot))
6876     return PACK_EXPANSION_P (nt) 
6877       && template_args_equal (PACK_EXPANSION_PATTERN (ot),
6878                               PACK_EXPANSION_PATTERN (nt));
6879   else if (ARGUMENT_PACK_P (ot))
6880     {
6881       int i, len;
6882       tree opack, npack;
6883
6884       if (!ARGUMENT_PACK_P (nt))
6885         return 0;
6886
6887       opack = ARGUMENT_PACK_ARGS (ot);
6888       npack = ARGUMENT_PACK_ARGS (nt);
6889       len = TREE_VEC_LENGTH (opack);
6890       if (TREE_VEC_LENGTH (npack) != len)
6891         return 0;
6892       for (i = 0; i < len; ++i)
6893         if (!template_args_equal (TREE_VEC_ELT (opack, i),
6894                                   TREE_VEC_ELT (npack, i)))
6895           return 0;
6896       return 1;
6897     }
6898   else if (ot && TREE_CODE (ot) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
6899     {
6900       /* We get here probably because we are in the middle of substituting
6901          into the pattern of a pack expansion. In that case the
6902          ARGUMENT_PACK_SELECT temporarily replaces the pack argument we are
6903          interested in. So we want to use the initial pack argument for
6904          the comparison.  */
6905       ot = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (ot);
6906       if (nt && TREE_CODE (nt) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
6907         nt = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (nt);
6908       return template_args_equal (ot, nt);
6909     }
6910   else if (TYPE_P (nt))
6911     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
6912   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
6913     return 0;
6914   else
6915     return cp_tree_equal (ot, nt);
6916 }
6917
6918 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets of
6919    template arguments.  Returns 0 otherwise, and updates OLDARG_PTR and
6920    NEWARG_PTR with the offending arguments if they are non-NULL.  */
6921
6922 static int
6923 comp_template_args_with_info (tree oldargs, tree newargs,
6924                               tree *oldarg_ptr, tree *newarg_ptr)
6925 {
6926   int i;
6927
6928   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
6929     return 0;
6930
6931   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
6932     {
6933       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
6934       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
6935
6936       if (! template_args_equal (ot, nt))
6937         {
6938           if (oldarg_ptr != NULL)
6939             *oldarg_ptr = ot;
6940           if (newarg_ptr != NULL)
6941             *newarg_ptr = nt;
6942           return 0;
6943         }
6944     }
6945   return 1;
6946 }
6947
6948 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
6949    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
6950
6951 int
6952 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
6953 {
6954   return comp_template_args_with_info (oldargs, newargs, NULL, NULL);
6955 }
6956
6957 static void
6958 add_pending_template (tree d)
6959 {
6960   tree ti = (TYPE_P (d)
6961              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
6962              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
6963   struct pending_template *pt;
6964   int level;
6965
6966   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
6967     return;
6968
6969   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
6970      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
6971      Compensate.  */
6972   level = !current_tinst_level || current_tinst_level->decl != d;
6973
6974   if (level)
6975     push_tinst_level (d);
6976
6977   pt = ggc_alloc_pending_template ();
6978   pt->next = NULL;
6979   pt->tinst = current_tinst_level;
6980   if (last_pending_template)
6981     last_pending_template->next = pt;
6982   else
6983     pending_templates = pt;
6984
6985   last_pending_template = pt;
6986
6987   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
6988
6989   if (level)
6990     pop_tinst_level ();
6991 }
6992
6993
6994 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
6995    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
6996    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
6997
6998 tree
6999 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
7000 {
7001   tree type;
7002
7003   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
7004     return error_mark_node;
7005
7006   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
7007
7008   if (!is_overloaded_fn (fns) && TREE_CODE (fns) != IDENTIFIER_NODE)
7009     {
7010       error ("%q#D is not a function template", fns);
7011       return error_mark_node;
7012     }
7013
7014   if (BASELINK_P (fns))
7015     {
7016       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
7017                                          unknown_type_node,
7018                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
7019                                          arglist);
7020       return fns;
7021     }
7022
7023   type = TREE_TYPE (fns);
7024   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
7025     type = unknown_type_node;
7026
7027   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
7028 }
7029
7030 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
7031    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
7032    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
7033    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
7034    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
7035    DECL is returned.
7036
7037    Also handle the case when DECL is a TREE_LIST of ambiguous
7038    injected-class-names from different bases.  */
7039
7040 tree
7041 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
7042 {
7043   if (decl == NULL_TREE)
7044     return decl;
7045
7046   /* DR 176: A lookup that finds an injected-class-name (10.2
7047      [class.member.lookup]) can result in an ambiguity in certain cases
7048      (for example, if it is found in more than one base class). If all of
7049      the injected-class-names that are found refer to specializations of
7050      the same class template, and if the name is followed by a
7051      template-argument-list, the reference refers to the class template
7052      itself and not a specialization thereof, and is not ambiguous.  */
7053   if (TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
7054     {
7055       tree t, tmpl = NULL_TREE;
7056       for (t = decl; t; t = TREE_CHAIN (t))
7057         {
7058           tree elt = maybe_get_template_decl_from_type_decl (TREE_VALUE (t));
7059           if (!tmpl)
7060             tmpl = elt;
7061           else if (tmpl != elt)
7062             break;
7063         }
7064       if (tmpl && t == NULL_TREE)
7065         return tmpl;
7066       else
7067         return decl;
7068     }
7069
7070   return (decl != NULL_TREE
7071           && DECL_SELF_REFERENCE_P (decl)
7072           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
7073     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
7074 }
7075
7076 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
7077    parameters, find the desired type.
7078
7079    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
7080
7081    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
7082    instantiate.
7083
7084    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
7085    the class we are looking up.
7086
7087    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
7088
7089    If the template class is really a local class in a template
7090    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
7091    being instantiated.
7092
7093    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
7094    template-id: the first time from the parser, while creating the
7095    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
7096    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
7097    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
7098    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
7099
7100 static tree
7101 lookup_template_class_1 (tree d1, tree arglist, tree in_decl, tree context,
7102                          int entering_scope, tsubst_flags_t complain)
7103 {
7104   tree templ = NULL_TREE, parmlist;
7105   tree t;
7106   void **slot;
7107   spec_entry *entry;
7108   spec_entry elt;
7109   hashval_t hash;
7110
7111   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
7112     {
7113       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
7114       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
7115         templ = value;
7116       else
7117         {
7118           if (context)
7119             push_decl_namespace (context);
7120           templ = lookup_name (d1);
7121           templ = maybe_get_template_decl_from_type_decl (templ);
7122           if (context)
7123             pop_decl_namespace ();
7124         }
7125       if (templ)
7126         context = DECL_CONTEXT (templ);
7127     }
7128   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && MAYBE_CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (d1)))
7129     {
7130       tree type = TREE_TYPE (d1);
7131
7132       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
7133          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
7134       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
7135         type = TREE_TYPE (type);
7136
7137       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
7138         {
7139           templ = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
7140           d1 = DECL_NAME (templ);
7141         }
7142     }
7143   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
7144            || (TYPE_P (d1) && MAYBE_CLASS_TYPE_P (d1)))
7145     {
7146       templ = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
7147       d1 = DECL_NAME (templ);
7148     }
7149   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
7150            && DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)
7151            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
7152     {
7153       templ = d1;
7154       d1 = DECL_NAME (templ);
7155       context = DECL_CONTEXT (templ);
7156     }
7157
7158   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
7159   if (! templ)
7160     {
7161       if (complain & tf_error)
7162         error ("%qT is not a template", d1);
7163       return error_mark_node;
7164     }
7165
7166   if (TREE_CODE (templ) != TEMPLATE_DECL
7167          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
7168             the user.  */
7169       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (templ)
7170           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (templ)))
7171     {
7172       if (complain & tf_error)
7173         {
7174           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
7175           if (in_decl)
7176             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
7177         }
7178       return error_mark_node;
7179     }
7180
7181   complain &= ~tf_user;
7182
7183   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (templ))
7184     {
7185       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
7186          template arguments */
7187
7188       tree parm;
7189       tree arglist2;
7190       tree outer;
7191
7192       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (templ);
7193
7194       /* Consider an example where a template template parameter declared as
7195
7196            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
7197
7198          The template parameter level of T and U are one level larger than
7199          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
7200          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
7201          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
7202          available when not appearing as default template argument, can be
7203          obtained from the arguments of the enclosing template.
7204
7205          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
7206          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
7207          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
7208          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
7209
7210       outer = DECL_CONTEXT (templ);
7211       if (outer)
7212         outer = TI_ARGS (get_template_info (DECL_TEMPLATE_RESULT (outer)));
7213       else if (current_template_parms)
7214         /* This is an argument of the current template, so we haven't set
7215            DECL_CONTEXT yet.  */
7216         outer = current_template_args ();
7217
7218       if (outer)
7219         arglist = add_to_template_args (outer, arglist);
7220
7221       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, templ,
7222                                         complain,
7223                                         /*require_all_args=*/true,
7224                                         /*use_default_args=*/true);
7225       if (arglist2 == error_mark_node
7226           || (!uses_template_parms (arglist2)
7227               && check_instantiated_args (templ, arglist2, complain)))
7228         return error_mark_node;
7229
7230       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (templ), arglist2);
7231       return parm;
7232     }
7233   else
7234     {
7235       tree template_type = TREE_TYPE (templ);
7236       tree gen_tmpl;
7237       tree type_decl;
7238       tree found = NULL_TREE;
7239       int arg_depth;
7240       int parm_depth;
7241       int is_dependent_type;
7242       int use_partial_inst_tmpl = false;
7243
7244       gen_tmpl = most_general_template (templ);
7245       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
7246       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
7247       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7248
7249       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
7250         {
7251           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
7252              For example, given:
7253
7254                template <class T> struct S1 {
7255                  template <class U> struct S2 {};
7256                  template <class U> struct S2<U*> {};
7257                 };
7258
7259              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
7260              TEMPLATE will be `template <class T> template
7261              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
7262              arguments.  */
7263           arglist
7264             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (templ)),
7265                                            arglist);
7266           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7267         }
7268
7269       /* Now we should have enough arguments.  */
7270       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
7271
7272       /* From here on, we're only interested in the most general
7273          template.  */
7274
7275       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
7276          actually tsubst'd into the definition to create the
7277          instantiation.  */
7278       if (parm_depth > 1)
7279         {
7280           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
7281           int i;
7282           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
7283
7284           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
7285
7286           for (i = saved_depth,
7287                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
7288                i > 0 && t != NULL_TREE;
7289                --i, t = TREE_CHAIN (t))
7290             {
7291               tree a;
7292               if (i == saved_depth)
7293                 a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
7294                                            arglist, gen_tmpl,
7295                                            complain,
7296                                            /*require_all_args=*/true,
7297                                            /*use_default_args=*/true);
7298               else
7299                 /* Outer levels should have already been coerced.  */
7300                 a = TMPL_ARGS_LEVEL (arglist, i);
7301
7302               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
7303               if (a == error_mark_node)
7304                 {
7305                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
7306                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
7307                   return error_mark_node;
7308                 }
7309
7310               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
7311
7312               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
7313                  that coerce_template_parms will see only the arguments
7314                  corresponding to the template parameters it is
7315                  examining.  */
7316               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7317             }
7318
7319           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
7320           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
7321
7322           arglist = bound_args;
7323         }
7324       else
7325         arglist
7326           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
7327                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7328                                    gen_tmpl,
7329                                    complain,
7330                                    /*require_all_args=*/true,
7331                                    /*use_default_args=*/true);
7332
7333       if (arglist == error_mark_node)
7334         /* We were unable to bind the arguments.  */
7335         return error_mark_node;
7336
7337       /* In the scope of a template class, explicit references to the
7338          template class refer to the type of the template, not any
7339          instantiation of it.  For example, in:
7340
7341            template <class T> class C { void f(C<T>); }
7342
7343          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
7344          class, however, such a reference is an instantiation.  */
7345       if ((entering_scope
7346            || !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7347            || currently_open_class (template_type))
7348           /* comp_template_args is expensive, check it last.  */
7349           && comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
7350                                  arglist))
7351         return template_type;
7352
7353       /* If we already have this specialization, return it.  */
7354       elt.tmpl = gen_tmpl;
7355       elt.args = arglist;
7356       hash = hash_specialization (&elt);
7357       entry = (spec_entry *) htab_find_with_hash (type_specializations,
7358                                                   &elt, hash);
7359
7360       if (entry)
7361         return entry->spec;
7362
7363       is_dependent_type = uses_template_parms (arglist);
7364
7365       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
7366          failed.  */
7367       if (!is_dependent_type
7368           && check_instantiated_args (gen_tmpl,
7369                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7370                                       complain))
7371         return error_mark_node;
7372
7373       if (!is_dependent_type
7374           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7375           && !LAMBDA_TYPE_P (TREE_TYPE (gen_tmpl))
7376           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (gen_tmpl)) == NAMESPACE_DECL)
7377         {
7378           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (gen_tmpl),
7379                                       DECL_NAME (gen_tmpl),
7380                                       /*tag_scope=*/ts_global);
7381           return found;
7382         }
7383
7384       context = tsubst (DECL_CONTEXT (gen_tmpl), arglist,
7385                         complain, in_decl);
7386       if (!context)
7387         context = global_namespace;
7388
7389       /* Create the type.  */
7390       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
7391         {
7392           if (!is_dependent_type)
7393             {
7394               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
7395               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type), NULL_TREE,
7396                               tsubst (ENUM_UNDERLYING_TYPE (template_type),
7397                                       arglist, complain, in_decl),
7398                               SCOPED_ENUM_P (template_type), NULL);
7399             }
7400           else
7401             {
7402               /* We don't want to call start_enum for this type, since
7403                  the values for the enumeration constants may involve
7404                  template parameters.  And, no one should be interested
7405                  in the enumeration constants for such a type.  */
7406               t = cxx_make_type (ENUMERAL_TYPE);
7407               SET_SCOPED_ENUM_P (t, SCOPED_ENUM_P (template_type));
7408             }
7409           SET_OPAQUE_ENUM_P (t, OPAQUE_ENUM_P (template_type));
7410           ENUM_FIXED_UNDERLYING_TYPE_P (t)
7411             = ENUM_FIXED_UNDERLYING_TYPE_P (template_type);
7412         }
7413       else if (DECL_ALIAS_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
7414         {
7415           /* The user referred to a specialization of an alias
7416             template represented by GEN_TMPL.
7417
7418             [temp.alias]/2 says:
7419
7420                 When a template-id refers to the specialization of an
7421                 alias template, it is equivalent to the associated
7422                 type obtained by substitution of its
7423                 template-arguments for the template-parameters in the
7424                 type-id of the alias template.  */
7425
7426           t = tsubst (TREE_TYPE (gen_tmpl), arglist, complain, in_decl);
7427           /* Note that the call above (by indirectly calling
7428              register_specialization in tsubst_decl) registers the
7429              TYPE_DECL representing the specialization of the alias
7430              template.  So next time someone substitutes ARGLIST for
7431              the template parms into the alias template (GEN_TMPL),
7432              she'll get that TYPE_DECL back.  */
7433
7434           if (t == error_mark_node)
7435             return t;
7436         }
7437       else if (CLASS_TYPE_P (template_type))
7438         {
7439           t = make_class_type (TREE_CODE (template_type));
7440           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
7441             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
7442           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
7443           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
7444
7445           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
7446           if (context == current_function_decl)
7447             pushtag (DECL_NAME (gen_tmpl), t, /*tag_scope=*/ts_current);
7448
7449           if (comp_template_args (CLASSTYPE_TI_ARGS (template_type), arglist))
7450             /* This instantiation is another name for the primary
7451                template type. Set the TYPE_CANONICAL field
7452                appropriately. */
7453             TYPE_CANONICAL (t) = template_type;
7454           else if (any_template_arguments_need_structural_equality_p (arglist))
7455             /* Some of the template arguments require structural
7456                equality testing, so this template class requires
7457                structural equality testing. */
7458             SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (t);
7459         }
7460       else
7461         gcc_unreachable ();
7462
7463       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
7464          will already be set up.  */
7465       if (!TYPE_NAME (t))
7466         {
7467           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
7468
7469           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (gen_tmpl), t);
7470           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
7471           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
7472             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7473         }
7474       else
7475         type_decl = TYPE_NAME (t);
7476
7477       if (CLASS_TYPE_P (template_type))
7478         {
7479           TREE_PRIVATE (type_decl)
7480             = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7481           TREE_PROTECTED (type_decl)
7482             = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
7483           if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
7484             {
7485               DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
7486               DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
7487             }
7488         }
7489
7490       /* Let's consider the explicit specialization of a member
7491          of a class template specialization that is implicitely instantiated,
7492          e.g.:
7493              template<class T>
7494              struct S
7495              {
7496                template<class U> struct M {}; //#0
7497              };
7498
7499              template<>
7500              template<>
7501              struct S<int>::M<char> //#1
7502              {
7503                int i;
7504              };
7505         [temp.expl.spec]/4 says this is valid.
7506
7507         In this case, when we write:
7508         S<int>::M<char> m;
7509
7510         M is instantiated from the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of #1, not from
7511         the one of #0.
7512
7513         When we encounter #1, we want to store the partial instantiation
7514         of M (template<class T> S<int>::M<T>) in it's CLASSTYPE_TI_TEMPLATE.
7515
7516         For all cases other than this "explicit specialization of member of a
7517         class template", we just want to store the most general template into
7518         the CLASSTYPE_TI_TEMPLATE of M.
7519
7520         This case of "explicit specialization of member of a class template"
7521         only happens when:
7522         1/ the enclosing class is an instantiation of, and therefore not
7523         the same as, the context of the most general template, and
7524         2/ we aren't looking at the partial instantiation itself, i.e.
7525         the innermost arguments are not the same as the innermost parms of
7526         the most general template.
7527
7528         So it's only when 1/ and 2/ happens that we want to use the partial
7529         instantiation of the member template in lieu of its most general
7530         template.  */
7531
7532       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
7533           && TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (arglist)
7534           /* the enclosing class must be an instantiation...  */
7535           && CLASS_TYPE_P (context)
7536           && !same_type_p (context, DECL_CONTEXT (gen_tmpl)))
7537         {
7538           tree partial_inst_args;
7539           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7540           ++processing_template_decl;
7541           partial_inst_args =
7542             tsubst (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS
7543                         (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (gen_tmpl))),
7544                     arglist, complain, NULL_TREE);
7545           --processing_template_decl;
7546           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
7547           use_partial_inst_tmpl =
7548             /*...and we must not be looking at the partial instantiation
7549              itself. */
7550             !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
7551                                  partial_inst_args);
7552         }
7553
7554       if (!use_partial_inst_tmpl)
7555         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
7556         found = gen_tmpl;
7557       else
7558         {
7559           /* This is a full instantiation of a member template.  Find
7560              the partial instantiation of which this is an instance.  */
7561
7562           /* Temporarily reduce by one the number of levels in the ARGLIST
7563              so as to avoid comparing the last set of arguments.  */
7564           TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
7565           found = tsubst (gen_tmpl, arglist, complain, NULL_TREE);
7566           TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
7567           /* FOUND is either a proper class type, or an alias
7568              template specialization.  In the later case, it's a
7569              TYPE_DECL, resulting from the substituting of arguments
7570              for parameters in the TYPE_DECL of the alias template
7571              done earlier.  So be careful while getting the template
7572              of FOUND.  */
7573           found = TREE_CODE (found) == TYPE_DECL
7574             ? TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (found))
7575             : CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (found);
7576         }
7577
7578       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, build_template_info (found, arglist));
7579
7580       elt.spec = t;
7581       slot = htab_find_slot_with_hash (type_specializations,
7582                                        &elt, hash, INSERT);
7583       entry = ggc_alloc_spec_entry ();
7584       *entry = elt;
7585       *slot = entry;
7586
7587       /* Note this use of the partial instantiation so we can check it
7588          later in maybe_process_partial_specialization.  */
7589       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ)
7590         = tree_cons (arglist, t,
7591                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (templ));
7592
7593       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE && !is_dependent_type)
7594         /* Now that the type has been registered on the instantiations
7595            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
7596            constants may involve the enumeration type itself, we make
7597            sure to register the type first, and then create the
7598            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
7599            constants won't result in recursive calls here; we'll find
7600            the instantiation and exit above.  */
7601         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
7602
7603       if (CLASS_TYPE_P (template_type) && is_dependent_type)
7604         /* If the type makes use of template parameters, the
7605            code that generates debugging information will crash.  */
7606         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
7607
7608       /* Possibly limit visibility based on template args.  */
7609       TREE_PUBLIC (type_decl) = 1;
7610       determine_visibility (type_decl);
7611
7612       return t;
7613     }
7614 }
7615
7616 /* Wrapper for lookup_template_class_1.  */
7617
7618 tree
7619 lookup_template_class (tree d1, tree arglist, tree in_decl, tree context,
7620                        int entering_scope, tsubst_flags_t complain)
7621 {
7622   tree ret;
7623   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
7624   ret = lookup_template_class_1 (d1, arglist, in_decl, context,
7625                                  entering_scope, complain);
7626   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
7627   return ret;
7628 }
7629 \f
7630 struct pair_fn_data
7631 {
7632   tree_fn_t fn;
7633   void *data;
7634   /* True when we should also visit template parameters that occur in
7635      non-deduced contexts.  */
7636   bool include_nondeduced_p;
7637   struct pointer_set_t *visited;
7638 };
7639
7640 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
7641
7642 static tree
7643 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
7644 {
7645   tree t = *tp;
7646   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
7647   tree_fn_t fn = pfd->fn;
7648   void *data = pfd->data;
7649
7650   if (TYPE_P (t)
7651       && (pfd->include_nondeduced_p || TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE)
7652       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited,
7653                                  pfd->include_nondeduced_p))
7654     return error_mark_node;
7655
7656   switch (TREE_CODE (t))
7657     {
7658     case RECORD_TYPE:
7659       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
7660         break;
7661       /* Fall through.  */
7662
7663     case UNION_TYPE:
7664     case ENUMERAL_TYPE:
7665       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
7666         *walk_subtrees = 0;
7667       else if (for_each_template_parm (TI_ARGS (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
7668                                        fn, data, pfd->visited, 
7669                                        pfd->include_nondeduced_p))
7670         return error_mark_node;
7671       break;
7672
7673     case INTEGER_TYPE:
7674       if (for_each_template_parm (TYPE_MIN_VALUE (t),
7675                                   fn, data, pfd->visited, 
7676                                   pfd->include_nondeduced_p)
7677           || for_each_template_parm (TYPE_MAX_VALUE (t),
7678                                      fn, data, pfd->visited,
7679                                      pfd->include_nondeduced_p))
7680         return error_mark_node;
7681       break;
7682
7683     case METHOD_TYPE:
7684       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
7685          explicitly here.  */
7686       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
7687                                   pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7688         return error_mark_node;
7689       /* Fall through.  */
7690
7691     case FUNCTION_TYPE:
7692       /* Check the return type.  */
7693       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
7694                                   pfd->include_nondeduced_p))
7695         return error_mark_node;
7696
7697       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
7698          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
7699          contain expressions that involve template parameters.  But,
7700          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
7701          instantiated, they don't contain template parameters, so
7702          there's no point in looking at them then, either.  */
7703       {
7704         tree parm;
7705
7706         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
7707           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
7708                                       pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7709             return error_mark_node;
7710
7711         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
7712            want walk_tree walking into them itself.  */
7713         *walk_subtrees = 0;
7714       }
7715       break;
7716
7717     case TYPEOF_TYPE:
7718     case UNDERLYING_TYPE:
7719       if (pfd->include_nondeduced_p
7720           && for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
7721                                      pfd->visited, 
7722                                      pfd->include_nondeduced_p))
7723         return error_mark_node;
7724       break;
7725
7726     case FUNCTION_DECL:
7727     case VAR_DECL:
7728       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
7729           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
7730                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7731         return error_mark_node;
7732       /* Fall through.  */
7733
7734     case PARM_DECL:
7735     case CONST_DECL:
7736       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
7737           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
7738                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7739         return error_mark_node;
7740       if (DECL_CONTEXT (t)
7741           && pfd->include_nondeduced_p
7742           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
7743                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7744         return error_mark_node;
7745       break;
7746
7747     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7748       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
7749       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited,
7750                                   pfd->include_nondeduced_p))
7751         return error_mark_node;
7752       /* Fall through.  */
7753
7754     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7755     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7756     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7757       if (fn && (*fn)(t, data))
7758         return error_mark_node;
7759       else if (!fn)
7760         return error_mark_node;
7761       break;
7762
7763     case TEMPLATE_DECL:
7764       /* A template template parameter is encountered.  */
7765       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
7766           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited,
7767                                      pfd->include_nondeduced_p))
7768         return error_mark_node;
7769
7770       /* Already substituted template template parameter */
7771       *walk_subtrees = 0;
7772       break;
7773
7774     case TYPENAME_TYPE:
7775       if (!fn
7776           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
7777                                      data, pfd->visited, 
7778                                      pfd->include_nondeduced_p))
7779         return error_mark_node;
7780       break;
7781
7782     case CONSTRUCTOR:
7783       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
7784           && pfd->include_nondeduced_p
7785           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
7786                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
7787                                      pfd->visited, pfd->include_nondeduced_p))
7788         return error_mark_node;
7789       break;
7790
7791     case INDIRECT_REF:
7792     case COMPONENT_REF:
7793       /* If there's no type, then this thing must be some expression
7794          involving template parameters.  */
7795       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
7796         return error_mark_node;
7797       break;
7798
7799     case MODOP_EXPR:
7800     case CAST_EXPR:
7801     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
7802     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7803     case CONST_CAST_EXPR:
7804     case STATIC_CAST_EXPR:
7805     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7806     case ARROW_EXPR:
7807     case DOTSTAR_EXPR:
7808     case TYPEID_EXPR:
7809     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7810       if (!fn)
7811         return error_mark_node;
7812       break;
7813
7814     default:
7815       break;
7816     }
7817
7818   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
7819   return NULL_TREE;
7820 }
7821
7822 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
7823    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
7824    call FN with the parameter and the DATA.
7825    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
7826    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
7827    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
7828    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
7829    considered to be the function which always returns 1.
7830
7831    If INCLUDE_NONDEDUCED_P, then this routine will also visit template
7832    parameters that occur in non-deduced contexts.  When false, only
7833    visits those template parameters that can be deduced.  */
7834
7835 static int
7836 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
7837                         struct pointer_set_t *visited,
7838                         bool include_nondeduced_p)
7839 {
7840   struct pair_fn_data pfd;
7841   int result;
7842
7843   /* Set up.  */
7844   pfd.fn = fn;
7845   pfd.data = data;
7846   pfd.include_nondeduced_p = include_nondeduced_p;
7847
7848   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
7849      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
7850      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
7851      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
7852      visited list.)  */
7853   if (visited)
7854     pfd.visited = visited;
7855   else
7856     pfd.visited = pointer_set_create ();
7857   result = cp_walk_tree (&t,
7858                          for_each_template_parm_r,
7859                          &pfd,
7860                          pfd.visited) != NULL_TREE;
7861
7862   /* Clean up.  */
7863   if (!visited)
7864     {
7865       pointer_set_destroy (pfd.visited);
7866       pfd.visited = 0;
7867     }
7868
7869   return result;
7870 }
7871
7872 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
7873
7874 int
7875 uses_template_parms (tree t)
7876 {
7877   bool dependent_p;
7878   int saved_processing_template_decl;
7879
7880   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
7881   if (!saved_processing_template_decl)
7882     processing_template_decl = 1;
7883   if (TYPE_P (t))
7884     dependent_p = dependent_type_p (t);
7885   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
7886     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
7887   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
7888     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
7889                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
7890   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
7891     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
7892   else if (DECL_P (t)
7893            || EXPR_P (t)
7894            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
7895            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
7896            || BASELINK_P (t)
7897            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
7898            || TREE_CODE (t) == TRAIT_EXPR
7899            || TREE_CODE (t) == CONSTRUCTOR
7900            || CONSTANT_CLASS_P (t))
7901     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
7902                    || value_dependent_expression_p (t));
7903   else
7904     {
7905       gcc_assert (t == error_mark_node);
7906       dependent_p = false;
7907     }
7908
7909   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
7910
7911   return dependent_p;
7912 }
7913
7914 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
7915
7916 int
7917 uses_template_parms_level (tree t, int level)
7918 {
7919   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL,
7920                                  /*include_nondeduced_p=*/true);
7921 }
7922
7923 /* Returns TRUE iff INST is an instantiation we don't need to do in an
7924    ill-formed translation unit, i.e. a variable or function that isn't
7925    usable in a constant expression.  */
7926
7927 static inline bool
7928 neglectable_inst_p (tree d)
7929 {
7930   return (DECL_P (d)
7931           && !(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL ? DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (d)
7932                : decl_maybe_constant_var_p (d)));
7933 }
7934
7935 /* Returns TRUE iff we should refuse to instantiate DECL because it's
7936    neglectable and instantiated from within an erroneous instantiation.  */
7937
7938 static bool
7939 limit_bad_template_recursion (tree decl)
7940 {
7941   struct tinst_level *lev = current_tinst_level;
7942   int errs = errorcount + sorrycount;
7943   if (lev == NULL || errs == 0 || !neglectable_inst_p (decl))
7944     return false;
7945
7946   for (; lev; lev = lev->next)
7947     if (neglectable_inst_p (lev->decl))
7948       break;
7949
7950   return (lev && errs > lev->errors);
7951 }
7952
7953 static int tinst_depth;
7954 extern int max_tinst_depth;
7955 #ifdef GATHER_STATISTICS
7956 int depth_reached;
7957 #endif
7958 static GTY(()) struct tinst_level *last_error_tinst_level;
7959
7960 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
7961    for diagnostics and to restore it later.  */
7962
7963 int
7964 push_tinst_level (tree d)
7965 {
7966   struct tinst_level *new_level;
7967
7968   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
7969     {
7970       last_error_tinst_level = current_tinst_level;
7971       if (TREE_CODE (d) == TREE_LIST)
7972         error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
7973                "-ftemplate-depth= to increase the maximum) substituting %qS",
7974                max_tinst_depth, d);
7975       else
7976         error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
7977                "-ftemplate-depth= to increase the maximum) instantiating %qD",
7978                max_tinst_depth, d);
7979
7980       print_instantiation_context ();
7981
7982       return 0;
7983     }
7984
7985   /* If the current instantiation caused problems, don't let it instantiate
7986      anything else.  Do allow deduction substitution and decls usable in
7987      constant expressions.  */
7988   if (limit_bad_template_recursion (d))
7989     return 0;
7990
7991   new_level = ggc_alloc_tinst_level ();
7992   new_level->decl = d;
7993   new_level->locus = input_location;
7994   new_level->errors = errorcount+sorrycount;
7995   new_level->in_system_header_p = in_system_header;
7996   new_level->next = current_tinst_level;
7997   current_tinst_level = new_level;
7998
7999   ++tinst_depth;
8000 #ifdef GATHER_STATISTICS
8001   if (tinst_depth > depth_reached)
8002     depth_reached = tinst_depth;
8003 #endif
8004
8005   return 1;
8006 }
8007
8008 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
8009    context.  */
8010
8011 void
8012 pop_tinst_level (void)
8013 {
8014   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
8015      this instantiation.  */
8016   input_location = current_tinst_level->locus;
8017   current_tinst_level = current_tinst_level->next;
8018   --tinst_depth;
8019 }
8020
8021 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
8022    instantiation context in which the instantiation was requested, which
8023    is one step out from LEVEL.  Return the corresponding DECL or TYPE.  */
8024
8025 static tree
8026 reopen_tinst_level (struct tinst_level *level)
8027 {
8028   struct tinst_level *t;
8029
8030   tinst_depth = 0;
8031   for (t = level; t; t = t->next)
8032     ++tinst_depth;
8033
8034   current_tinst_level = level;
8035   pop_tinst_level ();
8036   if (current_tinst_level)
8037     current_tinst_level->errors = errorcount+sorrycount;
8038   return level->decl;
8039 }
8040
8041 /* Returns the TINST_LEVEL which gives the original instantiation
8042    context.  */
8043
8044 struct tinst_level *
8045 outermost_tinst_level (void)
8046 {
8047   struct tinst_level *level = current_tinst_level;
8048   if (level)
8049     while (level->next)
8050       level = level->next;
8051   return level;
8052 }
8053
8054 /* Returns TRUE if PARM is a parameter of the template TEMPL.  */
8055
8056 bool
8057 parameter_of_template_p (tree parm, tree templ)
8058 {
8059   tree parms;
8060   int i;
8061
8062   if (!parm || !templ)
8063     return false;
8064
8065   gcc_assert (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm));
8066   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
8067
8068   parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (templ);
8069   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
8070
8071   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
8072     {
8073       tree p = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
8074       if (parm == p
8075           || (DECL_INITIAL (parm)
8076               && DECL_INITIAL (parm) == DECL_INITIAL (p)))
8077         return true;
8078     }
8079
8080   return false;
8081 }
8082
8083 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
8084    vector of template arguments, as for tsubst.
8085
8086    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
8087
8088 static tree
8089 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
8090 {
8091   tree new_friend;
8092
8093   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
8094       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
8095       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
8096     /* This was a friend declared with an explicit template
8097        argument list, e.g.:
8098
8099        friend void f<>(T);
8100
8101        to indicate that f was a template instantiation, not a new
8102        function declaration.  Now, we have to figure out what
8103        instantiation of what template.  */
8104     {
8105       tree template_id, arglist, fns;
8106       tree new_args;
8107       tree tmpl;
8108       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
8109
8110       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
8111          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
8112          current class with same name.  */
8113       push_nested_namespace (ns);
8114       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
8115                          tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8116                          /*integral_constant_expression_p=*/false);
8117       pop_nested_namespace (ns);
8118       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
8119                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8120       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
8121
8122       new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8123       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
8124                                        &new_args,
8125                                        /*need_member_template=*/0,
8126                                        TREE_VEC_LENGTH (args),
8127                                        tsk_none);
8128       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
8129     }
8130
8131   new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8132
8133   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
8134      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
8135      the language.  For example, we might have had:
8136
8137      template <class T> struct S {
8138        template <class U> friend void f(T, U);
8139      };
8140
8141      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
8142      instantiation of anything.  */
8143   if (new_friend == error_mark_node)
8144     return error_mark_node;
8145
8146   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
8147   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
8148     {
8149       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
8150       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
8151         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
8152     }
8153
8154   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
8155      is not a template instantiation and should not be mangled like
8156      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
8157      later if we need it.  */
8158   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
8159     {
8160       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL);
8161       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
8162     }
8163
8164   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
8165     {
8166       tree old_decl;
8167       tree new_friend_template_info;
8168       tree new_friend_result_template_info;
8169       tree ns;
8170       int  new_friend_is_defn;
8171
8172       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
8173          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
8174          possible.  */
8175       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
8176       new_friend_is_defn =
8177             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
8178                            (template_for_substitution (new_friend)))
8179              != NULL_TREE);
8180       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
8181         {
8182           /* This declaration is a `primary' template.  */
8183           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
8184
8185           new_friend_result_template_info
8186             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
8187         }
8188       else
8189         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
8190
8191       /* Make the init_value nonzero so pushdecl knows this is a defn.  */
8192       if (new_friend_is_defn)
8193         DECL_INITIAL (new_friend) = error_mark_node;
8194
8195       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
8196          current namespace. However, the friend function should go
8197          into the namespace of the template.  */
8198       ns = decl_namespace_context (new_friend);
8199       push_nested_namespace (ns);
8200       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
8201       pop_nested_namespace (ns);
8202
8203       if (old_decl == error_mark_node)
8204         return error_mark_node;
8205
8206       if (old_decl != new_friend)
8207         {
8208           /* This new friend declaration matched an existing
8209              declaration.  For example, given:
8210
8211                template <class T> void f(T);
8212                template <class U> class C {
8213                  template <class T> friend void f(T) {}
8214                };
8215
8216              the friend declaration actually provides the definition
8217              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
8218              old_decl will be the out-of-class template declaration,
8219              while new_friend is the in-class definition.
8220
8221              But, if `f' was called before this point, the
8222              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
8223              to `T' but not to `U', references to which might appear
8224              in the definition of `f'.  Previously, the most general
8225              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
8226              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
8227              run through all specialization of `f', adding to their
8228              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
8229              new set of outer arguments, corresponding to the
8230              arguments for this class instantiation.
8231
8232              The same situation can arise with something like this:
8233
8234                friend void f(int);
8235                template <class T> class C {
8236                  friend void f(T) {}
8237                };
8238
8239              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
8240              in the class.  */
8241
8242           if (!new_friend_is_defn)
8243             /* On the other hand, if the in-class declaration does
8244                *not* provide a definition, then we don't want to alter
8245                existing definitions.  We can just leave everything
8246                alone.  */
8247             ;
8248           else
8249             {
8250               tree new_template = TI_TEMPLATE (new_friend_template_info);
8251               tree new_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
8252
8253               /* Overwrite whatever template info was there before, if
8254                  any, with the new template information pertaining to
8255                  the declaration.  */
8256               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
8257
8258               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
8259                 {
8260                   /* We should have called reregister_specialization in
8261                      duplicate_decls.  */
8262                   gcc_assert (retrieve_specialization (new_template,
8263                                                        new_args, 0)
8264                               == old_decl);
8265
8266                   /* Instantiate it if the global has already been used.  */
8267                   if (DECL_ODR_USED (old_decl))
8268                     instantiate_decl (old_decl, /*defer_ok=*/true,
8269                                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
8270                 }
8271               else
8272                 {
8273                   tree t;
8274
8275                   /* Indicate that the old function template is a partial
8276                      instantiation.  */
8277                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
8278                     = new_friend_result_template_info;
8279
8280                   gcc_assert (new_template
8281                               == most_general_template (new_template));
8282                   gcc_assert (new_template != old_decl);
8283
8284                   /* Reassign any specializations already in the hash table
8285                      to the new more general template, and add the
8286                      additional template args.  */
8287                   for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl);
8288                        t != NULL_TREE;
8289                        t = TREE_CHAIN (t))
8290                     {
8291                       tree spec = TREE_VALUE (t);
8292                       spec_entry elt;
8293
8294                       elt.tmpl = old_decl;
8295                       elt.args = DECL_TI_ARGS (spec);
8296                       elt.spec = NULL_TREE;
8297
8298                       htab_remove_elt (decl_specializations, &elt);
8299
8300                       DECL_TI_ARGS (spec)
8301                         = add_outermost_template_args (new_args,
8302                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
8303
8304                       register_specialization
8305                         (spec, new_template, DECL_TI_ARGS (spec), true, 0);
8306
8307                     }
8308                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
8309                 }
8310             }
8311
8312           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
8313              by duplicate_decls.  */
8314           new_friend = old_decl;
8315         }
8316     }
8317   else
8318     {
8319       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
8320       bool dependent_p;
8321
8322       /* In the code
8323            template <class T> class C {
8324              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
8325              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
8326            };
8327          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
8328          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
8329          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
8330          this isn't true for case 2.  */
8331       ++processing_template_decl;
8332       dependent_p = dependent_type_p (context);
8333       --processing_template_decl;
8334
8335       if (!dependent_p
8336           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
8337         return error_mark_node;
8338
8339       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
8340         {
8341           /* Check to see that the declaration is really present, and,
8342              possibly obtain an improved declaration.  */
8343           tree fn = check_classfn (context,
8344                                    new_friend, NULL_TREE);
8345
8346           if (fn)
8347             new_friend = fn;
8348         }
8349     }
8350
8351   return new_friend;
8352 }
8353
8354 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
8355    template arguments, as for tsubst.
8356
8357    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
8358    failure.  */
8359
8360 static tree
8361 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
8362 {
8363   tree friend_type;
8364   tree tmpl;
8365   tree context;
8366
8367   context = CP_DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
8368
8369   if (context != global_namespace)
8370     {
8371       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
8372         push_nested_namespace (context);
8373       else
8374         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
8375     }
8376
8377   /* Look for a class template declaration.  We look for hidden names
8378      because two friend declarations of the same template are the
8379      same.  For example, in:
8380
8381        struct A { 
8382          template <typename> friend class F;
8383        };
8384        template <typename> struct B { 
8385          template <typename> friend class F;
8386        };
8387
8388      both F templates are the same.  */
8389   tmpl = lookup_name_real (DECL_NAME (friend_tmpl), 0, 0,
8390                            /*block_p=*/true, 0, 
8391                            LOOKUP_COMPLAIN | LOOKUP_HIDDEN);
8392
8393   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
8394      situation like this:
8395
8396        template <class T>
8397        struct S {
8398          template <class U>
8399          friend struct S;
8400        };
8401
8402      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
8403      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
8404   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
8405     {
8406       tmpl = lookup_name_prefer_type (DECL_NAME (friend_tmpl), 1);
8407       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
8408     }
8409
8410   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
8411     {
8412       /* The friend template has already been declared.  Just
8413          check to see that the declarations match, and install any new
8414          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
8415          of course.  We only need the innermost template parameters
8416          because that is all that redeclare_class_template will look
8417          at.  */
8418       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
8419           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
8420         {
8421           tree parms;
8422           location_t saved_input_location;
8423           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
8424                                          args, tf_warning_or_error);
8425
8426           saved_input_location = input_location;
8427           input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (friend_tmpl);
8428           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
8429           input_location = saved_input_location;
8430           
8431         }
8432
8433       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
8434     }
8435   else
8436     {
8437       /* The friend template has not already been declared.  In this
8438          case, the instantiation of the template class will cause the
8439          injection of this template into the global scope.  */
8440       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8441       if (tmpl == error_mark_node)
8442         return error_mark_node;
8443
8444       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
8445          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
8446          the new type because that is supposed to be the corresponding
8447          template decl, i.e., TMPL.  */
8448       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
8449       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
8450       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
8451       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
8452         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
8453
8454       /* Inject this template into the global scope.  */
8455       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
8456     }
8457
8458   if (context != global_namespace)
8459     {
8460       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
8461         pop_nested_namespace (context);
8462       else
8463         pop_nested_class ();
8464     }
8465
8466   return friend_type;
8467 }
8468
8469 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
8470    Otherwise returns one.  */
8471
8472 static int
8473 can_complete_type_without_circularity (tree type)
8474 {
8475   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
8476     return 0;
8477   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
8478     return 1;
8479   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
8480     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
8481   else if (CLASS_TYPE_P (type)
8482            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
8483     return 0;
8484   else
8485     return 1;
8486 }
8487
8488 /* Apply any attributes which had to be deferred until instantiation
8489    time.  DECL_P, ATTRIBUTES and ATTR_FLAGS are as cplus_decl_attributes;
8490    ARGS, COMPLAIN, IN_DECL are as tsubst.  */
8491
8492 static void
8493 apply_late_template_attributes (tree *decl_p, tree attributes, int attr_flags,
8494                                 tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8495 {
8496   tree last_dep = NULL_TREE;
8497   tree t;
8498   tree *p;
8499
8500   for (t = attributes; t; t = TREE_CHAIN (t))
8501     if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
8502       {
8503         last_dep = t;
8504         attributes = copy_list (attributes);
8505         break;
8506       }
8507
8508   if (DECL_P (*decl_p))
8509     {
8510       if (TREE_TYPE (*decl_p) == error_mark_node)
8511         return;
8512       p = &DECL_ATTRIBUTES (*decl_p);
8513     }
8514   else
8515     p = &TYPE_ATTRIBUTES (*decl_p);
8516
8517   if (last_dep)
8518     {
8519       tree late_attrs = NULL_TREE;
8520       tree *q = &late_attrs;
8521
8522       for (*p = attributes; *p; )
8523         {
8524           t = *p;
8525           if (ATTR_IS_DEPENDENT (t))
8526             {
8527               *p = TREE_CHAIN (t);
8528               TREE_CHAIN (t) = NULL_TREE;
8529               /* If the first attribute argument is an identifier, don't
8530                  pass it through tsubst.  Attributes like mode, format,
8531                  cleanup and several target specific attributes expect it
8532                  unmodified.  */
8533               if (TREE_VALUE (t)
8534                   && TREE_CODE (TREE_VALUE (t)) == TREE_LIST
8535                   && TREE_VALUE (TREE_VALUE (t))
8536                   && (TREE_CODE (TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)))
8537                       == IDENTIFIER_NODE))
8538                 {
8539                   tree chain
8540                     = tsubst_expr (TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)), args, complain,
8541                                    in_decl,
8542                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
8543                   if (chain != TREE_CHAIN (TREE_VALUE (t)))
8544                     TREE_VALUE (t)
8545                       = tree_cons (NULL_TREE, TREE_VALUE (TREE_VALUE (t)),
8546                                    chain);
8547                 }
8548               else
8549                 TREE_VALUE (t)
8550                   = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), args, complain, in_decl,
8551                                  /*integral_constant_expression_p=*/false);
8552               *q = t;
8553               q = &TREE_CHAIN (t);
8554             }
8555           else
8556             p = &TREE_CHAIN (t);
8557         }
8558
8559       cplus_decl_attributes (decl_p, late_attrs, attr_flags);
8560     }
8561 }
8562
8563 /* Perform (or defer) access check for typedefs that were referenced
8564    from within the template TMPL code.
8565    This is a subroutine of instantiate_template and instantiate_class_template.
8566    TMPL is the template to consider and TARGS is the list of arguments of
8567    that template.  */
8568
8569 static void
8570 perform_typedefs_access_check (tree tmpl, tree targs)
8571 {
8572   location_t saved_location;
8573   int i;
8574   qualified_typedef_usage_t *iter;
8575
8576   if (!tmpl
8577       || (!CLASS_TYPE_P (tmpl)
8578           && TREE_CODE (tmpl) != FUNCTION_DECL))
8579     return;
8580
8581   saved_location = input_location;
8582   FOR_EACH_VEC_ELT (qualified_typedef_usage_t,
8583                     get_types_needing_access_check (tmpl),
8584                     i, iter)
8585     {
8586       tree type_decl = iter->typedef_decl;
8587       tree type_scope = iter->context;
8588
8589       if (!type_decl || !type_scope || !CLASS_TYPE_P (type_scope))
8590         continue;
8591
8592       if (uses_template_parms (type_decl))
8593         type_decl = tsubst (type_decl, targs, tf_error, NULL_TREE);
8594       if (uses_template_parms (type_scope))
8595         type_scope = tsubst (type_scope, targs, tf_error, NULL_TREE);
8596
8597       /* Make access check error messages point to the location
8598          of the use of the typedef.  */
8599       input_location = iter->locus;
8600       perform_or_defer_access_check (TYPE_BINFO (type_scope),
8601                                      type_decl, type_decl);
8602     }
8603     input_location = saved_location;
8604 }
8605
8606 static tree
8607 instantiate_class_template_1 (tree type)
8608 {
8609   tree templ, args, pattern, t, member;
8610   tree typedecl;
8611   tree pbinfo;
8612   tree base_list;
8613   unsigned int saved_maximum_field_alignment;
8614
8615   if (type == error_mark_node)
8616     return error_mark_node;
8617
8618   if (COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (type)
8619       || uses_template_parms (type))
8620     return type;
8621
8622   /* Figure out which template is being instantiated.  */
8623   templ = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
8624   gcc_assert (TREE_CODE (templ) == TEMPLATE_DECL);
8625
8626   /* Determine what specialization of the original template to
8627      instantiate.  */
8628   t = most_specialized_class (type, templ, tf_warning_or_error);
8629   if (t == error_mark_node)
8630     {
8631       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
8632       return error_mark_node;
8633     }
8634   else if (t)
8635     {
8636       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
8637          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
8638          the arguments appropriate for substitution.  For example,
8639          given:
8640
8641            template <class T> struct S {};
8642            template <class T> struct S<T*> {};
8643
8644          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
8645          presently be {int*} -- but we need {int}.  */
8646       pattern = TREE_TYPE (t);
8647       args = TREE_PURPOSE (t);
8648     }
8649   else
8650     {
8651       pattern = TREE_TYPE (templ);
8652       args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
8653     }
8654
8655   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
8656      there's nothing we can do.  */
8657   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
8658     return type;
8659
8660   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
8661   if (! push_tinst_level (type))
8662     return type;
8663
8664   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
8665      the process of being defined.  */
8666   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
8667
8668   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
8669      it now.  */
8670   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
8671
8672   push_to_top_level ();
8673   /* Use #pragma pack from the template context.  */
8674   saved_maximum_field_alignment = maximum_field_alignment;
8675   maximum_field_alignment = TYPE_PRECISION (pattern);
8676
8677   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
8678
8679   /* Set the input location to the most specialized template definition.
8680      This is needed if tsubsting causes an error.  */
8681   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (pattern);
8682   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (type)) =
8683     DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
8684
8685   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
8686   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
8687   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
8688   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
8689   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
8690     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
8691   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
8692     {
8693       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
8694       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
8695       /* Adjust visibility for template arguments.  */
8696       determine_visibility (TYPE_MAIN_DECL (type));
8697     }
8698   CLASSTYPE_FINAL (type) = CLASSTYPE_FINAL (pattern);
8699
8700   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
8701
8702   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
8703      class; we need to look up the nested class by name before we can
8704      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
8705      class.  */
8706   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
8707               || COMPLETE_OR_OPEN_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type)));
8708
8709   base_list = NULL_TREE;
8710   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
8711     {
8712       tree pbase_binfo;
8713       tree pushed_scope;
8714       int i;
8715
8716       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
8717          the accessibility of types named in dependent bases are
8718          looked up from.  */
8719       pushed_scope = push_scope (CP_TYPE_CONTEXT (type));
8720
8721       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
8722          basetypes.  */
8723       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
8724         {
8725           tree base;
8726           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
8727           tree expanded_bases = NULL_TREE;
8728           int idx, len = 1;
8729
8730           if (PACK_EXPANSION_P (BINFO_TYPE (pbase_binfo)))
8731             {
8732               expanded_bases = 
8733                 tsubst_pack_expansion (BINFO_TYPE (pbase_binfo),
8734                                        args, tf_error, NULL_TREE);
8735               if (expanded_bases == error_mark_node)
8736                 continue;
8737
8738               len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
8739             }
8740
8741           for (idx = 0; idx < len; idx++)
8742             {
8743               if (expanded_bases)
8744                 /* Extract the already-expanded base class.  */
8745                 base = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, idx);
8746               else
8747                 /* Substitute to figure out the base class.  */
8748                 base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, 
8749                                NULL_TREE);
8750
8751               if (base == error_mark_node)
8752                 continue;
8753
8754               base_list = tree_cons (access, base, base_list);
8755               if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
8756                 TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
8757             }
8758         }
8759
8760       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
8761       base_list = nreverse (base_list);
8762
8763       if (pushed_scope)
8764         pop_scope (pushed_scope);
8765     }
8766   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
8767      information.  */
8768   xref_basetypes (type, base_list);
8769
8770   apply_late_template_attributes (&type, TYPE_ATTRIBUTES (pattern),
8771                                   (int) ATTR_FLAG_TYPE_IN_PLACE,
8772                                   args, tf_error, NULL_TREE);
8773   fixup_attribute_variants (type);
8774
8775   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
8776      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
8777      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
8778      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
8779      class, except we also need to push the enclosing classes.  */
8780   push_nested_class (type);
8781
8782   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
8783   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
8784        member; member = TREE_CHAIN (member))
8785     {
8786       tree t = TREE_VALUE (member);
8787
8788       if (TREE_PURPOSE (member))
8789         {
8790           if (TYPE_P (t))
8791             {
8792               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
8793
8794               tree newtag;
8795               bool class_template_p;
8796
8797               class_template_p = (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE
8798                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
8799                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (t));
8800               /* If the member is a class template, then -- even after
8801                  substitution -- there may be dependent types in the
8802                  template argument list for the class.  We increment
8803                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
8804                  that function will assume that no types are dependent
8805                  when outside of a template.  */
8806               if (class_template_p)
8807                 ++processing_template_decl;
8808               newtag = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
8809               if (class_template_p)
8810                 --processing_template_decl;
8811               if (newtag == error_mark_node)
8812                 continue;
8813
8814               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
8815                 {
8816                   tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
8817
8818                   if (class_template_p)
8819                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
8820                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
8821                        instantiation (i.e., for the type of a member
8822                        template class nested within a template class.)
8823                        This behavior is required for
8824                        maybe_process_partial_specialization to work
8825                        correctly, but is not accurate in this case;
8826                        the TAG is not an instantiation of anything.
8827                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
8828                        instantiation, but the TYPE is not.) */
8829                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
8830
8831                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
8832                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
8833                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
8834                      this for enums because it will already have been done in
8835                      tsubst_enum.  */
8836                   if (name)
8837                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
8838                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
8839                 }
8840             }
8841           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
8842                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
8843             {
8844               /* Build new TYPE_METHODS.  */
8845               tree r;
8846
8847               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8848                 ++processing_template_decl;
8849               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
8850               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8851                 --processing_template_decl;
8852               set_current_access_from_decl (r);
8853               finish_member_declaration (r);
8854               /* Instantiate members marked with attribute used.  */
8855               if (r != error_mark_node && DECL_PRESERVE_P (r))
8856                 mark_used (r);
8857             }
8858           else
8859             {
8860               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
8861               if (TREE_CODE (t) == STATIC_ASSERT)
8862                 {
8863                   tree condition = 
8864                     tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), args, 
8865                                  tf_warning_or_error, NULL_TREE,
8866                                  /*integral_constant_expression_p=*/true);
8867                   finish_static_assert (condition,
8868                                         STATIC_ASSERT_MESSAGE (t), 
8869                                         STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
8870                                         /*member_p=*/true);
8871                 }
8872               else if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
8873                 {
8874                   tree r;
8875
8876                   /* The file and line for this declaration, to
8877                      assist in error message reporting.  Since we
8878                      called push_tinst_level above, we don't need to
8879                      restore these.  */
8880                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
8881
8882                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8883                     ++processing_template_decl;
8884                   r = tsubst (t, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8885                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
8886                     --processing_template_decl;
8887                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
8888                     {
8889                       /* In [temp.inst]:
8890
8891                            [t]he initialization (and any associated
8892                            side-effects) of a static data member does
8893                            not occur unless the static data member is
8894                            itself used in a way that requires the
8895                            definition of the static data member to
8896                            exist.
8897
8898                          Therefore, we do not substitute into the
8899                          initialized for the static data member here.  */
8900                       finish_static_data_member_decl
8901                         (r,
8902                          /*init=*/NULL_TREE,
8903                          /*init_const_expr_p=*/false,
8904                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
8905                          /*flags=*/0);
8906                       /* Instantiate members marked with attribute used.  */
8907                       if (r != error_mark_node && DECL_PRESERVE_P (r))
8908                         mark_used (r);
8909                     }
8910                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
8911                     {
8912                       /* Determine whether R has a valid type and can be
8913                          completed later.  If R is invalid, then it is
8914                          replaced by error_mark_node so that it will not be
8915                          added to TYPE_FIELDS.  */
8916                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
8917                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
8918                         complete_type (rtype);
8919
8920                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
8921                         {
8922                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
8923                           r = error_mark_node;
8924                         }
8925                     }
8926
8927                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
8928                      such a thing will already have been added to the field
8929                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
8930                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
8931                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
8932                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
8933                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
8934                     {
8935                       set_current_access_from_decl (r);
8936                       finish_member_declaration (r);
8937                     }
8938                 }
8939             }
8940         }
8941       else
8942         {
8943           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
8944             {
8945               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
8946
8947               tree friend_type = t;
8948               bool adjust_processing_template_decl = false;
8949
8950               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
8951                 {
8952                   /* template <class T> friend class C;  */
8953                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
8954                   adjust_processing_template_decl = true;
8955                 }
8956               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
8957                 {
8958                   /* template <class T> friend class C::D;  */
8959                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
8960                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8961                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
8962                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
8963                   adjust_processing_template_decl = true;
8964                 }
8965               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE
8966                        || TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
8967                 {
8968                   /* This could be either
8969
8970                        friend class T::C;
8971
8972                      when dependent_type_p is false or
8973
8974                        template <class U> friend class T::C;
8975
8976                      otherwise.  */
8977                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
8978                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
8979                   /* Bump processing_template_decl for correct
8980                      dependent_type_p calculation.  */
8981                   ++processing_template_decl;
8982                   if (dependent_type_p (friend_type))
8983                     adjust_processing_template_decl = true;
8984                   --processing_template_decl;
8985                 }
8986               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
8987                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
8988                 {
8989                   /* friend class C;
8990
8991                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
8992                      from namespace scope directly, bypassing any name that
8993                      come from dependent base class.  */
8994                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
8995
8996                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
8997                      classes.  */
8998                   push_nested_namespace (ns);
8999                   friend_type =
9000                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
9001                                         /*tag_scope=*/ts_current);
9002                   pop_nested_namespace (ns);
9003                 }
9004               else if (uses_template_parms (friend_type))
9005                 /* friend class C<T>;  */
9006                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
9007                                       tf_warning_or_error, NULL_TREE);
9008               /* Otherwise it's
9009
9010                    friend class C;
9011
9012                  where C is already declared or
9013
9014                    friend class C<int>;
9015
9016                  We don't have to do anything in these cases.  */
9017
9018               if (adjust_processing_template_decl)
9019                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
9020                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
9021                    important that we use make_friend_class since it will
9022                    perform some error-checking and output cross-reference
9023                    information.  */
9024                 ++processing_template_decl;
9025
9026               if (friend_type != error_mark_node)
9027                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
9028
9029               if (adjust_processing_template_decl)
9030                 --processing_template_decl;
9031             }
9032           else
9033             {
9034               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
9035               tree r;
9036
9037               /* The file and line for this declaration, to
9038                  assist in error message reporting.  Since we
9039                  called push_tinst_level above, we don't need to
9040                  restore these.  */
9041               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
9042
9043               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
9044                 {
9045                   ++processing_template_decl;
9046                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
9047                 }
9048
9049               r = tsubst_friend_function (t, args);
9050               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
9051               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
9052                 {
9053                   pop_deferring_access_checks ();
9054                   --processing_template_decl;
9055                 }
9056             }
9057         }
9058     }
9059
9060   if (CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type))
9061     {
9062       tree lambda = CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type);
9063       if (LAMBDA_EXPR_DEDUCE_RETURN_TYPE_P (lambda))
9064         {
9065           apply_lambda_return_type (lambda, void_type_node);
9066           LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (lambda) = NULL_TREE;
9067         }
9068       instantiate_decl (lambda_function (type), false, false);
9069       maybe_add_lambda_conv_op (type);
9070     }
9071
9072   /* Set the file and line number information to whatever is given for
9073      the class itself.  This puts error messages involving generated
9074      implicit functions at a predictable point, and the same point
9075      that would be used for non-template classes.  */
9076   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
9077
9078   unreverse_member_declarations (type);
9079   finish_struct_1 (type);
9080   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
9081
9082   /* We don't instantiate default arguments for member functions.  14.7.1:
9083
9084      The implicit instantiation of a class template specialization causes
9085      the implicit instantiation of the declarations, but not of the
9086      definitions or default arguments, of the class member functions,
9087      member classes, static data members and member templates....  */
9088
9089   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
9090      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
9091      added to the template at parsing time. Let's get those and perform
9092      the access checks then.  */
9093   perform_typedefs_access_check (pattern, args);
9094   perform_deferred_access_checks ();
9095   pop_nested_class ();
9096   maximum_field_alignment = saved_maximum_field_alignment;
9097   pop_from_top_level ();
9098   pop_deferring_access_checks ();
9099   pop_tinst_level ();
9100
9101   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
9102      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
9103      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
9104      the keyed_classes list.  */
9105   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
9106     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
9107
9108   return type;
9109 }
9110
9111 /* Wrapper for instantiate_class_template_1.  */
9112
9113 tree
9114 instantiate_class_template (tree type)
9115 {
9116   tree ret;
9117   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
9118   ret = instantiate_class_template_1 (type);
9119   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
9120   return ret;
9121 }
9122
9123 static tree
9124 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
9125 {
9126   tree r;
9127
9128   if (!t)
9129     r = t;
9130   else if (TYPE_P (t))
9131     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
9132   else
9133     {
9134       if (!(complain & tf_warning))
9135         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
9136       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl,
9137                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
9138       if (!(complain & tf_warning))
9139         --c_inhibit_evaluation_warnings;
9140       /* Preserve the raw-reference nature of T.  */
9141       if (TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) == REFERENCE_TYPE
9142           && REFERENCE_REF_P (r))
9143         r = TREE_OPERAND (r, 0);
9144     }
9145   return r;
9146 }
9147
9148 /* Given a function parameter pack TMPL_PARM and some function parameters
9149    instantiated from it at *SPEC_P, return a NONTYPE_ARGUMENT_PACK of them
9150    and set *SPEC_P to point at the next point in the list.  */
9151
9152 static tree
9153 extract_fnparm_pack (tree tmpl_parm, tree *spec_p)
9154 {
9155   /* Collect all of the extra "packed" parameters into an
9156      argument pack.  */
9157   tree parmvec;
9158   tree parmtypevec;
9159   tree argpack = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
9160   tree argtypepack = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
9161   tree spec_parm = *spec_p;
9162   int i, len;
9163
9164   for (len = 0; spec_parm; ++len, spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm))
9165     if (tmpl_parm
9166         && !function_parameter_expanded_from_pack_p (spec_parm, tmpl_parm))
9167       break;
9168
9169   /* Fill in PARMVEC and PARMTYPEVEC with all of the parameters.  */
9170   parmvec = make_tree_vec (len);
9171   parmtypevec = make_tree_vec (len);
9172   spec_parm = *spec_p;
9173   for (i = 0; i < len; i++, spec_parm = DECL_CHAIN (spec_parm))
9174     {
9175       TREE_VEC_ELT (parmvec, i) = spec_parm;
9176       TREE_VEC_ELT (parmtypevec, i) = TREE_TYPE (spec_parm);
9177     }
9178
9179   /* Build the argument packs.  */
9180   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argpack, parmvec);
9181   SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (argtypepack, parmtypevec);
9182   TREE_TYPE (argpack) = argtypepack;
9183   *spec_p = spec_parm;
9184
9185   return argpack;
9186 }
9187
9188 /* Give a chain SPEC_PARM of PARM_DECLs, pack them into a
9189    NONTYPE_ARGUMENT_PACK.  */
9190
9191 static tree
9192 make_fnparm_pack (tree spec_parm)
9193 {
9194   return extract_fnparm_pack (NULL_TREE, &spec_parm);
9195 }
9196
9197 /* Substitute ARGS into T, which is an pack expansion
9198    (i.e. TYPE_PACK_EXPANSION or EXPR_PACK_EXPANSION). Returns a
9199    TREE_VEC with the substituted arguments, a PACK_EXPANSION_* node
9200    (if only a partial substitution could be performed) or
9201    ERROR_MARK_NODE if there was an error.  */
9202 tree
9203 tsubst_pack_expansion (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
9204                        tree in_decl)
9205 {
9206   tree pattern;
9207   tree pack, packs = NULL_TREE;
9208   bool unsubstituted_packs = false;
9209   int i, len = -1;
9210   tree result;
9211   htab_t saved_local_specializations = NULL;
9212
9213   gcc_assert (PACK_EXPANSION_P (t));
9214   pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (t);
9215
9216   /* Determine the argument packs that will instantiate the parameter
9217      packs used in the expansion expression. While we're at it,
9218      compute the number of arguments to be expanded and make sure it
9219      is consistent.  */
9220   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (t); pack; 
9221        pack = TREE_CHAIN (pack))
9222     {
9223       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
9224       tree arg_pack = NULL_TREE;
9225       tree orig_arg = NULL_TREE;
9226
9227       if (TREE_CODE (parm_pack) == BASES)
9228        {
9229          if (BASES_DIRECT (parm_pack))
9230            return calculate_direct_bases (tsubst_expr (BASES_TYPE (parm_pack),
9231                                                         args, complain, in_decl, false));
9232          else
9233            return calculate_bases (tsubst_expr (BASES_TYPE (parm_pack),
9234                                                  args, complain, in_decl, false));
9235        }
9236       if (TREE_CODE (parm_pack) == PARM_DECL)
9237         {
9238           if (!cp_unevaluated_operand)
9239             arg_pack = retrieve_local_specialization (parm_pack);
9240           else
9241             {
9242               /* We can't rely on local_specializations for a parameter
9243                  name used later in a function declaration (such as in a
9244                  late-specified return type).  Even if it exists, it might
9245                  have the wrong value for a recursive call.  Just make a
9246                  dummy decl, since it's only used for its type.  */
9247               arg_pack = tsubst_decl (parm_pack, args, complain);
9248               if (arg_pack && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (arg_pack))
9249                 /* Partial instantiation of the parm_pack, we can't build
9250                    up an argument pack yet.  */
9251                 arg_pack = NULL_TREE;
9252               else
9253                 arg_pack = make_fnparm_pack (arg_pack);
9254             }
9255         }
9256       else
9257         {
9258           int level, idx, levels;
9259           template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
9260
9261           levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9262           if (level <= levels)
9263             arg_pack = TMPL_ARG (args, level, idx);
9264         }
9265
9266       orig_arg = arg_pack;
9267       if (arg_pack && TREE_CODE (arg_pack) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
9268         arg_pack = ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg_pack);
9269       
9270       if (arg_pack && !ARGUMENT_PACK_P (arg_pack))
9271         /* This can only happen if we forget to expand an argument
9272            pack somewhere else. Just return an error, silently.  */
9273         {
9274           result = make_tree_vec (1);
9275           TREE_VEC_ELT (result, 0) = error_mark_node;
9276           return result;
9277         }
9278
9279       if (arg_from_parm_pack_p (arg_pack, parm_pack))
9280         /* The argument pack that the parameter maps to is just an
9281            expansion of the parameter itself, such as one would find
9282            in the implicit typedef of a class inside the class itself.
9283            Consider this parameter "unsubstituted", so that we will
9284            maintain the outer pack expansion.  */
9285         arg_pack = NULL_TREE;
9286           
9287       if (arg_pack)
9288         {
9289           int my_len = 
9290             TREE_VEC_LENGTH (ARGUMENT_PACK_ARGS (arg_pack));
9291
9292           /* Don't bother trying to do a partial substitution with
9293              incomplete packs; we'll try again after deduction.  */
9294           if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (arg_pack))
9295             return t;
9296
9297           if (len < 0)
9298             len = my_len;
9299           else if (len != my_len)
9300             {
9301               if (TREE_CODE (t) == TYPE_PACK_EXPANSION)
9302                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
9303                        "%<%T%>",
9304                        pattern);
9305               else
9306                 error ("mismatched argument pack lengths while expanding "
9307                        "%<%E%>",
9308                        pattern);
9309               return error_mark_node;
9310             }
9311
9312           /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
9313              argument packs.  */
9314           packs = tree_cons (parm_pack, arg_pack, packs);
9315           TREE_TYPE (packs) = orig_arg;
9316         }
9317       else
9318         {
9319           /* We can't substitute for this parameter pack.  */
9320           unsubstituted_packs = true;
9321           break;
9322         }
9323     }
9324
9325   /* We cannot expand this expansion expression, because we don't have
9326      all of the argument packs we need. Substitute into the pattern
9327      and return a PACK_EXPANSION_*. The caller will need to deal with
9328      that.  */
9329   if (unsubstituted_packs)
9330     {
9331       tree new_pat;
9332       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
9333         new_pat = tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
9334                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
9335       else
9336         new_pat = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
9337       return make_pack_expansion (new_pat);
9338     }
9339
9340   /* We could not find any argument packs that work.  */
9341   if (len < 0)
9342     return error_mark_node;
9343
9344   if (cp_unevaluated_operand)
9345     {
9346       /* We're in a late-specified return type, so create our own local
9347          specializations table; the current table is either NULL or (in the
9348          case of recursive unification) might have bindings that we don't
9349          want to use or alter.  */
9350       saved_local_specializations = local_specializations;
9351       local_specializations = htab_create (37,
9352                                            hash_local_specialization,
9353                                            eq_local_specializations,
9354                                            NULL);
9355     }
9356
9357   /* For each argument in each argument pack, substitute into the
9358      pattern.  */
9359   result = make_tree_vec (len);
9360   for (i = 0; i < len; ++i)
9361     {
9362       /* For parameter pack, change the substitution of the parameter
9363          pack to the ith argument in its argument pack, then expand
9364          the pattern.  */
9365       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
9366         {
9367           tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
9368           tree arg;
9369
9370           /* Select the Ith argument from the pack.  */
9371           if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
9372             {
9373               if (i == 0)
9374                 {
9375                   arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
9376                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
9377                   mark_used (parm);
9378                   register_local_specialization (arg, parm);
9379                 }
9380               else
9381                 arg = retrieve_local_specialization (parm);
9382             }
9383           else
9384             {
9385               int idx, level;
9386               template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
9387
9388               if (i == 0)
9389                 {
9390                   arg = make_node (ARGUMENT_PACK_SELECT);
9391                   ARGUMENT_PACK_SELECT_FROM_PACK (arg) = TREE_VALUE (pack);
9392                   /* Update the corresponding argument.  */
9393                   TMPL_ARG (args, level, idx) = arg;
9394                 }
9395               else
9396                 /* Re-use the ARGUMENT_PACK_SELECT.  */
9397                 arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
9398             }
9399           ARGUMENT_PACK_SELECT_INDEX (arg) = i;
9400         }
9401
9402       /* Substitute into the PATTERN with the altered arguments.  */
9403       if (TREE_CODE (t) == EXPR_PACK_EXPANSION)
9404         TREE_VEC_ELT (result, i) = 
9405           tsubst_expr (pattern, args, complain, in_decl,
9406                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
9407       else
9408         TREE_VEC_ELT (result, i) = tsubst (pattern, args, complain, in_decl);
9409
9410       if (TREE_VEC_ELT (result, i) == error_mark_node)
9411         {
9412           result = error_mark_node;
9413           break;
9414         }
9415     }
9416
9417   /* Update ARGS to restore the substitution from parameter packs to
9418      their argument packs.  */
9419   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
9420     {
9421       tree parm = TREE_PURPOSE (pack);
9422
9423       if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
9424         register_local_specialization (TREE_TYPE (pack), parm);
9425       else
9426         {
9427           int idx, level;
9428           template_parm_level_and_index (parm, &level, &idx);
9429           
9430           /* Update the corresponding argument.  */
9431           if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
9432             TREE_VEC_ELT (TREE_VEC_ELT (args, level -1 ), idx) =
9433               TREE_TYPE (pack);
9434           else
9435             TREE_VEC_ELT (args, idx) = TREE_TYPE (pack);
9436         }
9437     }
9438
9439   if (saved_local_specializations)
9440     {
9441       htab_delete (local_specializations);
9442       local_specializations = saved_local_specializations;
9443     }
9444   
9445   return result;
9446 }
9447
9448 /* Given PARM_DECL PARM, find the corresponding PARM_DECL in the template
9449    TMPL.  We do this using DECL_PARM_INDEX, which should work even with
9450    parameter packs; all parms generated from a function parameter pack will
9451    have the same DECL_PARM_INDEX.  */
9452
9453 tree
9454 get_pattern_parm (tree parm, tree tmpl)
9455 {
9456   tree pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
9457   tree patparm;
9458
9459   if (DECL_ARTIFICIAL (parm))
9460     {
9461       for (patparm = DECL_ARGUMENTS (pattern);
9462            patparm; patparm = DECL_CHAIN (patparm))
9463         if (DECL_ARTIFICIAL (patparm)
9464             && DECL_NAME (parm) == DECL_NAME (patparm))
9465           break;
9466     }
9467   else
9468     {
9469       patparm = FUNCTION_FIRST_USER_PARM (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
9470       patparm = chain_index (DECL_PARM_INDEX (parm)-1, patparm);
9471       gcc_assert (DECL_PARM_INDEX (patparm)
9472                   == DECL_PARM_INDEX (parm));
9473     }
9474
9475   return patparm;
9476 }
9477
9478 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
9479
9480 static tree
9481 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
9482 {
9483   tree orig_t = t;
9484   int len, need_new = 0, i, expanded_len_adjust = 0, out;
9485   tree *elts;
9486
9487   if (t == error_mark_node)
9488     return error_mark_node;
9489
9490   len = TREE_VEC_LENGTH (t);
9491   elts = XALLOCAVEC (tree, len);
9492
9493   for (i = 0; i < len; i++)
9494     {
9495       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
9496       tree new_arg;
9497
9498       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
9499         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
9500       else if (PACK_EXPANSION_P (orig_arg))
9501         {
9502           /* Substitute into an expansion expression.  */
9503           new_arg = tsubst_pack_expansion (orig_arg, args, complain, in_decl);
9504
9505           if (TREE_CODE (new_arg) == TREE_VEC)
9506             /* Add to the expanded length adjustment the number of
9507                expanded arguments. We subtract one from this
9508                measurement, because the argument pack expression
9509                itself is already counted as 1 in
9510                LEN. EXPANDED_LEN_ADJUST can actually be negative, if
9511                the argument pack is empty.  */
9512             expanded_len_adjust += TREE_VEC_LENGTH (new_arg) - 1;
9513         }
9514       else if (ARGUMENT_PACK_P (orig_arg))
9515         {
9516           /* Substitute into each of the arguments.  */
9517           new_arg = TYPE_P (orig_arg)
9518             ? cxx_make_type (TREE_CODE (orig_arg))
9519             : make_node (TREE_CODE (orig_arg));
9520           
9521           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (
9522             new_arg,
9523             tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (orig_arg),
9524                                   args, complain, in_decl));
9525
9526           if (ARGUMENT_PACK_ARGS (new_arg) == error_mark_node)
9527             new_arg = error_mark_node;
9528
9529           if (TREE_CODE (new_arg) == NONTYPE_ARGUMENT_PACK) {
9530             TREE_TYPE (new_arg) = tsubst (TREE_TYPE (orig_arg), args,
9531                                           complain, in_decl);
9532             TREE_CONSTANT (new_arg) = TREE_CONSTANT (orig_arg);
9533
9534             if (TREE_TYPE (new_arg) == error_mark_node)
9535               new_arg = error_mark_node;
9536           }
9537         }
9538       else
9539         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
9540
9541       if (new_arg == error_mark_node)
9542         return error_mark_node;
9543
9544       elts[i] = new_arg;
9545       if (new_arg != orig_arg)
9546         need_new = 1;
9547     }
9548
9549   if (!need_new)
9550     return t;
9551
9552   /* Make space for the expanded arguments coming from template
9553      argument packs.  */
9554   t = make_tree_vec (len + expanded_len_adjust);
9555   /* ORIG_T can contain TREE_VECs. That happens if ORIG_T contains the
9556      arguments for a member template.
9557      In that case each TREE_VEC in ORIG_T represents a level of template
9558      arguments, and ORIG_T won't carry any non defaulted argument count.
9559      It will rather be the nested TREE_VECs that will carry one.
9560      In other words, ORIG_T carries a non defaulted argument count only
9561      if it doesn't contain any nested TREE_VEC.  */
9562   if (NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t))
9563     {
9564       int count = GET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (orig_t);
9565       count += expanded_len_adjust;
9566       SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (t, count);
9567     }
9568   for (i = 0, out = 0; i < len; i++)
9569     {
9570       if ((PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i))
9571            || ARGUMENT_PACK_P (TREE_VEC_ELT (orig_t, i)))
9572           && TREE_CODE (elts[i]) == TREE_VEC)
9573         {
9574           int idx;
9575
9576           /* Now expand the template argument pack "in place".  */
9577           for (idx = 0; idx < TREE_VEC_LENGTH (elts[i]); idx++, out++)
9578             TREE_VEC_ELT (t, out) = TREE_VEC_ELT (elts[i], idx);
9579         }
9580       else
9581         {
9582           TREE_VEC_ELT (t, out) = elts[i];
9583           out++;
9584         }
9585     }
9586
9587   return t;
9588 }
9589
9590 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
9591    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
9592    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
9593    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
9594    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
9595    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
9596
9597 static tree
9598 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
9599 {
9600   tree r = NULL_TREE;
9601   tree* new_parms;
9602
9603   /* When substituting into a template, we must set
9604      PROCESSING_TEMPLATE_DECL as the template parameters may be
9605      dependent if they are based on one-another, and the dependency
9606      predicates are short-circuit outside of templates.  */
9607   ++processing_template_decl;
9608
9609   for (new_parms = &r;
9610        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
9611        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
9612          parms = TREE_CHAIN (parms))
9613     {
9614       tree new_vec =
9615         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
9616       int i;
9617
9618       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
9619         {
9620           tree tuple;
9621
9622           if (parms == error_mark_node)
9623             continue;
9624
9625           tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
9626
9627           if (tuple == error_mark_node)
9628             continue;
9629
9630           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) =
9631             tsubst_template_parm (tuple, args, complain);
9632         }
9633
9634       *new_parms =
9635         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
9636                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
9637                    new_vec, NULL_TREE);
9638     }
9639
9640   --processing_template_decl;
9641
9642   return r;
9643 }
9644
9645 /* Return the result of substituting ARGS into one template parameter
9646    given by T. T Must be a TREE_LIST which TREE_VALUE is the template
9647    parameter and which TREE_PURPOSE is the default argument of the
9648    template parameter.  */
9649
9650 static tree
9651 tsubst_template_parm (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
9652 {
9653   tree default_value, parm_decl;
9654
9655   if (args == NULL_TREE
9656       || t == NULL_TREE
9657       || t == error_mark_node)
9658     return t;
9659
9660   gcc_assert (TREE_CODE (t) == TREE_LIST);
9661
9662   default_value = TREE_PURPOSE (t);
9663   parm_decl = TREE_VALUE (t);
9664
9665   parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
9666   if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
9667       && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
9668     parm_decl = error_mark_node;
9669   default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
9670                                        complain, NULL_TREE);
9671
9672   return build_tree_list (default_value, parm_decl);
9673 }
9674
9675 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
9676    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
9677    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
9678    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
9679    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
9680
9681 static tree
9682 tsubst_aggr_type (tree t,
9683                   tree args,
9684                   tsubst_flags_t complain,
9685                   tree in_decl,
9686                   int entering_scope)
9687 {
9688   if (t == NULL_TREE)
9689     return NULL_TREE;
9690
9691   switch (TREE_CODE (t))
9692     {
9693     case RECORD_TYPE:
9694       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
9695         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9696
9697       /* Else fall through.  */
9698     case ENUMERAL_TYPE:
9699     case UNION_TYPE:
9700       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t) && uses_template_parms (t))
9701         {
9702           tree argvec;
9703           tree context;
9704           tree r;
9705           int saved_unevaluated_operand;
9706           int saved_inhibit_evaluation_warnings;
9707
9708           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
9709           saved_unevaluated_operand = cp_unevaluated_operand;
9710           cp_unevaluated_operand = 0;
9711           saved_inhibit_evaluation_warnings = c_inhibit_evaluation_warnings;
9712           c_inhibit_evaluation_warnings = 0;
9713
9714           /* First, determine the context for the type we are looking
9715              up.  */
9716           context = TYPE_CONTEXT (t);
9717           if (context && TYPE_P (context))
9718             {
9719               context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
9720                                           in_decl, /*entering_scope=*/1);
9721               /* If context is a nested class inside a class template,
9722                  it may still need to be instantiated (c++/33959).  */
9723               context = complete_type (context);
9724             }
9725
9726           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
9727              type we are trying to find.  For example, given:
9728
9729                template <class T> struct S;
9730                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
9731
9732              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
9733              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
9734              S we only want {double}.  */
9735           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
9736                                          complain, in_decl);
9737           if (argvec == error_mark_node)
9738             r = error_mark_node;
9739           else
9740             {
9741               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
9742                                          entering_scope, complain);
9743               r = cp_build_qualified_type_real (r, cp_type_quals (t), complain);
9744             }
9745
9746           cp_unevaluated_operand = saved_unevaluated_operand;
9747           c_inhibit_evaluation_warnings = saved_inhibit_evaluation_warnings;
9748
9749           return r;
9750         }
9751       else
9752         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
9753         return t;
9754
9755     default:
9756       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
9757     }
9758 }
9759
9760 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
9761    FN), which has the indicated TYPE.  */
9762
9763 tree
9764 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
9765 {
9766   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
9767   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
9768
9769   /* This can happen in invalid code.  */
9770   if (TREE_CODE (arg) == DEFAULT_ARG)
9771     return arg;
9772
9773   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
9774      default argument here, not in tsubst.  In the case of
9775      something like:
9776
9777        template <class T>
9778        struct S {
9779          static T t();
9780          void f(T = t());
9781        };
9782
9783      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
9784      rather than in the current class.  */
9785   push_access_scope (fn);
9786   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
9787   if (cfun)
9788     {
9789       saved_class_ptr = current_class_ptr;
9790       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
9791       saved_class_ref = current_class_ref;
9792       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
9793     }
9794
9795   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
9796   /* The default argument expression may cause implicitly defined
9797      member functions to be synthesized, which will result in garbage
9798      collection.  We must treat this situation as if we were within
9799      the body of function so as to avoid collecting live data on the
9800      stack.  */
9801   ++function_depth;
9802   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
9803                      tf_warning_or_error, NULL_TREE,
9804                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
9805   --function_depth;
9806   pop_deferring_access_checks();
9807
9808   /* Restore the "this" pointer.  */
9809   if (cfun)
9810     {
9811       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
9812       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
9813     }
9814
9815   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
9816   arg = check_default_argument (type, arg);
9817
9818   pop_access_scope (fn);
9819
9820   return arg;
9821 }
9822
9823 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
9824
9825 static void
9826 tsubst_default_arguments (tree fn)
9827 {
9828   tree arg;
9829   tree tmpl_args;
9830
9831   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
9832
9833   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
9834      its default arguments.  */
9835   if (uses_template_parms (tmpl_args))
9836     return;
9837   /* Don't do this again for clones.  */
9838   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (fn))
9839     return;
9840
9841   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
9842        arg;
9843        arg = TREE_CHAIN (arg))
9844     if (TREE_PURPOSE (arg))
9845       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
9846                                                     TREE_VALUE (arg),
9847                                                     TREE_PURPOSE (arg));
9848 }
9849
9850 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
9851    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
9852    control of COMPLAIN.  */
9853
9854 static tree
9855 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
9856 {
9857 #define RETURN(EXP) do { r = (EXP); goto out; } while(0)
9858   location_t saved_loc;
9859   tree r = NULL_TREE;
9860   tree in_decl = t;
9861   hashval_t hash = 0;
9862
9863   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
9864   saved_loc = input_location;
9865   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
9866
9867   switch (TREE_CODE (t))
9868     {
9869     case TEMPLATE_DECL:
9870       {
9871         /* We can get here when processing a member function template,
9872            member class template, or template template parameter.  */
9873         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
9874         tree spec;
9875         tree tmpl_args;
9876         tree full_args;
9877
9878         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
9879           {
9880             /* Template template parameter is treated here.  */
9881             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9882             if (new_type == error_mark_node)
9883               RETURN (error_mark_node);
9884
9885             r = copy_decl (t);
9886             DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9887             TREE_TYPE (r) = new_type;
9888             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
9889               = build_decl (DECL_SOURCE_LOCATION (decl),
9890                             TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
9891             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
9892               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
9893                                        complain);
9894             TYPE_NAME (new_type) = r;
9895             break;
9896           }
9897
9898         /* We might already have an instance of this template.
9899            The ARGS are for the surrounding class type, so the
9900            full args contain the tsubst'd args for the context,
9901            plus the innermost args from the template decl.  */
9902         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
9903           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
9904           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
9905         /* Because this is a template, the arguments will still be
9906            dependent, even after substitution.  If
9907            PROCESSING_TEMPLATE_DECL is not set, the dependency
9908            predicates will short-circuit.  */
9909         ++processing_template_decl;
9910         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
9911                                           complain, in_decl);
9912         --processing_template_decl;
9913         if (full_args == error_mark_node)
9914           RETURN (error_mark_node);
9915
9916         /* If this is a default template template argument,
9917            tsubst might not have changed anything.  */
9918         if (full_args == tmpl_args)
9919           RETURN (t);
9920
9921         hash = hash_tmpl_and_args (t, full_args);
9922         spec = retrieve_specialization (t, full_args, hash);
9923         if (spec != NULL_TREE)
9924           {
9925             r = spec;
9926             break;
9927           }
9928
9929         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
9930            original, but will record the current template arguments.
9931            We also create a new function declaration, which is just
9932            like the old one, but points to this new template, rather
9933            than the old one.  */
9934         r = copy_decl (t);
9935         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
9936         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
9937
9938         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
9939
9940         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
9941             && !TYPE_DECL_ALIAS_P (decl))
9942           {
9943             tree new_type;
9944             ++processing_template_decl;
9945             new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9946             --processing_template_decl;
9947             if (new_type == error_mark_node)
9948               RETURN (error_mark_node);
9949
9950             TREE_TYPE (r) = new_type;
9951             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
9952             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
9953             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
9954             DECL_CONTEXT (r) = TYPE_CONTEXT (new_type);
9955           }
9956         else
9957           {
9958             tree new_decl;
9959             ++processing_template_decl;
9960             new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
9961             --processing_template_decl;
9962             if (new_decl == error_mark_node)
9963               RETURN (error_mark_node);
9964
9965             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
9966             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
9967             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
9968             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
9969             DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (new_decl);
9970           }
9971
9972         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
9973         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
9974         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
9975
9976         /* The template parameters for this new template are all the
9977            template parameters for the old template, except the
9978            outermost level of parameters.  */
9979         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
9980           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
9981                                    complain);
9982
9983         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
9984           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
9985
9986         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
9987           /* Record this non-type partial instantiation.  */
9988           register_specialization (r, t,
9989                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
9990                                    false, hash);
9991       }
9992       break;
9993
9994     case FUNCTION_DECL:
9995       {
9996         tree ctx;
9997         tree argvec = NULL_TREE;
9998         tree *friends;
9999         tree gen_tmpl;
10000         tree type;
10001         int member;
10002         int args_depth;
10003         int parms_depth;
10004
10005         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
10006         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
10007
10008         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
10009           {
10010             tree spec;
10011             bool dependent_p;
10012
10013             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
10014                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
10015                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
10016                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
10017             ++processing_template_decl;
10018             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
10019             --processing_template_decl;
10020             if (!dependent_p)
10021               RETURN (t);
10022
10023             /* Calculate the most general template of which R is a
10024                specialization, and the complete set of arguments used to
10025                specialize R.  */
10026             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
10027             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
10028                                           (DECL_TEMPLATE_RESULT
10029                                                  (DECL_TI_TEMPLATE (t))),
10030                                            args, complain, in_decl);
10031             if (argvec == error_mark_node)
10032               RETURN (error_mark_node);
10033
10034             /* Check to see if we already have this specialization.  */
10035             hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
10036             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
10037
10038             if (spec)
10039               {
10040                 r = spec;
10041                 break;
10042               }
10043
10044             /* We can see more levels of arguments than parameters if
10045                there was a specialization of a member template, like
10046                this:
10047
10048                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
10049                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
10050
10051                Here, we'll be substituting into the specialization,
10052                because that's where we can find the code we actually
10053                want to generate, but we'll have enough arguments for
10054                the most general template.
10055
10056                We also deal with the peculiar case:
10057
10058                  template <class T> struct S {
10059                    template <class U> friend void f();
10060                  };
10061                  template <class U> void f() {}
10062                  template S<int>;
10063                  template void f<double>();
10064
10065                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
10066                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
10067                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
10068                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
10069                situations like:
10070
10071                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
10072                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
10073
10074                which we can spot because the pattern will be a
10075                specialization in this case.  */
10076             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
10077             parms_depth =
10078               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
10079             if (args_depth > parms_depth
10080                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
10081               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
10082           }
10083         else
10084           {
10085             /* This special case arises when we have something like this:
10086
10087                  template <class T> struct S {
10088                    friend void f<int>(int, double);
10089                  };
10090
10091                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
10092                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
10093                tsubst_friend_function, and we want only to create a
10094                new decl (R) with appropriate types so that we can call
10095                determine_specialization.  */
10096             gen_tmpl = NULL_TREE;
10097           }
10098
10099         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
10100           {
10101             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
10102               member = 2;
10103             else
10104               member = 1;
10105             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
10106                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
10107           }
10108         else
10109           {
10110             member = 0;
10111             ctx = DECL_CONTEXT (t);
10112           }
10113         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10114         if (type == error_mark_node)
10115           RETURN (error_mark_node);
10116
10117         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
10118            point, as they may not represent instantiations of this
10119            template, and in any case are considered separate under the
10120            discrete model.  */
10121         r = copy_decl (t);
10122         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
10123         TREE_TYPE (r) = type;
10124         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
10125         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
10126         SET_DECL_RTL (r, NULL);
10127         /* Leave DECL_INITIAL set on deleted instantiations.  */
10128         if (!DECL_DELETED_FN (r))
10129           DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
10130         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
10131
10132         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
10133           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
10134              case it's the name of one of the template's parameters.  */
10135           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
10136
10137         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
10138                                      complain, t);
10139         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
10140
10141         TREE_STATIC (r) = 0;
10142         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
10143         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
10144         /* If this is an instantiation of a function with internal
10145            linkage, we already know what object file linkage will be
10146            assigned to the instantiation.  */
10147         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
10148         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
10149         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10150         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
10151         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
10152         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
10153         DECL_STRUCT_FUNCTION (r) = NULL;
10154         TREE_USED (r) = 0;
10155         /* We'll re-clone as appropriate in instantiate_template.  */
10156         DECL_CLONED_FUNCTION (r) = NULL_TREE;
10157
10158         /* If we aren't complaining now, return on error before we register
10159            the specialization so that we'll complain eventually.  */
10160         if ((complain & tf_error) == 0
10161             && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
10162             && !grok_op_properties (r, /*complain=*/false))
10163           RETURN (error_mark_node);
10164
10165         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
10166            this in the special friend case mentioned above where
10167            GEN_TMPL is NULL.  */
10168         if (gen_tmpl)
10169           {
10170             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
10171               = build_template_info (gen_tmpl, argvec);
10172             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
10173             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
10174
10175             /* We're not supposed to instantiate default arguments
10176                until they are called, for a template.  But, for a
10177                declaration like:
10178
10179                  template <class T> void f ()
10180                  { extern void g(int i = T()); }
10181
10182                we should do the substitution when the template is
10183                instantiated.  We handle the member function case in
10184                instantiate_class_template since the default arguments
10185                might refer to other members of the class.  */
10186             if (!member
10187                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
10188                 && !uses_template_parms (argvec))
10189               tsubst_default_arguments (r);
10190           }
10191         else
10192           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
10193
10194         /* Copy the list of befriending classes.  */
10195         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
10196              *friends;
10197              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
10198           {
10199             *friends = copy_node (*friends);
10200             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
10201                                             args, complain,
10202                                             in_decl);
10203           }
10204
10205         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
10206           {
10207             maybe_retrofit_in_chrg (r);
10208             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
10209               grok_ctor_properties (ctx, r);
10210             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
10211                If it isn't, that'll be handled by
10212                clone_constructors_and_destructors.  */
10213             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
10214               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
10215           }
10216         else if ((complain & tf_error) != 0
10217                  && IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
10218                  && !grok_op_properties (r, /*complain=*/true))
10219           RETURN (error_mark_node);
10220
10221         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
10222           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
10223                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
10224                                             args, complain, in_decl));
10225
10226         /* Possibly limit visibility based on template args.  */
10227         DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
10228         if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
10229           {
10230             DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
10231             DECL_ATTRIBUTES (r)
10232               = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
10233           }
10234         determine_visibility (r);
10235         if (DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (r)
10236             && !processing_template_decl)
10237           defaulted_late_check (r);
10238
10239         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10240                                         args, complain, in_decl);
10241       }
10242       break;
10243
10244     case PARM_DECL:
10245       {
10246         tree type = NULL_TREE;
10247         int i, len = 1;
10248         tree expanded_types = NULL_TREE;
10249         tree prev_r = NULL_TREE;
10250         tree first_r = NULL_TREE;
10251
10252         if (FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (t))
10253           {
10254             /* If there is a local specialization that isn't a
10255                parameter pack, it means that we're doing a "simple"
10256                substitution from inside tsubst_pack_expansion. Just
10257                return the local specialization (which will be a single
10258                parm).  */
10259             tree spec = retrieve_local_specialization (t);
10260             if (spec 
10261                 && TREE_CODE (spec) == PARM_DECL
10262                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (spec)) != TYPE_PACK_EXPANSION)
10263               RETURN (spec);
10264
10265             /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
10266                the parameters in this function parameter pack.  */
10267             expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (t), args,
10268                                                     complain, in_decl);
10269             if (TREE_CODE (expanded_types) == TREE_VEC)
10270               {
10271                 len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
10272
10273                 /* Zero-length parameter packs are boring. Just substitute
10274                    into the chain.  */
10275                 if (len == 0)
10276                   RETURN (tsubst (TREE_CHAIN (t), args, complain,
10277                                   TREE_CHAIN (t)));
10278               }
10279             else
10280               {
10281                 /* All we did was update the type. Make a note of that.  */
10282                 type = expanded_types;
10283                 expanded_types = NULL_TREE;
10284               }
10285           }
10286
10287         /* Loop through all of the parameter's we'll build. When T is
10288            a function parameter pack, LEN is the number of expanded
10289            types in EXPANDED_TYPES; otherwise, LEN is 1.  */
10290         r = NULL_TREE;
10291         for (i = 0; i < len; ++i)
10292           {
10293             prev_r = r;
10294             r = copy_node (t);
10295             if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
10296               SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
10297
10298             if (expanded_types)
10299               /* We're on the Ith parameter of the function parameter
10300                  pack.  */
10301               {
10302                 /* An argument of a function parameter pack is not a parameter
10303                    pack.  */
10304                 FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (r) = false;
10305
10306                 /* Get the Ith type.  */
10307                 type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
10308
10309                 if (DECL_NAME (r))
10310                   /* Rename the parameter to include the index.  */
10311                   DECL_NAME (r) =
10312                     make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (r), i);
10313               }
10314             else if (!type)
10315               /* We're dealing with a normal parameter.  */
10316               type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10317
10318             type = type_decays_to (type);
10319             TREE_TYPE (r) = type;
10320             cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10321
10322             if (DECL_INITIAL (r))
10323               {
10324                 if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
10325                   DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
10326                 else
10327                   DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
10328                                              complain, in_decl);
10329               }
10330
10331             DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
10332
10333             if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
10334               DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
10335
10336             apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10337                                             args, complain, in_decl);
10338
10339             /* Keep track of the first new parameter we
10340                generate. That's what will be returned to the
10341                caller.  */
10342             if (!first_r)
10343               first_r = r;
10344
10345             /* Build a proper chain of parameters when substituting
10346                into a function parameter pack.  */
10347             if (prev_r)
10348               DECL_CHAIN (prev_r) = r;
10349           }
10350
10351         if (DECL_CHAIN (t))
10352           DECL_CHAIN (r) = tsubst (DECL_CHAIN (t), args,
10353                                    complain, DECL_CHAIN (t));
10354
10355         /* FIRST_R contains the start of the chain we've built.  */
10356         r = first_r;
10357       }
10358       break;
10359
10360     case FIELD_DECL:
10361       {
10362         tree type;
10363
10364         r = copy_decl (t);
10365         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10366         if (type == error_mark_node)
10367           RETURN (error_mark_node);
10368         TREE_TYPE (r) = type;
10369         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10370
10371         if (DECL_C_BIT_FIELD (r))
10372           /* For bit-fields, DECL_INITIAL gives the number of bits.  For
10373              non-bit-fields DECL_INITIAL is a non-static data member
10374              initializer, which gets deferred instantiation.  */
10375           DECL_INITIAL (r)
10376             = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
10377                            complain, in_decl,
10378                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
10379         else if (DECL_INITIAL (t))
10380           {
10381             /* Set up DECL_TEMPLATE_INFO so that we can get at the
10382                NSDMI in perform_member_init.  Still set DECL_INITIAL
10383                so that we know there is one.  */
10384             DECL_INITIAL (r) = void_zero_node;
10385             gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) == NULL);
10386             retrofit_lang_decl (r);
10387             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (t, args);
10388           }
10389         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
10390            finish_member_declaration.  */
10391         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10392         if (VOID_TYPE_P (type))
10393           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
10394
10395         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r), 0,
10396                                         args, complain, in_decl);
10397       }
10398       break;
10399
10400     case USING_DECL:
10401       /* We reach here only for member using decls.  */
10402       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
10403         {
10404           r = do_class_using_decl
10405             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
10406              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
10407           if (!r)
10408             r = error_mark_node;
10409           else
10410             {
10411               TREE_PROTECTED (r) = TREE_PROTECTED (t);
10412               TREE_PRIVATE (r) = TREE_PRIVATE (t);
10413             }
10414         }
10415       else
10416         {
10417           r = copy_node (t);
10418           DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10419         }
10420       break;
10421
10422     case TYPE_DECL:
10423     case VAR_DECL:
10424       {
10425         tree argvec = NULL_TREE;
10426         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
10427         tree spec;
10428         tree tmpl = NULL_TREE;
10429         tree ctx;
10430         tree type = NULL_TREE;
10431         bool local_p;
10432
10433         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
10434             && t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
10435           {
10436             /* If this is the canonical decl, we don't have to
10437                mess with instantiations, and often we can't (for
10438                typename, template type parms and such).  Note that
10439                TYPE_NAME is not correct for the above test if
10440                we've copied the type for a typedef.  */
10441             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10442             if (type == error_mark_node)
10443               RETURN (error_mark_node);
10444             r = TYPE_NAME (type);
10445             break;
10446           }
10447
10448         /* Check to see if we already have the specialization we
10449            need.  */
10450         spec = NULL_TREE;
10451         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t) || DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
10452           {
10453             /* T is a static data member or namespace-scope entity.
10454                We have to substitute into namespace-scope variables
10455                (even though such entities are never templates) because
10456                of cases like:
10457                
10458                  template <class T> void f() { extern T t; }
10459
10460                where the entity referenced is not known until
10461                instantiation time.  */
10462             local_p = false;
10463             ctx = DECL_CONTEXT (t);
10464             if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
10465               {
10466                 ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
10467                                         complain,
10468                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
10469                 /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
10470                    specialization we want.  That situation occurs when
10471                    referencing a static data member within in its own
10472                    class.  We can use pointer equality, rather than
10473                    same_type_p, because DECL_CONTEXT is always
10474                    canonical...  */
10475                 if (ctx == DECL_CONTEXT (t)
10476                     && (TREE_CODE (t) != TYPE_DECL
10477                         /* ... unless T is a member template; in which
10478                            case our caller can be willing to create a
10479                            specialization of that template represented
10480                            by T.  */
10481                         || !(DECL_TI_TEMPLATE (t)
10482                              && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (t)))))
10483                   spec = t;
10484               }
10485
10486             if (!spec)
10487               {
10488                 tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
10489                 gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
10490                 argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
10491                 hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
10492                 spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
10493               }
10494           }
10495         else
10496           {
10497             /* A local variable.  */
10498             local_p = true;
10499             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
10500             ctx = NULL_TREE;
10501             spec = retrieve_local_specialization (t);
10502           }
10503         /* If we already have the specialization we need, there is
10504            nothing more to do.  */ 
10505         if (spec)
10506           {
10507             r = spec;
10508             break;
10509           }
10510
10511         /* Create a new node for the specialization we need.  */
10512         r = copy_decl (t);
10513         if (type == NULL_TREE)
10514           {
10515             if (is_typedef_decl (t))
10516               type = DECL_ORIGINAL_TYPE (t);
10517             else
10518               type = TREE_TYPE (t);
10519             if (TREE_CODE (t) == VAR_DECL && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (t))
10520               type = strip_array_domain (type);
10521             type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
10522           }
10523         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
10524           {
10525             /* Even if the original location is out of scope, the
10526                newly substituted one is not.  */
10527             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
10528             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
10529             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
10530             if (type == error_mark_node)
10531               RETURN (error_mark_node);
10532             if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
10533               {
10534                 /* It may seem that this case cannot occur, since:
10535
10536                      typedef void f();
10537                      void g() { f x; }
10538
10539                    declares a function, not a variable.  However:
10540       
10541                      typedef void f();
10542                      template <typename T> void g() { T t; }
10543                      template void g<f>();
10544
10545                    is an attempt to declare a variable with function
10546                    type.  */
10547                 error ("variable %qD has function type",
10548                        /* R is not yet sufficiently initialized, so we
10549                           just use its name.  */
10550                        DECL_NAME (r));
10551                 RETURN (error_mark_node);
10552               }
10553             type = complete_type (type);
10554             /* Wait until cp_finish_decl to set this again, to handle
10555                circular dependency (template/instantiate6.C). */
10556             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r) = 0;
10557             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
10558
10559             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
10560               {
10561                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
10562                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl,
10563                                   /*constant_expression_p=*/false);
10564                 if (REFERENCE_REF_P (ve))
10565                   {
10566                     gcc_assert (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE);
10567                     ve = TREE_OPERAND (ve, 0);
10568                   }
10569                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
10570               }
10571           }
10572         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
10573           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
10574         TREE_TYPE (r) = type;
10575         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
10576         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
10577         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
10578         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
10579         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
10580           SET_DECL_RTL (r, NULL);
10581         /* The initializer must not be expanded until it is required;
10582            see [temp.inst].  */
10583         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
10584         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
10585           SET_DECL_RTL (r, NULL);
10586         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
10587         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
10588           {
10589             /* Possibly limit visibility based on template args.  */
10590             DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
10591             if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
10592               {
10593                 DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
10594                 DECL_ATTRIBUTES (r)
10595                   = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
10596               }
10597             determine_visibility (r);
10598           }
10599
10600         if (!local_p)
10601           {
10602             /* A static data member declaration is always marked
10603                external when it is declared in-class, even if an
10604                initializer is present.  We mimic the non-template
10605                processing here.  */
10606             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
10607
10608             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false, hash);
10609             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_template_info (tmpl, argvec);
10610             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
10611           }
10612         else if (cp_unevaluated_operand)
10613           {
10614             /* We're substituting this var in a decltype outside of its
10615                scope, such as for a lambda return type.  Don't add it to
10616                local_specializations, do perform auto deduction.  */
10617             tree auto_node = type_uses_auto (type);
10618             if (auto_node)
10619               {
10620                 tree init
10621                   = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl,
10622                                  /*constant_expression_p=*/false);
10623                 init = resolve_nondeduced_context (init);
10624                 TREE_TYPE (r) = type
10625                   = do_auto_deduction (type, init, auto_node);
10626               }
10627           }
10628         else
10629           register_local_specialization (r, t);
10630
10631         DECL_CHAIN (r) = NULL_TREE;
10632
10633         apply_late_template_attributes (&r, DECL_ATTRIBUTES (r),
10634                                         /*flags=*/0,
10635                                         args, complain, in_decl);
10636
10637         /* Preserve a typedef that names a type.  */
10638         if (is_typedef_decl (r))
10639           {
10640             DECL_ORIGINAL_TYPE (r) = NULL_TREE;
10641             set_underlying_type (r);
10642           }
10643
10644         layout_decl (r, 0);
10645       }
10646       break;
10647
10648     default:
10649       gcc_unreachable ();
10650     }
10651 #undef RETURN
10652
10653  out:
10654   /* Restore the file and line information.  */
10655   input_location = saved_loc;
10656
10657   return r;
10658 }
10659
10660 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
10661
10662 static tree
10663 tsubst_arg_types (tree arg_types,
10664                   tree args,
10665                   tsubst_flags_t complain,
10666                   tree in_decl)
10667 {
10668   tree remaining_arg_types;
10669   tree type = NULL_TREE;
10670   int i = 1;
10671   tree expanded_args = NULL_TREE;
10672   tree default_arg;
10673
10674   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
10675     return arg_types;
10676
10677   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
10678                                           args, complain, in_decl);
10679   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
10680     return error_mark_node;
10681
10682   if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (arg_types)))
10683     {
10684       /* For a pack expansion, perform substitution on the
10685          entire expression. Later on, we'll handle the arguments
10686          one-by-one.  */
10687       expanded_args = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (arg_types),
10688                                             args, complain, in_decl);
10689
10690       if (TREE_CODE (expanded_args) == TREE_VEC)
10691         /* So that we'll spin through the parameters, one by one.  */
10692         i = TREE_VEC_LENGTH (expanded_args);
10693       else
10694         {
10695           /* We only partially substituted into the parameter
10696              pack. Our type is TYPE_PACK_EXPANSION.  */
10697           type = expanded_args;
10698           expanded_args = NULL_TREE;
10699         }
10700     }
10701
10702   while (i > 0) {
10703     --i;
10704     
10705     if (expanded_args)
10706       type = TREE_VEC_ELT (expanded_args, i);
10707     else if (!type)
10708       type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
10709
10710     if (type == error_mark_node)
10711       return error_mark_node;
10712     if (VOID_TYPE_P (type))
10713       {
10714         if (complain & tf_error)
10715           {
10716             error ("invalid parameter type %qT", type);
10717             if (in_decl)
10718               error ("in declaration %q+D", in_decl);
10719           }
10720         return error_mark_node;
10721     }
10722     
10723     /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
10724        top-level qualifiers as required.  */
10725     type = cv_unqualified (type_decays_to (type));
10726
10727     /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
10728        mandates that they be instantiated only when needed, which is
10729        done in build_over_call.  */
10730     default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
10731
10732     if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
10733       {
10734         /* We've instantiated a template before its default arguments
10735            have been parsed.  This can happen for a nested template
10736            class, and is not an error unless we require the default
10737            argument in a call of this function.  */
10738         remaining_arg_types = 
10739           tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
10740         VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), 
10741                        remaining_arg_types);
10742       }
10743     else
10744       remaining_arg_types = 
10745         hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
10746   }
10747         
10748   return remaining_arg_types;
10749 }
10750
10751 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
10752    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
10753    initial substitution of explicitly provided template parameters
10754    during argument deduction forbids substitution into the
10755    exception-specification:
10756
10757      [temp.deduct]
10758
10759      All references in the function type of the function template to  the
10760      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
10761      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
10762      in  the function type of the function template results in an invalid
10763      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
10764      exception specifications is done only when the function is instanti-
10765      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
10766      results in an invalid type.]  */
10767
10768 static tree
10769 tsubst_function_type (tree t,
10770                       tree args,
10771                       tsubst_flags_t complain,
10772                       tree in_decl)
10773 {
10774   tree return_type;
10775   tree arg_types;
10776   tree fntype;
10777
10778   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
10779   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
10780
10781   /* Substitute the return type.  */
10782   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
10783   if (return_type == error_mark_node)
10784     return error_mark_node;
10785   /* The standard does not presently indicate that creation of a
10786      function type with an invalid return type is a deduction failure.
10787      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
10788      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
10789   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
10790       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
10791     {
10792       if (complain & tf_error)
10793         {
10794           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
10795             error ("function returning an array");
10796           else
10797             error ("function returning a function");
10798         }
10799       return error_mark_node;
10800     }
10801
10802   /* Substitute the argument types.  */
10803   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
10804                                 complain, in_decl);
10805   if (arg_types == error_mark_node)
10806     return error_mark_node;
10807
10808   /* Construct a new type node and return it.  */
10809   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
10810     {
10811       fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
10812       fntype = apply_memfn_quals (fntype, type_memfn_quals (t));
10813     }
10814   else
10815     {
10816       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
10817       if (! MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
10818         {
10819           /* [temp.deduct]
10820
10821              Type deduction may fail for any of the following
10822              reasons:
10823
10824              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
10825              is not a class type.  */
10826           if (complain & tf_error)
10827             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
10828                       r);
10829           return error_mark_node;
10830         }
10831
10832       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
10833                                            TREE_CHAIN (arg_types));
10834     }
10835   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
10836
10837   return fntype;
10838 }
10839
10840 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
10841    ARGS into that specification, and return the substituted
10842    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
10843
10844 static tree
10845 tsubst_exception_specification (tree fntype,
10846                                 tree args,
10847                                 tsubst_flags_t complain,
10848                                 tree in_decl,
10849                                 bool defer_ok)
10850 {
10851   tree specs;
10852   tree new_specs;
10853
10854   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
10855   new_specs = NULL_TREE;
10856   if (specs && TREE_PURPOSE (specs))
10857     {
10858       /* A noexcept-specifier.  */
10859       tree expr = TREE_PURPOSE (specs);
10860       if (expr == boolean_true_node || expr == boolean_false_node)
10861         new_specs = expr;
10862       else if (defer_ok)
10863         {
10864           /* Defer instantiation of noexcept-specifiers to avoid
10865              excessive instantiations (c++/49107).  */
10866           new_specs = make_node (DEFERRED_NOEXCEPT);
10867           if (DEFERRED_NOEXCEPT_SPEC_P (specs))
10868             {
10869               /* We already partially instantiated this member template,
10870                  so combine the new args with the old.  */
10871               DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (new_specs)
10872                 = DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (expr);
10873               DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (new_specs)
10874                 = add_to_template_args (DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (expr), args);
10875             }
10876           else
10877             {
10878               DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (new_specs) = expr;
10879               DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (new_specs) = args;
10880             }
10881         }
10882       else
10883         new_specs = tsubst_copy_and_build
10884           (expr, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false,
10885            /*integral_constant_expression_p=*/true);
10886       new_specs = build_noexcept_spec (new_specs, complain);
10887     }
10888   else if (specs)
10889     {
10890       if (! TREE_VALUE (specs))
10891         new_specs = specs;
10892       else
10893         while (specs)
10894           {
10895             tree spec;
10896             int i, len = 1;
10897             tree expanded_specs = NULL_TREE;
10898
10899             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (specs)))
10900               {
10901                 /* Expand the pack expansion type.  */
10902                 expanded_specs = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (specs),
10903                                                        args, complain,
10904                                                        in_decl);
10905
10906                 if (expanded_specs == error_mark_node)
10907                   return error_mark_node;
10908                 else if (TREE_CODE (expanded_specs) == TREE_VEC)
10909                   len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_specs);
10910                 else
10911                   {
10912                     /* We're substituting into a member template, so
10913                        we got a TYPE_PACK_EXPANSION back.  Add that
10914                        expansion and move on.  */
10915                     gcc_assert (TREE_CODE (expanded_specs) 
10916                                 == TYPE_PACK_EXPANSION);
10917                     new_specs = add_exception_specifier (new_specs,
10918                                                          expanded_specs,
10919                                                          complain);
10920                     specs = TREE_CHAIN (specs);
10921                     continue;
10922                   }
10923               }
10924
10925             for (i = 0; i < len; ++i)
10926               {
10927                 if (expanded_specs)
10928                   spec = TREE_VEC_ELT (expanded_specs, i);
10929                 else
10930                   spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
10931                 if (spec == error_mark_node)
10932                   return spec;
10933                 new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, 
10934                                                      complain);
10935               }
10936
10937             specs = TREE_CHAIN (specs);
10938           }
10939     }
10940   return new_specs;
10941 }
10942
10943 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
10944    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
10945    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
10946    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
10947    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
10948    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
10949    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
10950    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
10951    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
10952    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
10953    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
10954    yet.
10955
10956    This function is used for dealing with types, decls and the like;
10957    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
10958
10959 tree
10960 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
10961 {
10962   enum tree_code code;
10963   tree type, r = NULL_TREE;
10964
10965   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
10966       || t == integer_type_node
10967       || t == void_type_node
10968       || t == char_type_node
10969       || t == unknown_type_node
10970       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL
10971       || TREE_CODE (t) == TRANSLATION_UNIT_DECL)
10972     return t;
10973
10974   if (DECL_P (t))
10975     return tsubst_decl (t, args, complain);
10976
10977   if (args == NULL_TREE)
10978     return t;
10979
10980   code = TREE_CODE (t);
10981
10982   if (code == IDENTIFIER_NODE)
10983     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
10984   else
10985     type = TREE_TYPE (t);
10986
10987   gcc_assert (type != unknown_type_node);
10988
10989   /* Reuse typedefs.  We need to do this to handle dependent attributes,
10990      such as attribute aligned.  */
10991   if (TYPE_P (t)
10992       && typedef_variant_p (t))
10993     {
10994       tree decl = TYPE_NAME (t);
10995
10996       if (TYPE_DECL_ALIAS_P (decl)
10997           && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
10998           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
10999           && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl)))
11000         {
11001           /* DECL represents an alias template and we want to
11002              instantiate it.  Let's substitute our arguments for the
11003              template parameters into the declaration and get the
11004              resulting type.  */
11005           r = tsubst (decl, args, complain, decl);
11006         }
11007       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
11008                && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
11009                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (decl)))
11010         {
11011           tree tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11012           tree gen_args = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args, complain, in_decl);
11013           r = retrieve_specialization (tmpl, gen_args, 0);
11014         }
11015       else if (DECL_FUNCTION_SCOPE_P (decl)
11016                && DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_CONTEXT (decl))
11017                && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (DECL_CONTEXT (decl))))
11018         r = retrieve_local_specialization (decl);
11019       else
11020         /* The typedef is from a non-template context.  */
11021         return t;
11022
11023       if (r)
11024         {
11025           r = TREE_TYPE (r);
11026           r = cp_build_qualified_type_real
11027             (r, cp_type_quals (t) | cp_type_quals (r),
11028              complain | tf_ignore_bad_quals);
11029           return r;
11030         }
11031       /* Else we must be instantiating the typedef, so fall through.  */
11032     }
11033
11034   if (type
11035       && code != TYPENAME_TYPE
11036       && code != TEMPLATE_TYPE_PARM
11037       && code != IDENTIFIER_NODE
11038       && code != FUNCTION_TYPE
11039       && code != METHOD_TYPE)
11040     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
11041   if (type == error_mark_node)
11042     return error_mark_node;
11043
11044   switch (code)
11045     {
11046     case RECORD_TYPE:
11047     case UNION_TYPE:
11048     case ENUMERAL_TYPE:
11049       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
11050                                /*entering_scope=*/0);
11051
11052     case ERROR_MARK:
11053     case IDENTIFIER_NODE:
11054     case VOID_TYPE:
11055     case REAL_TYPE:
11056     case COMPLEX_TYPE:
11057     case VECTOR_TYPE:
11058     case BOOLEAN_TYPE:
11059     case NULLPTR_TYPE:
11060     case LANG_TYPE:
11061       return t;
11062
11063     case INTEGER_TYPE:
11064       if (t == integer_type_node)
11065         return t;
11066
11067       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
11068           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
11069         return t;
11070
11071       {
11072         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
11073
11074         max = tsubst_expr (omax, args, complain, in_decl,
11075                            /*integral_constant_expression_p=*/false);
11076
11077         /* Fix up type of the magic NOP_EXPR with TREE_SIDE_EFFECTS if
11078            needed.  */
11079         if (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR
11080             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax)
11081             && !TREE_TYPE (max))
11082           TREE_TYPE (max) = TREE_TYPE (TREE_OPERAND (max, 0));
11083
11084         /* If we're in a partial instantiation, preserve the magic NOP_EXPR
11085            with TREE_SIDE_EFFECTS that indicates this is not an integral
11086            constant expression.  */
11087         if (processing_template_decl
11088             && TREE_SIDE_EFFECTS (omax) && TREE_CODE (omax) == NOP_EXPR)
11089           {
11090             gcc_assert (TREE_CODE (max) == NOP_EXPR);
11091             TREE_SIDE_EFFECTS (max) = 1;
11092           }
11093
11094         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max, complain);
11095       }
11096
11097     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
11098     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11099     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11100     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11101       {
11102         int idx;
11103         int level;
11104         int levels;
11105         tree arg = NULL_TREE;
11106
11107         r = NULL_TREE;
11108
11109         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
11110         template_parm_level_and_index (t, &level, &idx); 
11111
11112         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11113         if (level <= levels)
11114           {
11115             arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
11116
11117             if (arg && TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
11118               /* See through ARGUMENT_PACK_SELECT arguments. */
11119               arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
11120           }
11121
11122         if (arg == error_mark_node)
11123           return error_mark_node;
11124         else if (arg != NULL_TREE)
11125           {
11126             if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
11127               /* If ARG is an argument pack, we don't actually want to
11128                  perform a substitution here, because substitutions
11129                  for argument packs are only done
11130                  element-by-element. We can get to this point when
11131                  substituting the type of a non-type template
11132                  parameter pack, when that type actually contains
11133                  template parameter packs from an outer template, e.g.,
11134
11135                  template<typename... Types> struct A {
11136                    template<Types... Values> struct B { };
11137                  };  */
11138               return t;
11139
11140             if (code == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11141               {
11142                 int quals;
11143                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
11144
11145                 quals = cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t);
11146                   
11147                 return cp_build_qualified_type_real
11148                   (arg, quals, complain | tf_ignore_bad_quals);
11149               }
11150             else if (code == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11151               {
11152                 /* We are processing a type constructed from a
11153                    template template parameter.  */
11154                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
11155                                       args, complain, in_decl);
11156                 if (argvec == error_mark_node)
11157                   return error_mark_node;
11158
11159                 gcc_assert (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
11160                             || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
11161                             || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
11162
11163                 if (TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
11164                   /* Consider this code:
11165
11166                         template <template <class> class Template>
11167                         struct Internal {
11168                         template <class Arg> using Bind = Template<Arg>;
11169                         };
11170
11171                         template <template <class> class Template, class Arg>
11172                         using Instantiate = Template<Arg>; //#0
11173
11174                         template <template <class> class Template,
11175                                   class Argument>
11176                         using Bind =
11177                           Instantiate<Internal<Template>::template Bind,
11178                                       Argument>; //#1
11179
11180                      When #1 is parsed, the
11181                      BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM representing the
11182                      parameter `Template' in #0 matches the
11183                      UNBOUND_CLASS_TEMPLATE representing the argument
11184                      `Internal<Template>::template Bind'; We then want
11185                      to assemble the type `Bind<Argument>' that can't
11186                      be fully created right now, because
11187                      `Internal<Template>' not being complete, the Bind
11188                      template cannot be looked up in that context.  So
11189                      we need to "store" `Bind<Argument>' for later
11190                      when the context of Bind becomes complete.  Let's
11191                      store that in a TYPENAME_TYPE.  */
11192                   return make_typename_type (TYPE_CONTEXT (arg),
11193                                              build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
11194                                                        TYPE_IDENTIFIER (arg),
11195                                                        argvec),
11196                                              typename_type,
11197                                              complain);
11198
11199                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
11200                    are resolving nested-types in the signature of a
11201                    member function templates.  Otherwise ARG is a
11202                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
11203                    instantiated.  */
11204                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11205                   arg = TYPE_NAME (arg);
11206
11207                 r = lookup_template_class (arg,
11208                                            argvec, in_decl,
11209                                            DECL_CONTEXT (arg),
11210                                             /*entering_scope=*/0,
11211                                            complain);
11212                 return cp_build_qualified_type_real
11213                   (r, cp_type_quals (t), complain);
11214               }
11215             else
11216               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
11217               return convert_from_reference (unshare_expr (arg));
11218           }
11219
11220         if (level == 1)
11221           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
11222              unify.  This means that we don't yet have any information
11223              about the template parameter in question.  */
11224           return t;
11225
11226         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
11227            more deeply nested template.  Make a new version of this
11228            template parameter, but with a lower level.  */
11229         switch (code)
11230           {
11231           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
11232           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11233           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
11234             if (cp_type_quals (t))
11235               {
11236                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
11237                 r = cp_build_qualified_type_real
11238                   (r, cp_type_quals (t),
11239                    complain | (code == TEMPLATE_TYPE_PARM
11240                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
11241               }
11242             else
11243               {
11244                 r = copy_type (t);
11245                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
11246                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
11247                                                 r, levels, args, complain);
11248                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
11249                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
11250                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
11251                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
11252
11253                 if (TREE_CODE (r) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11254                   /* We have reduced the level of the template
11255                      template parameter, but not the levels of its
11256                      template parameters, so canonical_type_parameter
11257                      will not be able to find the canonical template
11258                      template parameter for this level. Thus, we
11259                      require structural equality checking to compare
11260                      TEMPLATE_TEMPLATE_PARMs. */
11261                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
11262                 else if (TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (t))
11263                   SET_TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY (r);
11264                 else
11265                   TYPE_CANONICAL (r) = canonical_type_parameter (r);
11266
11267                 if (code == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11268                   {
11269                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
11270                                           complain, in_decl);
11271                     if (argvec == error_mark_node)
11272                       return error_mark_node;
11273
11274                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
11275                       = build_template_info (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec);
11276                   }
11277               }
11278             break;
11279
11280           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
11281             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels, args, complain);
11282             break;
11283
11284           default:
11285             gcc_unreachable ();
11286           }
11287
11288         return r;
11289       }
11290
11291     case TREE_LIST:
11292       {
11293         tree purpose, value, chain;
11294
11295         if (t == void_list_node)
11296           return t;
11297
11298         purpose = TREE_PURPOSE (t);
11299         if (purpose)
11300           {
11301             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
11302             if (purpose == error_mark_node)
11303               return error_mark_node;
11304           }
11305         value = TREE_VALUE (t);
11306         if (value)
11307           {
11308             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
11309             if (value == error_mark_node)
11310               return error_mark_node;
11311           }
11312         chain = TREE_CHAIN (t);
11313         if (chain && chain != void_type_node)
11314           {
11315             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
11316             if (chain == error_mark_node)
11317               return error_mark_node;
11318           }
11319         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
11320             && value == TREE_VALUE (t)
11321             && chain == TREE_CHAIN (t))
11322           return t;
11323         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
11324       }
11325
11326     case TREE_BINFO:
11327       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
11328       gcc_unreachable ();
11329
11330     case TREE_VEC:
11331       /* A vector of template arguments.  */
11332       gcc_assert (!type);
11333       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
11334
11335     case POINTER_TYPE:
11336     case REFERENCE_TYPE:
11337       {
11338         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
11339           return t;
11340
11341         /* [temp.deduct]
11342
11343            Type deduction may fail for any of the following
11344            reasons:
11345
11346            -- Attempting to create a pointer to reference type.
11347            -- Attempting to create a reference to a reference type or
11348               a reference to void.
11349
11350           Core issue 106 says that creating a reference to a reference
11351           during instantiation is no longer a cause for failure. We
11352           only enforce this check in strict C++98 mode.  */
11353         if ((TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
11354              && (((cxx_dialect == cxx98) && flag_iso) || code != REFERENCE_TYPE))
11355             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
11356           {
11357             static location_t last_loc;
11358
11359             /* We keep track of the last time we issued this error
11360                message to avoid spewing a ton of messages during a
11361                single bad template instantiation.  */
11362             if (complain & tf_error
11363                 && last_loc != input_location)
11364               {
11365                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
11366                   error ("forming reference to void");
11367                else if (code == POINTER_TYPE)
11368                  error ("forming pointer to reference type %qT", type);
11369                else
11370                   error ("forming reference to reference type %qT", type);
11371                 last_loc = input_location;
11372               }
11373
11374             return error_mark_node;
11375           }
11376         else if (code == POINTER_TYPE)
11377           {
11378             r = build_pointer_type (type);
11379             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
11380               r = build_ptrmemfunc_type (r);
11381           }
11382         else if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11383           /* In C++0x, during template argument substitution, when there is an
11384              attempt to create a reference to a reference type, reference
11385              collapsing is applied as described in [14.3.1/4 temp.arg.type]:
11386
11387              "If a template-argument for a template-parameter T names a type
11388              that is a reference to a type A, an attempt to create the type
11389              'lvalue reference to cv T' creates the type 'lvalue reference to
11390              A,' while an attempt to create the type type rvalue reference to
11391              cv T' creates the type T"
11392           */
11393           r = cp_build_reference_type
11394               (TREE_TYPE (type),
11395                TYPE_REF_IS_RVALUE (t) && TYPE_REF_IS_RVALUE (type));
11396         else
11397           r = cp_build_reference_type (type, TYPE_REF_IS_RVALUE (t));
11398         r = cp_build_qualified_type_real (r, cp_type_quals (t), complain);
11399
11400         if (r != error_mark_node)
11401           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
11402           layout_type (r);
11403
11404         return r;
11405       }
11406     case OFFSET_TYPE:
11407       {
11408         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
11409         if (r == error_mark_node || !MAYBE_CLASS_TYPE_P (r))
11410           {
11411             /* [temp.deduct]
11412
11413                Type deduction may fail for any of the following
11414                reasons:
11415
11416                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
11417                   is not a class type.  */
11418             if (complain & tf_error)
11419               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
11420             return error_mark_node;
11421           }
11422         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11423           {
11424             if (complain & tf_error)
11425               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
11426             return error_mark_node;
11427           }
11428         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
11429           {
11430             if (complain & tf_error)
11431               error ("creating pointer to member of type void");
11432             return error_mark_node;
11433           }
11434         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
11435         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
11436           {
11437             /* The type of the implicit object parameter gets its
11438                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
11439             tree memptr;
11440             tree method_type = build_memfn_type (type, r, type_memfn_quals (type));
11441             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
11442             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
11443                                                  complain);
11444           }
11445         else
11446           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
11447                                                cp_type_quals (t),
11448                                                complain);
11449       }
11450     case FUNCTION_TYPE:
11451     case METHOD_TYPE:
11452       {
11453         tree fntype;
11454         tree specs;
11455         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
11456         if (fntype == error_mark_node)
11457           return error_mark_node;
11458
11459         /* Substitute the exception specification.  */
11460         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
11461                                                 in_decl, /*defer_ok*/true);
11462         if (specs == error_mark_node)
11463           return error_mark_node;
11464         if (specs)
11465           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
11466         return fntype;
11467       }
11468     case ARRAY_TYPE:
11469       {
11470         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
11471         if (domain == error_mark_node)
11472           return error_mark_node;
11473
11474         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
11475            it will obviously be the same as T.  */
11476         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
11477           return t;
11478
11479         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
11480
11481            [temp.deduct]
11482
11483            The deduction may fail for any of the following reasons:
11484
11485            -- Attempting to create an array with an element type that
11486               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
11487               an abstract class type.  */
11488         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
11489             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
11490             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11491           {
11492             if (complain & tf_error)
11493               error ("creating array of %qT", type);
11494             return error_mark_node;
11495           }
11496         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
11497           {
11498             if (complain & tf_error)
11499               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
11500                      type);
11501             return error_mark_node;
11502           }
11503
11504         r = build_cplus_array_type (type, domain);
11505
11506         if (TYPE_USER_ALIGN (t))
11507           {
11508             TYPE_ALIGN (r) = TYPE_ALIGN (t);
11509             TYPE_USER_ALIGN (r) = 1;
11510           }
11511
11512         return r;
11513       }
11514
11515     case TYPENAME_TYPE:
11516       {
11517         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
11518                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
11519         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
11520                               complain, in_decl);
11521
11522         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
11523           return error_mark_node;
11524
11525         if (!MAYBE_CLASS_TYPE_P (ctx))
11526           {
11527             if (complain & tf_error)
11528               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
11529             return error_mark_node;
11530           }
11531         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
11532           {
11533             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
11534                have complete type in order to allow things like:
11535
11536                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
11537
11538                But, such constructs have already been resolved by this
11539                point, so here CTX really should have complete type, unless
11540                it's a partial instantiation.  */
11541             ctx = complete_type (ctx);
11542             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
11543               {
11544                 if (complain & tf_error)
11545                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
11546                 return error_mark_node;
11547               }
11548           }
11549
11550         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
11551                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
11552         if (f == error_mark_node)
11553           return f;
11554         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
11555           {
11556             complain |= tf_ignore_bad_quals;
11557             f = TREE_TYPE (f);
11558           }
11559
11560         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
11561           {
11562             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
11563               {
11564                 if (complain & tf_error)
11565                   error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
11566                          t, f);
11567                 else
11568                   return error_mark_node;
11569               }
11570             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
11571               {
11572                 if (complain & tf_error)
11573                   error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
11574                          t, f);
11575                 else
11576                   return error_mark_node;
11577               }
11578           }
11579
11580         return cp_build_qualified_type_real
11581           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
11582       }
11583
11584     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
11585       {
11586         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
11587                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
11588         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
11589         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
11590
11591         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
11592           return error_mark_node;
11593
11594         if (parm_list)
11595           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
11596         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
11597       }
11598
11599     case TYPEOF_TYPE:
11600       {
11601         tree type;
11602
11603         ++cp_unevaluated_operand;
11604         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
11605
11606         type = tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
11607                             complain, in_decl,
11608                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
11609
11610         --cp_unevaluated_operand;
11611         --c_inhibit_evaluation_warnings;
11612
11613         type = finish_typeof (type);
11614         return cp_build_qualified_type_real (type,
11615                                              cp_type_quals (t)
11616                                              | cp_type_quals (type),
11617                                              complain);
11618       }
11619
11620     case DECLTYPE_TYPE:
11621       {
11622         tree type;
11623
11624         ++cp_unevaluated_operand;
11625         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
11626
11627         type = tsubst_expr (DECLTYPE_TYPE_EXPR (t), args,
11628                             complain, in_decl,
11629                             /*integral_constant_expression_p=*/false);
11630
11631         --cp_unevaluated_operand;
11632         --c_inhibit_evaluation_warnings;
11633
11634         if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_CAPTURE (t))
11635           type = lambda_capture_field_type (type);
11636         else if (DECLTYPE_FOR_LAMBDA_PROXY (t))
11637           type = lambda_proxy_type (type);
11638         else
11639           type = finish_decltype_type
11640             (type, DECLTYPE_TYPE_ID_EXPR_OR_MEMBER_ACCESS_P (t), complain);
11641         return cp_build_qualified_type_real (type,
11642                                              cp_type_quals (t)
11643                                              | cp_type_quals (type),
11644                                              complain);
11645       }
11646
11647     case UNDERLYING_TYPE:
11648       {
11649         tree type = tsubst (UNDERLYING_TYPE_TYPE (t), args,
11650                             complain, in_decl);
11651         return finish_underlying_type (type);
11652       }
11653
11654     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
11655     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
11656       {
11657         tree r = TYPE_P (t) ? cxx_make_type (code) : make_node (code);
11658         tree packed_out = 
11659           tsubst_template_args (ARGUMENT_PACK_ARGS (t), 
11660                                 args,
11661                                 complain,
11662                                 in_decl);
11663         SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (r, packed_out);
11664
11665         /* For template nontype argument packs, also substitute into
11666            the type.  */
11667         if (code == NONTYPE_ARGUMENT_PACK)
11668           TREE_TYPE (r) = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
11669
11670         return r;
11671       }
11672       break;
11673
11674     case INTEGER_CST:
11675     case REAL_CST:
11676     case STRING_CST:
11677     case PLUS_EXPR:
11678     case MINUS_EXPR:
11679     case NEGATE_EXPR:
11680     case NOP_EXPR:
11681     case INDIRECT_REF:
11682     case ADDR_EXPR:
11683     case CALL_EXPR:
11684     case ARRAY_REF:
11685     case SCOPE_REF:
11686       /* We should use one of the expression tsubsts for these codes.  */
11687       gcc_unreachable ();
11688
11689     default:
11690       sorry ("use of %qs in template", tree_code_name [(int) code]);
11691       return error_mark_node;
11692     }
11693 }
11694
11695 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
11696    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
11697    operator.  */
11698
11699 static tree
11700 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
11701                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
11702 {
11703     tree name;
11704     tree qualifying_scope;
11705     tree fns;
11706     tree optype;
11707     tree template_args = 0;
11708     bool template_id_p = false;
11709
11710     /* A baselink indicates a function from a base class.  Both the
11711        BASELINK_ACCESS_BINFO and the base class referenced may
11712        indicate bases of the template class, rather than the
11713        instantiated class.  In addition, lookups that were not
11714        ambiguous before may be ambiguous now.  Therefore, we perform
11715        the lookup again.  */
11716     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
11717     qualifying_scope = tsubst (qualifying_scope, args,
11718                                complain, in_decl);
11719     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
11720     optype = tsubst (BASELINK_OPTYPE (baselink), args, complain, in_decl);
11721     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
11722       {
11723         template_id_p = true;
11724         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
11725         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
11726         if (template_args)
11727           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
11728                                                 complain, in_decl);
11729       }
11730     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
11731     if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (name))
11732       name = mangle_conv_op_name_for_type (optype);
11733     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
11734     if (!baselink)
11735       return error_mark_node;
11736
11737     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
11738        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
11739        later by overload resolution will be marked as used at that
11740        point.)  */
11741     if (BASELINK_P (baselink))
11742       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
11743     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
11744       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
11745
11746     /* Add back the template arguments, if present.  */
11747     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
11748       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
11749         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
11750                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
11751                     template_args);
11752     /* Update the conversion operator type.  */
11753     BASELINK_OPTYPE (baselink) = optype;
11754
11755     if (!object_type)
11756       object_type = current_class_type;
11757     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
11758                                                    qualifying_scope,
11759                                                    object_type);
11760 }
11761
11762 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
11763    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
11764    itself; false if more of the postfix-expression follows the
11765    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
11766    of "&".  */
11767
11768 static tree
11769 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
11770                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
11771                      bool done, bool address_p)
11772 {
11773   tree expr;
11774   tree scope;
11775   tree name;
11776   bool is_template;
11777   tree template_args;
11778
11779   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
11780
11781   /* Figure out what name to look up.  */
11782   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
11783   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
11784     {
11785       is_template = true;
11786       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
11787       if (template_args)
11788         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
11789                                               complain, in_decl);
11790       name = TREE_OPERAND (name, 0);
11791     }
11792   else
11793     {
11794       is_template = false;
11795       template_args = NULL_TREE;
11796     }
11797
11798   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
11799      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
11800      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
11801      substituting will not help.  */
11802   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
11803   if (args)
11804     {
11805       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
11806       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
11807     }
11808   else
11809     expr = name;
11810
11811   if (dependent_scope_p (scope))
11812     {
11813       if (is_template)
11814         expr = build_min_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, expr, template_args);
11815       return build_qualified_name (NULL_TREE, scope, expr,
11816                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id));
11817     }
11818
11819   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
11820     {
11821       if (TREE_CODE (expr) == BIT_NOT_EXPR)
11822         {
11823           /* A BIT_NOT_EXPR is used to represent a destructor.  */
11824           if (!check_dtor_name (scope, TREE_OPERAND (expr, 0)))
11825             {
11826               error ("qualifying type %qT does not match destructor name ~%qT",
11827                      scope, TREE_OPERAND (expr, 0));
11828               expr = error_mark_node;
11829             }
11830           else
11831             expr = lookup_qualified_name (scope, complete_dtor_identifier,
11832                                           /*is_type_p=*/0, false);
11833         }
11834       else
11835         expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
11836       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
11837                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
11838         {
11839           if (complain & tf_error)
11840             {
11841               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
11842                      "instantiation yields a type", qualified_id);
11843               inform (input_location, "say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
11844             }
11845           return error_mark_node;
11846         }
11847     }
11848
11849   if (DECL_P (expr))
11850     {
11851       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
11852                                            scope);
11853       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
11854       mark_used (expr);
11855     }
11856
11857   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
11858     {
11859       if (complain & tf_error)
11860         qualified_name_lookup_error (scope,
11861                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
11862                                      expr, input_location);
11863       return error_mark_node;
11864     }
11865
11866   if (is_template)
11867     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
11868
11869   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
11870     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
11871                                  expr, input_location);
11872   else if (TYPE_P (scope))
11873     {
11874       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
11875               (expr, scope, current_class_type));
11876       expr = (finish_qualified_id_expr
11877               (scope, expr, done, address_p && PTRMEM_OK_P (qualified_id),
11878                QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id),
11879                /*template_arg_p=*/false));
11880     }
11881
11882   /* Expressions do not generally have reference type.  */
11883   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF
11884       /* However, if we're about to form a pointer-to-member, we just
11885          want the referenced member referenced.  */
11886       && TREE_CODE (expr) != OFFSET_REF)
11887     expr = convert_from_reference (expr);
11888
11889   return expr;
11890 }
11891
11892 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
11893    template parms; to finish processing the resultant expression, use
11894    tsubst_copy_and_build or tsubst_expr.  */
11895
11896 static tree
11897 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
11898 {
11899   enum tree_code code;
11900   tree r;
11901
11902   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node || args == NULL_TREE)
11903     return t;
11904
11905   code = TREE_CODE (t);
11906
11907   switch (code)
11908     {
11909     case PARM_DECL:
11910       r = retrieve_local_specialization (t);
11911
11912       if (r == NULL)
11913         {
11914           tree c;
11915
11916           /* We get here for a use of 'this' in an NSDMI.  */
11917           if (DECL_NAME (t) == this_identifier
11918               && at_function_scope_p ()
11919               && DECL_CONSTRUCTOR_P (current_function_decl))
11920             return current_class_ptr;
11921
11922           /* This can happen for a parameter name used later in a function
11923              declaration (such as in a late-specified return type).  Just
11924              make a dummy decl, since it's only used for its type.  */
11925           gcc_assert (cp_unevaluated_operand != 0);
11926           /* We copy T because want to tsubst the PARM_DECL only,
11927              not the following PARM_DECLs that are chained to T.  */
11928           c = copy_node (t);
11929           r = tsubst_decl (c, args, complain);
11930           /* Give it the template pattern as its context; its true context
11931              hasn't been instantiated yet and this is good enough for
11932              mangling.  */
11933           DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (t);
11934         }
11935       
11936       if (TREE_CODE (r) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
11937         r = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (r);
11938       mark_used (r);
11939       return r;
11940
11941     case CONST_DECL:
11942       {
11943         tree enum_type;
11944         tree v;
11945
11946         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
11947           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
11948         /* There is no need to substitute into namespace-scope
11949            enumerators.  */
11950         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
11951           return t;
11952         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
11953         if (args == NULL_TREE)
11954           return integral_constant_value (t);
11955
11956         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
11957            Consider:
11958
11959              template <int I> int f() {
11960              enum E { a = I };
11961              struct S { void g() { E e = a; } };
11962              };
11963
11964            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
11965            clever enough to find f<7>::a.  */
11966         enum_type
11967           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
11968                               /*entering_scope=*/0);
11969
11970         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
11971              v != NULL_TREE;
11972              v = TREE_CHAIN (v))
11973           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
11974             return TREE_VALUE (v);
11975
11976           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
11977              name-lookup found it during preliminary parsing, we
11978              should find it again here during instantiation.  */
11979         gcc_unreachable ();
11980       }
11981       return t;
11982
11983     case FIELD_DECL:
11984       if (DECL_CONTEXT (t))
11985         {
11986           tree ctx;
11987
11988           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
11989                                   /*entering_scope=*/1);
11990           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
11991             {
11992               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
11993               if (!r)
11994                 {
11995                   if (complain & tf_error)
11996                     error ("using invalid field %qD", t);
11997                   return error_mark_node;
11998                 }
11999               return r;
12000             }
12001         }
12002
12003       return t;
12004
12005     case VAR_DECL:
12006     case FUNCTION_DECL:
12007       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
12008           || local_variable_p (t))
12009         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
12010       mark_used (t);
12011       return t;
12012
12013     case NAMESPACE_DECL:
12014       return t;
12015
12016     case OVERLOAD:
12017       /* An OVERLOAD will always be a non-dependent overload set; an
12018          overload set from function scope will just be represented with an
12019          IDENTIFIER_NODE, and from class scope with a BASELINK.  */
12020       gcc_assert (!uses_template_parms (t));
12021       return t;
12022
12023     case BASELINK:
12024       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
12025
12026     case TEMPLATE_DECL:
12027       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
12028         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
12029                        args, complain, in_decl);
12030       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
12031         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
12032       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
12033                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
12034         {
12035           /* Template template argument like the following example need
12036              special treatment:
12037
12038                template <template <class> class TT> struct C {};
12039                template <class T> struct D {
12040                  template <class U> struct E {};
12041                  C<E> c;                                // #1
12042                };
12043                D<int> d;                                // #2
12044
12045              We are processing the template argument `E' in #1 for
12046              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
12047              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
12048              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
12049
12050           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
12051           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
12052         }
12053       else
12054         /* Ordinary template template argument.  */
12055         return t;
12056
12057     case CAST_EXPR:
12058     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12059     case CONST_CAST_EXPR:
12060     case STATIC_CAST_EXPR:
12061     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12062     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
12063     case CONVERT_EXPR:
12064     case NOP_EXPR:
12065       return build1
12066         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12067          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
12068
12069     case SIZEOF_EXPR:
12070       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
12071         {
12072
12073           tree expanded;
12074           int len = 0;
12075
12076           ++cp_unevaluated_operand;
12077           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
12078           /* We only want to compute the number of arguments.  */
12079           expanded = tsubst_pack_expansion (TREE_OPERAND (t, 0), args,
12080                                             complain, in_decl);
12081           --cp_unevaluated_operand;
12082           --c_inhibit_evaluation_warnings;
12083
12084           if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
12085             len = TREE_VEC_LENGTH (expanded);
12086
12087           if (expanded == error_mark_node)
12088             return error_mark_node;
12089           else if (PACK_EXPANSION_P (expanded)
12090                    || (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC
12091                        && len > 0
12092                        && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (expanded, len-1))))
12093             {
12094               if (TREE_CODE (expanded) == TREE_VEC)
12095                 expanded = TREE_VEC_ELT (expanded, len - 1);
12096
12097               if (TYPE_P (expanded))
12098                 return cxx_sizeof_or_alignof_type (expanded, SIZEOF_EXPR, 
12099                                                    complain & tf_error);
12100               else
12101                 return cxx_sizeof_or_alignof_expr (expanded, SIZEOF_EXPR,
12102                                                    complain & tf_error);
12103             }
12104           else
12105             return build_int_cst (size_type_node, len);
12106         }
12107       /* Fall through */
12108
12109     case INDIRECT_REF:
12110     case NEGATE_EXPR:
12111     case TRUTH_NOT_EXPR:
12112     case BIT_NOT_EXPR:
12113     case ADDR_EXPR:
12114     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
12115     case ALIGNOF_EXPR:
12116     case AT_ENCODE_EXPR:
12117     case ARROW_EXPR:
12118     case THROW_EXPR:
12119     case TYPEID_EXPR:
12120     case REALPART_EXPR:
12121     case IMAGPART_EXPR:
12122       return build1
12123         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12124          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
12125
12126     case COMPONENT_REF:
12127       {
12128         tree object;
12129         tree name;
12130
12131         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
12132         name = TREE_OPERAND (t, 1);
12133         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
12134           {
12135             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12136                                 complain, in_decl);
12137             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
12138           }
12139         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
12140                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
12141           {
12142             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12143                                      complain, in_decl);
12144             name = TREE_OPERAND (name, 1);
12145             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
12146                                 complain, in_decl);
12147             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
12148             name = build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
12149                                          base, name,
12150                                          /*template_p=*/false);
12151           }
12152         else if (BASELINK_P (name))
12153           name = tsubst_baselink (name,
12154                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
12155                                   args, complain,
12156                                   in_decl);
12157         else
12158           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
12159         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
12160       }
12161
12162     case PLUS_EXPR:
12163     case MINUS_EXPR:
12164     case MULT_EXPR:
12165     case TRUNC_DIV_EXPR:
12166     case CEIL_DIV_EXPR:
12167     case FLOOR_DIV_EXPR:
12168     case ROUND_DIV_EXPR:
12169     case EXACT_DIV_EXPR:
12170     case BIT_AND_EXPR:
12171     case BIT_IOR_EXPR:
12172     case BIT_XOR_EXPR:
12173     case TRUNC_MOD_EXPR:
12174     case FLOOR_MOD_EXPR:
12175     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
12176     case TRUTH_ORIF_EXPR:
12177     case TRUTH_AND_EXPR:
12178     case TRUTH_OR_EXPR:
12179     case RSHIFT_EXPR:
12180     case LSHIFT_EXPR:
12181     case RROTATE_EXPR:
12182     case LROTATE_EXPR:
12183     case EQ_EXPR:
12184     case NE_EXPR:
12185     case MAX_EXPR:
12186     case MIN_EXPR:
12187     case LE_EXPR:
12188     case GE_EXPR:
12189     case LT_EXPR:
12190     case GT_EXPR:
12191     case COMPOUND_EXPR:
12192     case DOTSTAR_EXPR:
12193     case MEMBER_REF:
12194     case PREDECREMENT_EXPR:
12195     case PREINCREMENT_EXPR:
12196     case POSTDECREMENT_EXPR:
12197     case POSTINCREMENT_EXPR:
12198       return build_nt
12199         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12200          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12201
12202     case SCOPE_REF:
12203       return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
12204                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0),
12205                                                 args, complain, in_decl),
12206                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1),
12207                                                 args, complain, in_decl),
12208                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
12209
12210     case ARRAY_REF:
12211       return build_nt
12212         (ARRAY_REF,
12213          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12214          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12215          NULL_TREE, NULL_TREE);
12216
12217     case CALL_EXPR:
12218       {
12219         int n = VL_EXP_OPERAND_LENGTH (t);
12220         tree result = build_vl_exp (CALL_EXPR, n);
12221         int i;
12222         for (i = 0; i < n; i++)
12223           TREE_OPERAND (t, i) = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, i), args,
12224                                              complain, in_decl);
12225         return result;
12226       }
12227
12228     case COND_EXPR:
12229     case MODOP_EXPR:
12230     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
12231       {
12232         r = build_nt
12233           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12234            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12235            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
12236         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
12237         return r;
12238       }
12239
12240     case NEW_EXPR:
12241       {
12242         r = build_nt
12243         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12244          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
12245          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
12246         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
12247         return r;
12248       }
12249
12250     case DELETE_EXPR:
12251       {
12252         r = build_nt
12253         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12254          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12255         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
12256         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
12257         return r;
12258       }
12259
12260     case TEMPLATE_ID_EXPR:
12261       {
12262         /* Substituted template arguments */
12263         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
12264         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
12265
12266         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
12267         if (targs)
12268           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
12269
12270         return lookup_template_function (fn, targs);
12271       }
12272
12273     case TREE_LIST:
12274       {
12275         tree purpose, value, chain;
12276
12277         if (t == void_list_node)
12278           return t;
12279
12280         purpose = TREE_PURPOSE (t);
12281         if (purpose)
12282           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
12283         value = TREE_VALUE (t);
12284         if (value)
12285           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
12286         chain = TREE_CHAIN (t);
12287         if (chain && chain != void_type_node)
12288           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
12289         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
12290             && value == TREE_VALUE (t)
12291             && chain == TREE_CHAIN (t))
12292           return t;
12293         return tree_cons (purpose, value, chain);
12294       }
12295
12296     case RECORD_TYPE:
12297     case UNION_TYPE:
12298     case ENUMERAL_TYPE:
12299     case INTEGER_TYPE:
12300     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
12301     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
12302     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
12303     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12304     case POINTER_TYPE:
12305     case REFERENCE_TYPE:
12306     case OFFSET_TYPE:
12307     case FUNCTION_TYPE:
12308     case METHOD_TYPE:
12309     case ARRAY_TYPE:
12310     case TYPENAME_TYPE:
12311     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
12312     case TYPEOF_TYPE:
12313     case DECLTYPE_TYPE:
12314     case TYPE_DECL:
12315       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
12316
12317     case IDENTIFIER_NODE:
12318       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
12319         {
12320           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12321           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
12322         }
12323       else
12324         return t;
12325
12326     case CONSTRUCTOR:
12327       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
12328       gcc_unreachable ();
12329
12330     case VA_ARG_EXPR:
12331       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
12332                                           in_decl),
12333                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
12334
12335     case CLEANUP_POINT_EXPR:
12336       /* We shouldn't have built any of these during initial template
12337          generation.  Instead, they should be built during instantiation
12338          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
12339       gcc_unreachable ();
12340
12341     case OFFSET_REF:
12342       r = build2
12343         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
12344          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
12345          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
12346       PTRMEM_OK_P (r) = PTRMEM_OK_P (t);
12347       mark_used (TREE_OPERAND (r, 1));
12348       return r;
12349
12350     case EXPR_PACK_EXPANSION:
12351       error ("invalid use of pack expansion expression");
12352       return error_mark_node;
12353
12354     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
12355       error ("use %<...%> to expand argument pack");
12356       return error_mark_node;
12357
12358     case INTEGER_CST:
12359     case REAL_CST:
12360     case STRING_CST:
12361     case COMPLEX_CST:
12362       {
12363         /* Instantiate any typedefs in the type.  */
12364         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
12365         r = fold_convert (type, t);
12366         gcc_assert (TREE_CODE (r) == code);
12367         return r;
12368       }
12369
12370     case PTRMEM_CST:
12371       /* These can sometimes show up in a partial instantiation, but never
12372          involve template parms.  */
12373       gcc_assert (!uses_template_parms (t));
12374       return t;
12375
12376     default:
12377       /* We shouldn't get here, but keep going if !ENABLE_CHECKING.  */
12378       gcc_checking_assert (false);
12379       return t;
12380     }
12381 }
12382
12383 /* Like tsubst_copy, but specifically for OpenMP clauses.  */
12384
12385 static tree
12386 tsubst_omp_clauses (tree clauses, tree args, tsubst_flags_t complain,
12387                     tree in_decl)
12388 {
12389   tree new_clauses = NULL, nc, oc;
12390
12391   for (oc = clauses; oc ; oc = OMP_CLAUSE_CHAIN (oc))
12392     {
12393       nc = copy_node (oc);
12394       OMP_CLAUSE_CHAIN (nc) = new_clauses;
12395       new_clauses = nc;
12396
12397       switch (OMP_CLAUSE_CODE (nc))
12398         {
12399         case OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE:
12400           if (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc))
12401             {
12402               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc) = push_stmt_list ();
12403               tsubst_expr (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (oc), args, complain,
12404                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
12405               OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc)
12406                 = pop_stmt_list (OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE_STMT (nc));
12407             }
12408           /* FALLTHRU */
12409         case OMP_CLAUSE_PRIVATE:
12410         case OMP_CLAUSE_SHARED:
12411         case OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE:
12412         case OMP_CLAUSE_REDUCTION:
12413         case OMP_CLAUSE_COPYIN:
12414         case OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE:
12415         case OMP_CLAUSE_IF:
12416         case OMP_CLAUSE_NUM_THREADS:
12417         case OMP_CLAUSE_SCHEDULE:
12418         case OMP_CLAUSE_COLLAPSE:
12419         case OMP_CLAUSE_FINAL:
12420           OMP_CLAUSE_OPERAND (nc, 0)
12421             = tsubst_expr (OMP_CLAUSE_OPERAND (oc, 0), args, complain, 
12422                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
12423           break;
12424         case OMP_CLAUSE_NOWAIT:
12425         case OMP_CLAUSE_ORDERED:
12426         case OMP_CLAUSE_DEFAULT:
12427         case OMP_CLAUSE_UNTIED:
12428         case OMP_CLAUSE_MERGEABLE:
12429           break;
12430         default:
12431           gcc_unreachable ();
12432         }
12433     }
12434
12435   return finish_omp_clauses (nreverse (new_clauses));
12436 }
12437
12438 /* Like tsubst_copy_and_build, but unshare TREE_LIST nodes.  */
12439
12440 static tree
12441 tsubst_copy_asm_operands (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
12442                           tree in_decl)
12443 {
12444 #define RECUR(t) tsubst_copy_asm_operands (t, args, complain, in_decl)
12445
12446   tree purpose, value, chain;
12447
12448   if (t == NULL)
12449     return t;
12450
12451   if (TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
12452     return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
12453                                   /*function_p=*/false,
12454                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
12455
12456   if (t == void_list_node)
12457     return t;
12458
12459   purpose = TREE_PURPOSE (t);
12460   if (purpose)
12461     purpose = RECUR (purpose);
12462   value = TREE_VALUE (t);
12463   if (value && TREE_CODE (value) != LABEL_DECL)
12464     value = RECUR (value);
12465   chain = TREE_CHAIN (t);
12466   if (chain && chain != void_type_node)
12467     chain = RECUR (chain);
12468   return tree_cons (purpose, value, chain);
12469 #undef RECUR
12470 }
12471
12472 /* Substitute one OMP_FOR iterator.  */
12473
12474 static void
12475 tsubst_omp_for_iterator (tree t, int i, tree declv, tree initv,
12476                          tree condv, tree incrv, tree *clauses,
12477                          tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
12478                          bool integral_constant_expression_p)
12479 {
12480 #define RECUR(NODE)                             \
12481   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
12482                integral_constant_expression_p)
12483   tree decl, init, cond, incr, auto_node;
12484
12485   init = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INIT (t), i);
12486   gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
12487   decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
12488   init = TREE_OPERAND (init, 1);
12489   auto_node = type_uses_auto (TREE_TYPE (decl));
12490   if (auto_node && init)
12491     {
12492       tree init_expr = init;
12493       if (TREE_CODE (init_expr) == DECL_EXPR)
12494         init_expr = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (init_expr));
12495       init_expr = RECUR (init_expr);
12496       TREE_TYPE (decl)
12497         = do_auto_deduction (TREE_TYPE (decl), init_expr, auto_node);
12498     }
12499   gcc_assert (!type_dependent_expression_p (decl));
12500
12501   if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
12502     {
12503       cond = RECUR (TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i));
12504       incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
12505       if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
12506         incr = build_x_modify_expr (RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NOP_EXPR,
12507                                     RECUR (TREE_OPERAND (incr, 1)),
12508                                     complain);
12509       else
12510         incr = RECUR (incr);
12511       TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
12512       TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
12513       TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
12514       TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
12515       return;
12516     }
12517
12518   if (init && TREE_CODE (init) != DECL_EXPR)
12519     {
12520       tree c;
12521       for (c = *clauses; c ; c = OMP_CLAUSE_CHAIN (c))
12522         {
12523           if ((OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_PRIVATE
12524                || OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE)
12525               && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12526             break;
12527           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE
12528                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12529             error ("iteration variable %qD should not be firstprivate", decl);
12530           else if (OMP_CLAUSE_CODE (c) == OMP_CLAUSE_REDUCTION
12531                    && OMP_CLAUSE_DECL (c) == decl)
12532             error ("iteration variable %qD should not be reduction", decl);
12533         }
12534       if (c == NULL)
12535         {
12536           c = build_omp_clause (input_location, OMP_CLAUSE_PRIVATE);
12537           OMP_CLAUSE_DECL (c) = decl;
12538           c = finish_omp_clauses (c);
12539           if (c)
12540             {
12541               OMP_CLAUSE_CHAIN (c) = *clauses;
12542               *clauses = c;
12543             }
12544         }
12545     }
12546   cond = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_COND (t), i);
12547   if (COMPARISON_CLASS_P (cond))
12548     cond = build2 (TREE_CODE (cond), boolean_type_node,
12549                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 0)),
12550                    RECUR (TREE_OPERAND (cond, 1)));
12551   else
12552     cond = RECUR (cond);
12553   incr = TREE_VEC_ELT (OMP_FOR_INCR (t), i);
12554   switch (TREE_CODE (incr))
12555     {
12556     case PREINCREMENT_EXPR:
12557     case PREDECREMENT_EXPR:
12558     case POSTINCREMENT_EXPR:
12559     case POSTDECREMENT_EXPR:
12560       incr = build2 (TREE_CODE (incr), TREE_TYPE (decl),
12561                      RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)), NULL_TREE);
12562       break;
12563     case MODIFY_EXPR:
12564       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
12565           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
12566         {
12567           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 1);
12568           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
12569                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
12570                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
12571                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
12572                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
12573         }
12574       else
12575         incr = RECUR (incr);
12576       break;
12577     case MODOP_EXPR:
12578       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == PLUS_EXPR
12579           || TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == MINUS_EXPR)
12580         {
12581           tree lhs = RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0));
12582           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl), lhs,
12583                          build2 (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)),
12584                                  TREE_TYPE (decl), lhs,
12585                                  RECUR (TREE_OPERAND (incr, 2))));
12586         }
12587       else if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 1)) == NOP_EXPR
12588                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == PLUS_EXPR
12589                    || (TREE_CODE (TREE_OPERAND (incr, 2)) == MINUS_EXPR)))
12590         {
12591           tree rhs = TREE_OPERAND (incr, 2);
12592           incr = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (decl),
12593                          RECUR (TREE_OPERAND (incr, 0)),
12594                          build2 (TREE_CODE (rhs), TREE_TYPE (decl),
12595                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 0)),
12596                                  RECUR (TREE_OPERAND (rhs, 1))));
12597         }
12598       else
12599         incr = RECUR (incr);
12600       break;
12601     default:
12602       incr = RECUR (incr);
12603       break;
12604     }
12605
12606   TREE_VEC_ELT (declv, i) = decl;
12607   TREE_VEC_ELT (initv, i) = init;
12608   TREE_VEC_ELT (condv, i) = cond;
12609   TREE_VEC_ELT (incrv, i) = incr;
12610 #undef RECUR
12611 }
12612
12613 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
12614    processing.  */
12615
12616 static tree
12617 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
12618              bool integral_constant_expression_p)
12619 {
12620 #define RECUR(NODE)                             \
12621   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
12622                integral_constant_expression_p)
12623
12624   tree stmt, tmp;
12625
12626   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
12627     return t;
12628
12629   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
12630     input_location = EXPR_LOCATION (t);
12631   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
12632     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
12633
12634   switch (TREE_CODE (t))
12635     {
12636     case STATEMENT_LIST:
12637       {
12638         tree_stmt_iterator i;
12639         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
12640           RECUR (tsi_stmt (i));
12641         break;
12642       }
12643
12644     case CTOR_INITIALIZER:
12645       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
12646                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
12647       break;
12648
12649     case RETURN_EXPR:
12650       finish_return_stmt (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
12651       break;
12652
12653     case EXPR_STMT:
12654       tmp = RECUR (EXPR_STMT_EXPR (t));
12655       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
12656         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
12657       else
12658         finish_expr_stmt (tmp);
12659       break;
12660
12661     case USING_STMT:
12662       do_using_directive (USING_STMT_NAMESPACE (t));
12663       break;
12664
12665     case DECL_EXPR:
12666       {
12667         tree decl, pattern_decl;
12668         tree init;
12669
12670         pattern_decl = decl = DECL_EXPR_DECL (t);
12671         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
12672           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
12673         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
12674           {
12675             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
12676             tree name = DECL_NAME (decl);
12677             tree decl;
12678
12679             scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
12680             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
12681                                           /*is_type_p=*/false,
12682                                           /*complain=*/false);
12683             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
12684               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl, input_location);
12685             else
12686               do_local_using_decl (decl, scope, name);
12687           }
12688         else
12689           {
12690             init = DECL_INITIAL (decl);
12691             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
12692             if (decl != error_mark_node)
12693               {
12694                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
12695                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
12696                    handle local variables, and since we've already done
12697                    all that needs to be done, that's the right thing to
12698                    do.  */
12699                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
12700                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
12701                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
12702                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
12703                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
12704                   finish_anon_union (decl);
12705                 else
12706                   {
12707                     int const_init = false;
12708                     maybe_push_decl (decl);
12709                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
12710                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
12711                       {
12712                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
12713                            initializer.  */
12714                         const char *const name
12715                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
12716                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
12717                       }
12718                     else
12719                       {
12720                         tree t = RECUR (init);
12721
12722                         if (init && !t)
12723                           {
12724                             /* If we had an initializer but it
12725                                instantiated to nothing,
12726                                value-initialize the object.  This will
12727                                only occur when the initializer was a
12728                                pack expansion where the parameter packs
12729                                used in that expansion were of length
12730                                zero.  */
12731                             init = build_value_init (TREE_TYPE (decl),
12732                                                      complain);
12733                             if (TREE_CODE (init) == AGGR_INIT_EXPR)
12734                               init = get_target_expr_sfinae (init, complain);
12735                           }
12736                         else
12737                           init = t;
12738                       }
12739
12740                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
12741                       const_init = (DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P
12742                                     (pattern_decl));
12743                     cp_finish_decl (decl, init, const_init, NULL_TREE, 0);
12744                   }
12745               }
12746           }
12747
12748         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
12749            clause of an if/for/while construct.  */
12750         return decl;
12751       }
12752
12753     case FOR_STMT:
12754       stmt = begin_for_stmt (NULL_TREE, NULL_TREE);
12755       RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
12756       finish_for_init_stmt (stmt);
12757       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
12758       finish_for_cond (tmp, stmt);
12759       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
12760       finish_for_expr (tmp, stmt);
12761       RECUR (FOR_BODY (t));
12762       finish_for_stmt (stmt);
12763       break;
12764
12765     case RANGE_FOR_STMT:
12766       {
12767         tree decl, expr;
12768         stmt = begin_for_stmt (NULL_TREE, NULL_TREE);
12769         decl = RANGE_FOR_DECL (t);
12770         decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
12771         maybe_push_decl (decl);
12772         expr = RECUR (RANGE_FOR_EXPR (t));
12773         stmt = cp_convert_range_for (stmt, decl, expr);
12774         RECUR (RANGE_FOR_BODY (t));
12775         finish_for_stmt (stmt);
12776       }
12777       break;
12778
12779     case WHILE_STMT:
12780       stmt = begin_while_stmt ();
12781       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
12782       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
12783       RECUR (WHILE_BODY (t));
12784       finish_while_stmt (stmt);
12785       break;
12786
12787     case DO_STMT:
12788       stmt = begin_do_stmt ();
12789       RECUR (DO_BODY (t));
12790       finish_do_body (stmt);
12791       tmp = RECUR (DO_COND (t));
12792       finish_do_stmt (tmp, stmt);
12793       break;
12794
12795     case IF_STMT:
12796       stmt = begin_if_stmt ();
12797       tmp = RECUR (IF_COND (t));
12798       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
12799       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
12800       finish_then_clause (stmt);
12801
12802       if (ELSE_CLAUSE (t))
12803         {
12804           begin_else_clause (stmt);
12805           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
12806           finish_else_clause (stmt);
12807         }
12808
12809       finish_if_stmt (stmt);
12810       break;
12811
12812     case BIND_EXPR:
12813       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
12814         stmt = begin_function_body ();
12815       else
12816         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
12817                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
12818
12819       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
12820
12821       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
12822         finish_function_body (stmt);
12823       else
12824         finish_compound_stmt (stmt);
12825       break;
12826
12827     case BREAK_STMT:
12828       finish_break_stmt ();
12829       break;
12830
12831     case CONTINUE_STMT:
12832       finish_continue_stmt ();
12833       break;
12834
12835     case SWITCH_STMT:
12836       stmt = begin_switch_stmt ();
12837       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
12838       finish_switch_cond (tmp, stmt);
12839       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
12840       finish_switch_stmt (stmt);
12841       break;
12842
12843     case CASE_LABEL_EXPR:
12844       finish_case_label (EXPR_LOCATION (t),
12845                          RECUR (CASE_LOW (t)),
12846                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
12847       break;
12848
12849     case LABEL_EXPR:
12850       {
12851         tree decl = LABEL_EXPR_LABEL (t);
12852         tree label;
12853
12854         label = finish_label_stmt (DECL_NAME (decl));
12855         if (DECL_ATTRIBUTES (decl) != NULL_TREE)
12856           cplus_decl_attributes (&label, DECL_ATTRIBUTES (decl), 0);
12857       }
12858       break;
12859
12860     case GOTO_EXPR:
12861       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
12862       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
12863         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
12864            non-computed gotos must not be; the identifier in question
12865            will have no binding.  */
12866         tmp = RECUR (tmp);
12867       else
12868         tmp = DECL_NAME (tmp);
12869       finish_goto_stmt (tmp);
12870       break;
12871
12872     case ASM_EXPR:
12873       tmp = finish_asm_stmt
12874         (ASM_VOLATILE_P (t),
12875          RECUR (ASM_STRING (t)),
12876          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
12877          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
12878          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl),
12879          tsubst_copy_asm_operands (ASM_LABELS (t), args, complain, in_decl));
12880       {
12881         tree asm_expr = tmp;
12882         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
12883           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
12884         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
12885       }
12886       break;
12887
12888     case TRY_BLOCK:
12889       if (CLEANUP_P (t))
12890         {
12891           stmt = begin_try_block ();
12892           RECUR (TRY_STMTS (t));
12893           finish_cleanup_try_block (stmt);
12894           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
12895         }
12896       else
12897         {
12898           tree compound_stmt = NULL_TREE;
12899
12900           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
12901             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
12902           else
12903             stmt = begin_try_block ();
12904
12905           RECUR (TRY_STMTS (t));
12906
12907           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
12908             finish_function_try_block (stmt);
12909           else
12910             finish_try_block (stmt);
12911
12912           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
12913           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
12914             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
12915           else
12916             finish_handler_sequence (stmt);
12917         }
12918       break;
12919
12920     case HANDLER:
12921       {
12922         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
12923
12924         if (decl)
12925           {
12926             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
12927             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
12928                this variable.  We've already done all that needs to be
12929                done.  */
12930             if (decl != error_mark_node)
12931               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
12932           }
12933         stmt = begin_handler ();
12934         finish_handler_parms (decl, stmt);
12935         RECUR (HANDLER_BODY (t));
12936         finish_handler (stmt);
12937       }
12938       break;
12939
12940     case TAG_DEFN:
12941       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
12942       break;
12943
12944     case STATIC_ASSERT:
12945       {
12946         tree condition = 
12947           tsubst_expr (STATIC_ASSERT_CONDITION (t), 
12948                        args,
12949                        complain, in_decl,
12950                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
12951         finish_static_assert (condition,
12952                               STATIC_ASSERT_MESSAGE (t),
12953                               STATIC_ASSERT_SOURCE_LOCATION (t),
12954                               /*member_p=*/false);
12955       }
12956       break;
12957
12958     case OMP_PARALLEL:
12959       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
12960                                 args, complain, in_decl);
12961       stmt = begin_omp_parallel ();
12962       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
12963       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
12964         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
12965       break;
12966
12967     case OMP_TASK:
12968       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_TASK_CLAUSES (t),
12969                                 args, complain, in_decl);
12970       stmt = begin_omp_task ();
12971       RECUR (OMP_TASK_BODY (t));
12972       finish_omp_task (tmp, stmt);
12973       break;
12974
12975     case OMP_FOR:
12976       {
12977         tree clauses, body, pre_body;
12978         tree declv, initv, condv, incrv;
12979         int i;
12980
12981         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
12982                                       args, complain, in_decl);
12983         declv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
12984         initv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
12985         condv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
12986         incrv = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)));
12987
12988         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (OMP_FOR_INIT (t)); i++)
12989           tsubst_omp_for_iterator (t, i, declv, initv, condv, incrv,
12990                                    &clauses, args, complain, in_decl,
12991                                    integral_constant_expression_p);
12992
12993         stmt = begin_omp_structured_block ();
12994
12995         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (initv); i++)
12996           if (TREE_VEC_ELT (initv, i) == NULL
12997               || TREE_CODE (TREE_VEC_ELT (initv, i)) != DECL_EXPR)
12998             TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
12999           else if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_VEC_ELT (initv, i))))
13000             {
13001               tree init = RECUR (TREE_VEC_ELT (initv, i));
13002               gcc_assert (init == TREE_VEC_ELT (declv, i));
13003               TREE_VEC_ELT (initv, i) = NULL_TREE;
13004             }
13005           else
13006             {
13007               tree decl_expr = TREE_VEC_ELT (initv, i);
13008               tree init = DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr));
13009               gcc_assert (init != NULL);
13010               TREE_VEC_ELT (initv, i) = RECUR (init);
13011               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = NULL;
13012               RECUR (decl_expr);
13013               DECL_INITIAL (DECL_EXPR_DECL (decl_expr)) = init;
13014             }
13015
13016         pre_body = push_stmt_list ();
13017         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
13018         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
13019
13020         body = push_stmt_list ();
13021         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
13022         body = pop_stmt_list (body);
13023
13024         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), declv, initv, condv, incrv,
13025                             body, pre_body, clauses);
13026
13027         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
13028       }
13029       break;
13030
13031     case OMP_SECTIONS:
13032     case OMP_SINGLE:
13033       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
13034       stmt = push_stmt_list ();
13035       RECUR (OMP_BODY (t));
13036       stmt = pop_stmt_list (stmt);
13037
13038       t = copy_node (t);
13039       OMP_BODY (t) = stmt;
13040       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
13041       add_stmt (t);
13042       break;
13043
13044     case OMP_SECTION:
13045     case OMP_CRITICAL:
13046     case OMP_MASTER:
13047     case OMP_ORDERED:
13048       stmt = push_stmt_list ();
13049       RECUR (OMP_BODY (t));
13050       stmt = pop_stmt_list (stmt);
13051
13052       t = copy_node (t);
13053       OMP_BODY (t) = stmt;
13054       add_stmt (t);
13055       break;
13056
13057     case OMP_ATOMIC:
13058       gcc_assert (OMP_ATOMIC_DEPENDENT_P (t));
13059       if (TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)) != MODIFY_EXPR)
13060         {
13061           tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
13062           tree rhs1 = NULL_TREE;
13063           tree lhs, rhs;
13064           if (TREE_CODE (op1) == COMPOUND_EXPR)
13065             {
13066               rhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13067               op1 = TREE_OPERAND (op1, 1);
13068             }
13069           lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13070           rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
13071           finish_omp_atomic (OMP_ATOMIC, TREE_CODE (op1), lhs, rhs,
13072                              NULL_TREE, NULL_TREE, rhs1);
13073         }
13074       else
13075         {
13076           tree op1 = TREE_OPERAND (t, 1);
13077           tree v = NULL_TREE, lhs, rhs = NULL_TREE, lhs1 = NULL_TREE;
13078           tree rhs1 = NULL_TREE;
13079           enum tree_code code = TREE_CODE (TREE_OPERAND (op1, 1));
13080           enum tree_code opcode = NOP_EXPR;
13081           if (code == OMP_ATOMIC_READ)
13082             {
13083               v = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13084               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 0));
13085             }
13086           else if (code == OMP_ATOMIC_CAPTURE_OLD
13087                    || code == OMP_ATOMIC_CAPTURE_NEW)
13088             {
13089               tree op11 = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 1);
13090               v = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13091               lhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (op1, 1), 0));
13092               if (TREE_CODE (op11) == COMPOUND_EXPR)
13093                 {
13094                   rhs1 = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 0));
13095                   op11 = TREE_OPERAND (op11, 1);
13096                 }
13097               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 0));
13098               rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op11, 1));
13099               opcode = TREE_CODE (op11);
13100             }
13101           else
13102             {
13103               code = OMP_ATOMIC;
13104               lhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 0));
13105               rhs = RECUR (TREE_OPERAND (op1, 1));
13106             }
13107           finish_omp_atomic (code, opcode, lhs, rhs, v, lhs1, rhs1);
13108         }
13109       break;
13110
13111     case TRANSACTION_EXPR:
13112       {
13113         int flags = 0;
13114         flags |= (TRANSACTION_EXPR_OUTER (t) ? TM_STMT_ATTR_OUTER : 0);
13115         flags |= (TRANSACTION_EXPR_RELAXED (t) ? TM_STMT_ATTR_RELAXED : 0);
13116
13117         if (TRANSACTION_EXPR_IS_STMT (t))
13118           {
13119             stmt = begin_transaction_stmt (input_location, NULL, flags);
13120             RECUR (TRANSACTION_EXPR_BODY (t));
13121             finish_transaction_stmt (stmt, NULL, flags);
13122           }
13123         else
13124           {
13125             stmt = build_transaction_expr (EXPR_LOCATION (t),
13126                                            RECUR (TRANSACTION_EXPR_BODY (t)),
13127                                            flags);
13128             return stmt;
13129           }
13130       }
13131       break;
13132
13133     case EXPR_PACK_EXPANSION:
13134       error ("invalid use of pack expansion expression");
13135       return error_mark_node;
13136
13137     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
13138       error ("use %<...%> to expand argument pack");
13139       return error_mark_node;
13140
13141     default:
13142       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
13143
13144       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
13145                                     /*function_p=*/false,
13146                                     integral_constant_expression_p);
13147     }
13148
13149   return NULL_TREE;
13150 #undef RECUR
13151 }
13152
13153 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
13154    call.  Return the substituted version of T.  */
13155
13156 static tree
13157 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
13158                                     tsubst_flags_t complain,
13159                                     tree in_decl)
13160 {
13161   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
13162     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
13163                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
13164   else
13165     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
13166                                /*function_p=*/false,
13167                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
13168
13169   return t;
13170 }
13171
13172 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
13173    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
13174
13175 tree
13176 tsubst_copy_and_build (tree t,
13177                        tree args,
13178                        tsubst_flags_t complain,
13179                        tree in_decl,
13180                        bool function_p,
13181                        bool integral_constant_expression_p)
13182 {
13183 #define RECUR(NODE)                                             \
13184   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
13185                          /*function_p=*/false,                  \
13186                          integral_constant_expression_p)
13187
13188   tree op1;
13189
13190   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
13191     return t;
13192
13193   switch (TREE_CODE (t))
13194     {
13195     case USING_DECL:
13196       t = DECL_NAME (t);
13197       /* Fall through.  */
13198     case IDENTIFIER_NODE:
13199       {
13200         tree decl;
13201         cp_id_kind idk;
13202         bool non_integral_constant_expression_p;
13203         const char *error_msg;
13204
13205         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
13206           {
13207             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13208             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
13209           }
13210
13211         /* Look up the name.  */
13212         decl = lookup_name (t);
13213
13214         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
13215            failure, not NULL_TREE.  */
13216         if (decl == NULL_TREE)
13217           decl = error_mark_node;
13218
13219         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
13220                                      &idk,
13221                                      integral_constant_expression_p,
13222                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
13223                                      &non_integral_constant_expression_p,
13224                                      /*template_p=*/false,
13225                                      /*done=*/true,
13226                                      /*address_p=*/false,
13227                                      /*template_arg_p=*/false,
13228                                      &error_msg,
13229                                      input_location);
13230         if (error_msg)
13231           error (error_msg);
13232         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
13233           {
13234             if (complain & tf_error)
13235               unqualified_name_lookup_error (decl);
13236             decl = error_mark_node;
13237           }
13238         return decl;
13239       }
13240
13241     case TEMPLATE_ID_EXPR:
13242       {
13243         tree object;
13244         tree templ = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13245         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
13246
13247         if (targs)
13248           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
13249
13250         if (TREE_CODE (templ) == COMPONENT_REF)
13251           {
13252             object = TREE_OPERAND (templ, 0);
13253             templ = TREE_OPERAND (templ, 1);
13254           }
13255         else
13256           object = NULL_TREE;
13257         templ = lookup_template_function (templ, targs);
13258
13259         if (object)
13260           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (templ),
13261                          object, templ, NULL_TREE);
13262         else
13263           return baselink_for_fns (templ);
13264       }
13265
13266     case INDIRECT_REF:
13267       {
13268         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13269
13270         if (REFERENCE_REF_P (t))
13271           {
13272             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
13273                such an indirect ref, but the substitution of the cast
13274                will have also added such an indirect ref.  */
13275             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
13276               r = convert_from_reference (r);
13277           }
13278         else
13279           r = build_x_indirect_ref (r, RO_UNARY_STAR, complain);
13280         return r;
13281       }
13282
13283     case NOP_EXPR:
13284       return build_nop
13285         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
13286          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
13287
13288     case IMPLICIT_CONV_EXPR:
13289       {
13290         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13291         tree expr = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13292         int flags = LOOKUP_IMPLICIT;
13293         if (IMPLICIT_CONV_EXPR_DIRECT_INIT (t))
13294           flags = LOOKUP_NORMAL;
13295         return perform_implicit_conversion_flags (type, expr, complain,
13296                                                   flags);
13297       }
13298
13299     case CONVERT_EXPR:
13300       return build1
13301         (CONVERT_EXPR,
13302          tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
13303          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
13304
13305     case CAST_EXPR:
13306     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
13307     case CONST_CAST_EXPR:
13308     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
13309     case STATIC_CAST_EXPR:
13310       {
13311         tree type;
13312         tree op;
13313
13314         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13315         if (integral_constant_expression_p
13316             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
13317           {
13318             if (complain & tf_error)
13319               error ("a cast to a type other than an integral or "
13320                      "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
13321             return error_mark_node; 
13322           }
13323
13324         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13325
13326         switch (TREE_CODE (t))
13327           {
13328           case CAST_EXPR:
13329             return build_functional_cast (type, op, complain);
13330           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
13331             return build_reinterpret_cast (type, op, complain);
13332           case CONST_CAST_EXPR:
13333             return build_const_cast (type, op, complain);
13334           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
13335             return build_dynamic_cast (type, op, complain);
13336           case STATIC_CAST_EXPR:
13337             return build_static_cast (type, op, complain);
13338           default:
13339             gcc_unreachable ();
13340           }
13341       }
13342
13343     case POSTDECREMENT_EXPR:
13344     case POSTINCREMENT_EXPR:
13345       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13346                                                 args, complain, in_decl);
13347       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1, complain);
13348
13349     case PREDECREMENT_EXPR:
13350     case PREINCREMENT_EXPR:
13351     case NEGATE_EXPR:
13352     case BIT_NOT_EXPR:
13353     case ABS_EXPR:
13354     case TRUTH_NOT_EXPR:
13355     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
13356     case REALPART_EXPR:
13357     case IMAGPART_EXPR:
13358       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13359                                complain);
13360
13361     case ADDR_EXPR:
13362       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13363       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
13364         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1),
13365                                           EXPR_LOCATION (op1));
13366       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
13367         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
13368                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
13369       else
13370         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
13371                                                   in_decl);
13372       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1, complain);
13373
13374     case PLUS_EXPR:
13375     case MINUS_EXPR:
13376     case MULT_EXPR:
13377     case TRUNC_DIV_EXPR:
13378     case CEIL_DIV_EXPR:
13379     case FLOOR_DIV_EXPR:
13380     case ROUND_DIV_EXPR:
13381     case EXACT_DIV_EXPR:
13382     case BIT_AND_EXPR:
13383     case BIT_IOR_EXPR:
13384     case BIT_XOR_EXPR:
13385     case TRUNC_MOD_EXPR:
13386     case FLOOR_MOD_EXPR:
13387     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
13388     case TRUTH_ORIF_EXPR:
13389     case TRUTH_AND_EXPR:
13390     case TRUTH_OR_EXPR:
13391     case RSHIFT_EXPR:
13392     case LSHIFT_EXPR:
13393     case RROTATE_EXPR:
13394     case LROTATE_EXPR:
13395     case EQ_EXPR:
13396     case NE_EXPR:
13397     case MAX_EXPR:
13398     case MIN_EXPR:
13399     case LE_EXPR:
13400     case GE_EXPR:
13401     case LT_EXPR:
13402     case GT_EXPR:
13403     case MEMBER_REF:
13404     case DOTSTAR_EXPR:
13405       return build_x_binary_op
13406         (TREE_CODE (t),
13407          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13408          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 0))
13409           ? ERROR_MARK
13410           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0))),
13411          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13412          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 1))
13413           ? ERROR_MARK
13414           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1))),
13415          /*overload=*/NULL,
13416          complain);
13417
13418     case SCOPE_REF:
13419       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
13420                                   /*address_p=*/false);
13421     case ARRAY_REF:
13422       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13423                                                 args, complain, in_decl);
13424       return build_x_array_ref (op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)), complain);
13425
13426     case SIZEOF_EXPR:
13427       if (PACK_EXPANSION_P (TREE_OPERAND (t, 0)))
13428         return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
13429       /* Fall through */
13430       
13431     case ALIGNOF_EXPR:
13432       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13433       if (!args)
13434         {
13435           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
13436              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
13437              the substitutions may not work.  */
13438           if (!TYPE_P (op1))
13439             op1 = TREE_TYPE (op1);
13440         }
13441       else
13442         {
13443           ++cp_unevaluated_operand;
13444           ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13445           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13446                                        /*function_p=*/false,
13447                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
13448           --cp_unevaluated_operand;
13449           --c_inhibit_evaluation_warnings;
13450         }
13451       if (TYPE_P (op1))
13452         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), 
13453                                            complain & tf_error);
13454       else
13455         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t), 
13456                                            complain & tf_error);
13457
13458     case AT_ENCODE_EXPR:
13459       {
13460         op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13461         ++cp_unevaluated_operand;
13462         ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13463         op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13464                                      /*function_p=*/false,
13465                                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
13466         --cp_unevaluated_operand;
13467         --c_inhibit_evaluation_warnings;
13468         return objc_build_encode_expr (op1);
13469       }
13470
13471     case NOEXCEPT_EXPR:
13472       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
13473       ++cp_unevaluated_operand;
13474       ++c_inhibit_evaluation_warnings;
13475       op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
13476                                    /*function_p=*/false,
13477                                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
13478       --cp_unevaluated_operand;
13479       --c_inhibit_evaluation_warnings;
13480       return finish_noexcept_expr (op1, complain);
13481
13482     case MODOP_EXPR:
13483       {
13484         tree r = build_x_modify_expr
13485           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13486            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
13487            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
13488            complain);
13489         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
13490            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
13491            than plain assignment.  In the former case, it was already
13492            set and must be copied.  In the latter case,
13493            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
13494            here.  */
13495         if (TREE_NO_WARNING (t))
13496           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
13497         return r;
13498       }
13499
13500     case ARROW_EXPR:
13501       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13502                                                 args, complain, in_decl);
13503       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
13504       if (DECL_P (op1))
13505         mark_used (op1);
13506       return build_x_arrow (op1);
13507
13508     case NEW_EXPR:
13509       {
13510         tree placement = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
13511         tree init = RECUR (TREE_OPERAND (t, 3));
13512         VEC(tree,gc) *placement_vec;
13513         VEC(tree,gc) *init_vec;
13514         tree ret;
13515
13516         if (placement == NULL_TREE)
13517           placement_vec = NULL;
13518         else
13519           {
13520             placement_vec = make_tree_vector ();
13521             for (; placement != NULL_TREE; placement = TREE_CHAIN (placement))
13522               VEC_safe_push (tree, gc, placement_vec, TREE_VALUE (placement));
13523           }
13524
13525         /* If there was an initializer in the original tree, but it
13526            instantiated to an empty list, then we should pass a
13527            non-NULL empty vector to tell build_new that it was an
13528            empty initializer() rather than no initializer.  This can
13529            only happen when the initializer is a pack expansion whose
13530            parameter packs are of length zero.  */
13531         if (init == NULL_TREE && TREE_OPERAND (t, 3) == NULL_TREE)
13532           init_vec = NULL;
13533         else
13534           {
13535             init_vec = make_tree_vector ();
13536             if (init == void_zero_node)
13537               gcc_assert (init_vec != NULL);
13538             else
13539               {
13540                 for (; init != NULL_TREE; init = TREE_CHAIN (init))
13541                   VEC_safe_push (tree, gc, init_vec, TREE_VALUE (init));
13542               }
13543           }
13544
13545         ret = build_new (&placement_vec,
13546                          tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
13547                          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
13548                          &init_vec,
13549                          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t),
13550                          complain);
13551
13552         if (placement_vec != NULL)
13553           release_tree_vector (placement_vec);
13554         if (init_vec != NULL)
13555           release_tree_vector (init_vec);
13556
13557         return ret;
13558       }
13559
13560     case DELETE_EXPR:
13561      return delete_sanity
13562        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13563         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13564         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
13565         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t),
13566         complain);
13567
13568     case COMPOUND_EXPR:
13569       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13570                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13571                                     complain);
13572
13573     case CALL_EXPR:
13574       {
13575         tree function;
13576         VEC(tree,gc) *call_args;
13577         unsigned int nargs, i;
13578         bool qualified_p;
13579         bool koenig_p;
13580         tree ret;
13581
13582         function = CALL_EXPR_FN (t);
13583         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
13584            not Koenig lookup should be performed.  */
13585         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
13586         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
13587           {
13588             qualified_p = true;
13589             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
13590                                             /*done=*/false,
13591                                             /*address_p=*/false);
13592           }
13593         else if (koenig_p && TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13594           {
13595             /* Do nothing; calling tsubst_copy_and_build on an identifier
13596                would incorrectly perform unqualified lookup again.
13597
13598                Note that we can also have an IDENTIFIER_NODE if the earlier
13599                unqualified lookup found a member function; in that case
13600                koenig_p will be false and we do want to do the lookup
13601                again to find the instantiated member function.
13602
13603                FIXME but doing that causes c++/15272, so we need to stop
13604                using IDENTIFIER_NODE in that situation.  */
13605             qualified_p = false;
13606           }
13607         else
13608           {
13609             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
13610               {
13611                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
13612
13613                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
13614                                || (BASELINK_P (op)
13615                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
13616               }
13617             else
13618               qualified_p = false;
13619
13620             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
13621                                               in_decl,
13622                                               !qualified_p,
13623                                               integral_constant_expression_p);
13624
13625             if (BASELINK_P (function))
13626               qualified_p = true;
13627           }
13628
13629         nargs = call_expr_nargs (t);
13630         call_args = make_tree_vector ();
13631         for (i = 0; i < nargs; ++i)
13632           {
13633             tree arg = CALL_EXPR_ARG (t, i);
13634
13635             if (!PACK_EXPANSION_P (arg))
13636               VEC_safe_push (tree, gc, call_args,
13637                              RECUR (CALL_EXPR_ARG (t, i)));
13638             else
13639               {
13640                 /* Expand the pack expansion and push each entry onto
13641                    CALL_ARGS.  */
13642                 arg = tsubst_pack_expansion (arg, args, complain, in_decl);
13643                 if (TREE_CODE (arg) == TREE_VEC)
13644                   {
13645                     unsigned int len, j;
13646
13647                     len = TREE_VEC_LENGTH (arg);
13648                     for (j = 0; j < len; ++j)
13649                       {
13650                         tree value = TREE_VEC_ELT (arg, j);
13651                         if (value != NULL_TREE)
13652                           value = convert_from_reference (value);
13653                         VEC_safe_push (tree, gc, call_args, value);
13654                       }
13655                   }
13656                 else
13657                   {
13658                     /* A partial substitution.  Add one entry.  */
13659                     VEC_safe_push (tree, gc, call_args, arg);
13660                   }
13661               }
13662           }
13663
13664         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
13665            lookup finds a non-function, in accordance with the
13666            expected resolution of DR 218.  */
13667         if (koenig_p
13668             && ((is_overloaded_fn (function)
13669                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
13670                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
13671                     to denote the function.  */
13672                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
13673                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13674             /* Only do this when substitution turns a dependent call
13675                into a non-dependent call.  */
13676             && type_dependent_expression_p_push (t)
13677             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
13678           function = perform_koenig_lookup (function, call_args, false,
13679                                             tf_none);
13680
13681         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE
13682             && !any_type_dependent_arguments_p (call_args))
13683           {
13684             if (koenig_p && (complain & tf_warning_or_error))
13685               {
13686                 /* For backwards compatibility and good diagnostics, try
13687                    the unqualified lookup again if we aren't in SFINAE
13688                    context.  */
13689                 tree unq = (tsubst_copy_and_build
13690                             (function, args, complain, in_decl, true,
13691                              integral_constant_expression_p));
13692                 if (unq == error_mark_node)
13693                   return error_mark_node;
13694
13695                 if (unq != function)
13696                   {
13697                     tree fn = unq;
13698                     if (TREE_CODE (fn) == INDIRECT_REF)
13699                       fn = TREE_OPERAND (fn, 0);
13700                     if (TREE_CODE (fn) == COMPONENT_REF)
13701                       fn = TREE_OPERAND (fn, 1);
13702                     if (is_overloaded_fn (fn))
13703                       fn = get_first_fn (fn);
13704                     permerror (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13705                                "%qD was not declared in this scope, "
13706                                "and no declarations were found by "
13707                                "argument-dependent lookup at the point "
13708                                "of instantiation", function);
13709                     if (!DECL_P (fn))
13710                       /* Can't say anything more.  */;
13711                     else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (fn))
13712                       {
13713                         inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13714                                 "declarations in dependent base %qT are "
13715                                 "not found by unqualified lookup",
13716                                 DECL_CLASS_CONTEXT (fn));
13717                         if (current_class_ptr)
13718                           inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13719                                   "use %<this->%D%> instead", function);
13720                         else
13721                           inform (EXPR_LOC_OR_HERE (t),
13722                                   "use %<%T::%D%> instead",
13723                                   current_class_name, function);
13724                       }
13725                     else
13726                       inform (0, "%q+D declared here, later in the "
13727                                 "translation unit", fn);
13728                     function = unq;
13729                   }
13730               }
13731             if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
13732               {
13733                 unqualified_name_lookup_error (function);
13734                 release_tree_vector (call_args);
13735                 return error_mark_node;
13736               }
13737           }
13738
13739         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
13740         if (DECL_P (function))
13741           mark_used (function);
13742
13743         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
13744           ret = build_offset_ref_call_from_tree (function, &call_args);
13745         else if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
13746           {
13747             tree instance = TREE_OPERAND (function, 0);
13748             tree fn = TREE_OPERAND (function, 1);
13749
13750             if (processing_template_decl
13751                 && (type_dependent_expression_p (instance)
13752                     || (!BASELINK_P (fn)
13753                         && TREE_CODE (fn) != FIELD_DECL)
13754                     || type_dependent_expression_p (fn)
13755                     || any_type_dependent_arguments_p (call_args)))
13756               ret = build_nt_call_vec (function, call_args);
13757             else if (!BASELINK_P (fn))
13758               ret = finish_call_expr (function, &call_args,
13759                                        /*disallow_virtual=*/false,
13760                                        /*koenig_p=*/false,
13761                                        complain);
13762             else
13763               ret = (build_new_method_call
13764                       (instance, fn,
13765                        &call_args, NULL_TREE,
13766                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
13767                        /*fn_p=*/NULL,
13768                        complain));
13769           }
13770         else
13771           ret = finish_call_expr (function, &call_args,
13772                                   /*disallow_virtual=*/qualified_p,
13773                                   koenig_p,
13774                                   complain);
13775
13776         release_tree_vector (call_args);
13777
13778         return ret;
13779       }
13780
13781     case COND_EXPR:
13782       return build_x_conditional_expr
13783         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13784          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13785          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
13786          complain);
13787
13788     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
13789       return finish_pseudo_destructor_expr
13790         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
13791          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
13792          tsubst (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
13793
13794     case TREE_LIST:
13795       {
13796         tree purpose, value, chain;
13797
13798         if (t == void_list_node)
13799           return t;
13800
13801         if ((TREE_PURPOSE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_PURPOSE (t)))
13802             || (TREE_VALUE (t) && PACK_EXPANSION_P (TREE_VALUE (t))))
13803           {
13804             /* We have pack expansions, so expand those and
13805                create a new list out of it.  */
13806             tree purposevec = NULL_TREE;
13807             tree valuevec = NULL_TREE;
13808             tree chain;
13809             int i, len = -1;
13810
13811             /* Expand the argument expressions.  */
13812             if (TREE_PURPOSE (t))
13813               purposevec = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), args,
13814                                                  complain, in_decl);
13815             if (TREE_VALUE (t))
13816               valuevec = tsubst_pack_expansion (TREE_VALUE (t), args,
13817                                                complain, in_decl);
13818
13819             /* Build the rest of the list.  */
13820             chain = TREE_CHAIN (t);
13821             if (chain && chain != void_type_node)
13822               chain = RECUR (chain);
13823
13824             /* Determine the number of arguments.  */
13825             if (purposevec && TREE_CODE (purposevec) == TREE_VEC)
13826               {
13827                 len = TREE_VEC_LENGTH (purposevec);
13828                 gcc_assert (!valuevec || len == TREE_VEC_LENGTH (valuevec));
13829               }
13830             else if (TREE_CODE (valuevec) == TREE_VEC)
13831               len = TREE_VEC_LENGTH (valuevec);
13832             else
13833               {
13834                 /* Since we only performed a partial substitution into
13835                    the argument pack, we only return a single list
13836                    node.  */
13837                 if (purposevec == TREE_PURPOSE (t)
13838                     && valuevec == TREE_VALUE (t)
13839                     && chain == TREE_CHAIN (t))
13840                   return t;
13841
13842                 return tree_cons (purposevec, valuevec, chain);
13843               }
13844             
13845             /* Convert the argument vectors into a TREE_LIST */
13846             i = len;
13847             while (i > 0)
13848               {
13849                 /* Grab the Ith values.  */
13850                 i--;
13851                 purpose = purposevec ? TREE_VEC_ELT (purposevec, i) 
13852                                      : NULL_TREE;
13853                 value 
13854                   = valuevec ? convert_from_reference (TREE_VEC_ELT (valuevec, i)) 
13855                              : NULL_TREE;
13856
13857                 /* Build the list (backwards).  */
13858                 chain = tree_cons (purpose, value, chain);
13859               }
13860
13861             return chain;
13862           }
13863
13864         purpose = TREE_PURPOSE (t);
13865         if (purpose)
13866           purpose = RECUR (purpose);
13867         value = TREE_VALUE (t);
13868         if (value)
13869           value = RECUR (value);
13870         chain = TREE_CHAIN (t);
13871         if (chain && chain != void_type_node)
13872           chain = RECUR (chain);
13873         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
13874             && value == TREE_VALUE (t)
13875             && chain == TREE_CHAIN (t))
13876           return t;
13877         return tree_cons (purpose, value, chain);
13878       }
13879
13880     case COMPONENT_REF:
13881       {
13882         tree object;
13883         tree object_type;
13884         tree member;
13885
13886         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
13887                                                      args, complain, in_decl);
13888         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
13889         if (DECL_P (object))
13890           mark_used (object);
13891         object_type = TREE_TYPE (object);
13892
13893         member = TREE_OPERAND (t, 1);
13894         if (BASELINK_P (member))
13895           member = tsubst_baselink (member,
13896                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
13897                                     args, complain, in_decl);
13898         else
13899           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
13900         if (member == error_mark_node)
13901           return error_mark_node;
13902
13903         if (type_dependent_expression_p (object))
13904           /* We can't do much here.  */;
13905         else if (!CLASS_TYPE_P (object_type))
13906           {
13907             if (SCALAR_TYPE_P (object_type))
13908               {
13909                 tree s = NULL_TREE;
13910                 tree dtor = member;
13911
13912                 if (TREE_CODE (dtor) == SCOPE_REF)
13913                   {
13914                     s = TREE_OPERAND (dtor, 0);
13915                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 1);
13916                   }
13917                 if (TREE_CODE (dtor) == BIT_NOT_EXPR)
13918                   {
13919                     dtor = TREE_OPERAND (dtor, 0);
13920                     if (TYPE_P (dtor))
13921                       return finish_pseudo_destructor_expr (object, s, dtor);
13922                   }
13923               }
13924           }
13925         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
13926                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13927           {
13928             /* Lookup the template functions now that we know what the
13929                scope is.  */
13930             tree scope = TREE_OPERAND (member, 0);
13931             tree tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
13932             tree args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
13933             member = lookup_qualified_name (scope, tmpl,
13934                                             /*is_type_p=*/false,
13935                                             /*complain=*/false);
13936             if (BASELINK_P (member))
13937               {
13938                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
13939                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
13940                               args);
13941                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
13942                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
13943                            object_type));
13944               }
13945             else
13946               {
13947                 qualified_name_lookup_error (scope, tmpl, member,
13948                                              input_location);
13949                 return error_mark_node;
13950               }
13951           }
13952         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
13953                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
13954                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
13955           {
13956             if (complain & tf_error)
13957               {
13958                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
13959                   error ("%qT is not a class or namespace",
13960                          TREE_OPERAND (member, 0));
13961                 else
13962                   error ("%qD is not a class or namespace",
13963                          TREE_OPERAND (member, 0));
13964               }
13965             return error_mark_node;
13966           }
13967         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
13968           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
13969
13970         return finish_class_member_access_expr (object, member,
13971                                                 /*template_p=*/false,
13972                                                 complain);
13973       }
13974
13975     case THROW_EXPR:
13976       return build_throw
13977         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
13978
13979     case CONSTRUCTOR:
13980       {
13981         VEC(constructor_elt,gc) *n;
13982         constructor_elt *ce;
13983         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
13984         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
13985         bool process_index_p;
13986         int newlen;
13987         bool need_copy_p = false;
13988         tree r;
13989
13990         if (type == error_mark_node)
13991           return error_mark_node;
13992
13993         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
13994         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
13995           return t;
13996
13997         /* We do not want to process the index of aggregate
13998            initializers as they are identifier nodes which will be
13999            looked up by digest_init.  */
14000         process_index_p = !(type && MAYBE_CLASS_TYPE_P (type));
14001
14002         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
14003         newlen = VEC_length (constructor_elt, n);
14004         FOR_EACH_VEC_ELT (constructor_elt, n, idx, ce)
14005           {
14006             if (ce->index && process_index_p)
14007               ce->index = RECUR (ce->index);
14008
14009             if (PACK_EXPANSION_P (ce->value))
14010               {
14011                 /* Substitute into the pack expansion.  */
14012                 ce->value = tsubst_pack_expansion (ce->value, args, complain,
14013                                                   in_decl);
14014
14015                 if (ce->value == error_mark_node
14016                     || PACK_EXPANSION_P (ce->value))
14017                   ;
14018                 else if (TREE_VEC_LENGTH (ce->value) == 1)
14019                   /* Just move the argument into place.  */
14020                   ce->value = TREE_VEC_ELT (ce->value, 0);
14021                 else
14022                   {
14023                     /* Update the length of the final CONSTRUCTOR
14024                        arguments vector, and note that we will need to
14025                        copy.*/
14026                     newlen = newlen + TREE_VEC_LENGTH (ce->value) - 1;
14027                     need_copy_p = true;
14028                   }
14029               }
14030             else
14031               ce->value = RECUR (ce->value);
14032           }
14033
14034         if (need_copy_p)
14035           {
14036             VEC(constructor_elt,gc) *old_n = n;
14037
14038             n = VEC_alloc (constructor_elt, gc, newlen);
14039             FOR_EACH_VEC_ELT (constructor_elt, old_n, idx, ce)
14040               {
14041                 if (TREE_CODE (ce->value) == TREE_VEC)
14042                   {
14043                     int i, len = TREE_VEC_LENGTH (ce->value);
14044                     for (i = 0; i < len; ++i)
14045                       CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0,
14046                                               TREE_VEC_ELT (ce->value, i));
14047                   }
14048                 else
14049                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (n, 0, ce->value);
14050               }
14051           }
14052
14053         r = build_constructor (init_list_type_node, n);
14054         CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (r) = CONSTRUCTOR_IS_DIRECT_INIT (t);
14055
14056         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
14057           return finish_compound_literal (type, r, complain);
14058
14059         TREE_TYPE (r) = type;
14060         return r;
14061       }
14062
14063     case TYPEID_EXPR:
14064       {
14065         tree operand_0 = TREE_OPERAND (t, 0);
14066         if (TYPE_P (operand_0))
14067           {
14068             operand_0 = tsubst (operand_0, args, complain, in_decl);
14069             return get_typeid (operand_0);
14070           }
14071         else
14072           {
14073             operand_0 = RECUR (operand_0);
14074             return build_typeid (operand_0);
14075           }
14076       }
14077
14078     case VAR_DECL:
14079       if (!args)
14080         return t;
14081       /* Fall through */
14082
14083     case PARM_DECL:
14084       {
14085         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14086
14087         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
14088           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
14089              the appropriate INDIRECT_REF.  */
14090           r = convert_from_reference (r);
14091         return r;
14092       }
14093
14094     case VA_ARG_EXPR:
14095       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
14096                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
14097
14098     case OFFSETOF_EXPR:
14099       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
14100
14101     case TRAIT_EXPR:
14102       {
14103         tree type1 = tsubst_copy (TRAIT_EXPR_TYPE1 (t), args,
14104                                   complain, in_decl);
14105
14106         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (t);
14107         if (type2)
14108           type2 = tsubst_copy (type2, args, complain, in_decl);
14109         
14110         return finish_trait_expr (TRAIT_EXPR_KIND (t), type1, type2);
14111       }
14112
14113     case STMT_EXPR:
14114       {
14115         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
14116         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
14117
14118         cur_stmt_expr = stmt_expr;
14119         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
14120                      integral_constant_expression_p);
14121         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
14122         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
14123
14124         /* If the resulting list of expression statement is empty,
14125            fold it further into void_zero_node.  */
14126         if (empty_expr_stmt_p (stmt_expr))
14127           stmt_expr = void_zero_node;
14128
14129         return stmt_expr;
14130       }
14131
14132     case CONST_DECL:
14133       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14134       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
14135          to their underlying values.  */
14136       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && !processing_template_decl)
14137         {
14138           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
14139           return DECL_INITIAL (t);
14140         }
14141       return t;
14142
14143     case LAMBDA_EXPR:
14144       {
14145         tree r = build_lambda_expr ();
14146
14147         tree type = tsubst (LAMBDA_EXPR_CLOSURE (t), args, complain, NULL_TREE);
14148         LAMBDA_EXPR_CLOSURE (r) = type;
14149         CLASSTYPE_LAMBDA_EXPR (type) = r;
14150
14151         LAMBDA_EXPR_LOCATION (r)
14152           = LAMBDA_EXPR_LOCATION (t);
14153         LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (r)
14154           = LAMBDA_EXPR_DEFAULT_CAPTURE_MODE (t);
14155         LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (r) = LAMBDA_EXPR_MUTABLE_P (t);
14156         LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (r)
14157           = (LAMBDA_EXPR_DISCRIMINATOR (t));
14158         LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (r)
14159           = RECUR (LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE (t));
14160         if (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t) == dependent_lambda_return_type_node)
14161           {
14162             LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (r) = dependent_lambda_return_type_node;
14163             LAMBDA_EXPR_DEDUCE_RETURN_TYPE_P (r) = true;
14164           }
14165         else
14166           LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (r)
14167             = tsubst (LAMBDA_EXPR_RETURN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
14168
14169         gcc_assert (LAMBDA_EXPR_THIS_CAPTURE (t) == NULL_TREE
14170                     && LAMBDA_EXPR_PENDING_PROXIES (t) == NULL);
14171
14172         /* Do this again now that LAMBDA_EXPR_EXTRA_SCOPE is set.  */
14173         determine_visibility (TYPE_NAME (type));
14174         /* Now that we know visibility, instantiate the type so we have a
14175            declaration of the op() for later calls to lambda_function.  */
14176         complete_type (type);
14177
14178         /* The capture list refers to closure members, so this needs to
14179            wait until after we finish instantiating the type.  */
14180         LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (r)
14181           = RECUR (LAMBDA_EXPR_CAPTURE_LIST (t));
14182
14183         return build_lambda_object (r);
14184       }
14185
14186     case TARGET_EXPR:
14187       /* We can get here for a constant initializer of non-dependent type.
14188          FIXME stop folding in cp_parser_initializer_clause.  */
14189       gcc_assert (TREE_CONSTANT (t));
14190       {
14191         tree r = get_target_expr (RECUR (TARGET_EXPR_INITIAL (t)));
14192         TREE_CONSTANT (r) = true;
14193         return r;
14194       }
14195
14196     default:
14197       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
14198       {
14199         tree subst
14200           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
14201                                          in_decl, /*function_p=*/false);
14202         if (subst)
14203           return subst;
14204       }
14205       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
14206     }
14207
14208 #undef RECUR
14209 }
14210
14211 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
14212    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
14213    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
14214    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
14215
14216 static bool
14217 check_instantiated_arg (tree tmpl, tree t, tsubst_flags_t complain)
14218 {
14219   if (ARGUMENT_PACK_P (t))
14220     {
14221       tree vec = ARGUMENT_PACK_ARGS (t);
14222       int len = TREE_VEC_LENGTH (vec);
14223       bool result = false;
14224       int i;
14225
14226       for (i = 0; i < len; ++i)
14227         if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (vec, i), complain))
14228           result = true;
14229       return result;
14230     }
14231   else if (TYPE_P (t))
14232     {
14233       /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
14234          of a class or enumeration declared in a local scope)
14235          shall not be used to declare an entity with linkage.
14236          This implies that names with no linkage cannot be used as
14237          template arguments
14238
14239          DR 757 relaxes this restriction for C++0x.  */
14240       tree nt = (cxx_dialect > cxx98 ? NULL_TREE
14241                  : no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false));
14242
14243       if (nt)
14244         {
14245           /* DR 488 makes use of a type with no linkage cause
14246              type deduction to fail.  */
14247           if (complain & tf_error)
14248             {
14249               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
14250                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
14251               else
14252                 error ("template argument for %qD uses local type %qT",
14253                        tmpl, t);
14254             }
14255           return true;
14256         }
14257       /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
14258          allow variably-modified types as template arguments.  */
14259       else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
14260         {
14261           if (complain & tf_error)
14262             error ("%qT is a variably modified type", t);
14263           return true;
14264         }
14265     }
14266   /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
14267      constant.  */
14268   else if (TREE_TYPE (t)
14269            && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
14270            && !TREE_CONSTANT (t))
14271     {
14272       if (complain & tf_error)
14273         error ("integral expression %qE is not constant", t);
14274       return true;
14275     }
14276   return false;
14277 }
14278
14279 static bool
14280 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
14281 {
14282   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
14283   bool result = false;
14284
14285   for (ix = 0; ix != len; ix++)
14286     {
14287       if (check_instantiated_arg (tmpl, TREE_VEC_ELT (args, ix), complain))
14288         result = true;
14289     }
14290   if (result && (complain & tf_error))
14291     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
14292   return result;
14293 }
14294
14295 /* In C++0x, it's possible to have a function template whose type depends
14296    on itself recursively.  This is most obvious with decltype, but can also
14297    occur with enumeration scope (c++/48969).  So we need to catch infinite
14298    recursion and reject the substitution at deduction time; this function
14299    will return error_mark_node for any repeated substitution.
14300
14301    This also catches excessive recursion such as when f<N> depends on
14302    f<N-1> across all integers, and returns error_mark_node for all the
14303    substitutions back up to the initial one.
14304
14305    This is, of course, not reentrant.  */
14306
14307 static tree
14308 deduction_tsubst_fntype (tree fn, tree targs, tsubst_flags_t complain)
14309 {
14310   static bool excessive_deduction_depth;
14311   static int deduction_depth;
14312   struct pending_template *old_last_pend = last_pending_template;
14313   struct tinst_level *old_error_tinst = last_error_tinst_level;
14314
14315   tree fntype = TREE_TYPE (fn);
14316   tree tinst;
14317   tree r;
14318
14319   if (excessive_deduction_depth)
14320     return error_mark_node;
14321
14322   tinst = build_tree_list (fn, targs);
14323   if (!push_tinst_level (tinst))
14324     {
14325       excessive_deduction_depth = true;
14326       ggc_free (tinst);
14327       return error_mark_node;
14328     }
14329
14330   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
14331   ++deduction_depth;
14332   push_deduction_access_scope (fn);
14333   r = tsubst (fntype, targs, complain, NULL_TREE);
14334   pop_deduction_access_scope (fn);
14335   --deduction_depth;
14336
14337   if (excessive_deduction_depth)
14338     {
14339       r = error_mark_node;
14340       if (deduction_depth == 0)
14341         /* Reset once we're all the way out.  */
14342         excessive_deduction_depth = false;
14343     }
14344
14345   pop_tinst_level ();
14346   /* We can't free this if a pending_template entry or last_error_tinst_level
14347      is pointing at it.  */
14348   if (last_pending_template == old_last_pend
14349       && last_error_tinst_level == old_error_tinst)
14350     ggc_free (tinst);
14351   return r;
14352 }
14353
14354 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
14355    the template arguments in TARG_PTR.  */
14356
14357 static tree
14358 instantiate_template_1 (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
14359 {
14360   tree targ_ptr = orig_args;
14361   tree fndecl;
14362   tree gen_tmpl;
14363   tree spec;
14364   HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
14365
14366   if (tmpl == error_mark_node)
14367     return error_mark_node;
14368
14369   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
14370
14371   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
14372   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
14373     {
14374       tree spec;
14375       tree clone;
14376
14377       /* Use DECL_ABSTRACT_ORIGIN because only FUNCTION_DECLs have
14378          DECL_CLONED_FUNCTION.  */
14379       spec = instantiate_template (DECL_ABSTRACT_ORIGIN (tmpl),
14380                                    targ_ptr, complain);
14381       if (spec == error_mark_node)
14382         return error_mark_node;
14383
14384       /* Look for the clone.  */
14385       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
14386         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
14387           return clone;
14388       /* We should always have found the clone by now.  */
14389       gcc_unreachable ();
14390       return NULL_TREE;
14391     }
14392
14393   /* Check to see if we already have this specialization.  */
14394   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
14395   if (tmpl != gen_tmpl)
14396     /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
14397        arguments we must add the arguments used to perform the
14398        partial instantiation.  */
14399     targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
14400                                             targ_ptr);
14401
14402   /* It would be nice to avoid hashing here and then again in tsubst_decl,
14403      but it doesn't seem to be on the hot path.  */
14404   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr, 0);
14405
14406   gcc_assert (tmpl == gen_tmpl
14407               || ((fndecl = retrieve_specialization (tmpl, orig_args, 0))
14408                   == spec)
14409               || fndecl == NULL_TREE);
14410
14411   if (spec != NULL_TREE)
14412     return spec;
14413
14414   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
14415                                complain))
14416     return error_mark_node;
14417
14418   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
14419      parameters and return types have to be checked.  However this
14420      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
14421      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
14422      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
14423   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
14424
14425   /* Although PROCESSING_TEMPLATE_DECL may be true at this point
14426      (because, for example, we have encountered a non-dependent
14427      function call in the body of a template function and must now
14428      determine which of several overloaded functions will be called),
14429      within the instantiation itself we are not processing a
14430      template.  */  
14431   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
14432   processing_template_decl = 0;
14433   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
14434   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
14435                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
14436   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
14437   if (fndecl == error_mark_node)
14438     return error_mark_node;
14439
14440   /* Now we know the specialization, compute access previously
14441      deferred.  */
14442   push_access_scope (fndecl);
14443
14444   /* Some typedefs referenced from within the template code need to be access
14445      checked at template instantiation time, i.e now. These types were
14446      added to the template at parsing time. Let's get those and perfom
14447      the acces checks then.  */
14448   perform_typedefs_access_check (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl), targ_ptr);
14449   perform_deferred_access_checks ();
14450   pop_access_scope (fndecl);
14451   pop_deferring_access_checks ();
14452
14453   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
14454      template, not the most general template.  */
14455   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
14456
14457   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
14458      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
14459      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
14460      instantiating the template clones.  */
14461   if (DECL_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (DECL_CHAIN (gen_tmpl)))
14462     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
14463
14464   return fndecl;
14465 }
14466
14467 /* Wrapper for instantiate_template_1.  */
14468
14469 tree
14470 instantiate_template (tree tmpl, tree orig_args, tsubst_flags_t complain)
14471 {
14472   tree ret;
14473   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
14474   ret = instantiate_template_1 (tmpl, orig_args,  complain);
14475   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
14476   return ret;
14477 }
14478
14479 /* We're going to do deduction substitution on the type of TMPL, a function
14480    template.  In C++11 mode, push into that access scope.  In C++03 mode,
14481    disable access checking.  */
14482
14483 static void
14484 push_deduction_access_scope (tree tmpl)
14485 {
14486   if (cxx_dialect >= cxx0x)
14487     {
14488       int ptd = processing_template_decl;
14489       push_access_scope (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
14490       /* Preserve processing_template_decl across push_to_top_level.  */
14491       if (ptd && !processing_template_decl)
14492         ++processing_template_decl;
14493     }
14494   else
14495     push_deferring_access_checks (dk_no_check);
14496 }
14497
14498 /* And pop back out.  */
14499
14500 static void
14501 pop_deduction_access_scope (tree tmpl)
14502 {
14503   if (cxx_dialect >= cxx0x)
14504     pop_access_scope (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl));
14505   else
14506     pop_deferring_access_checks ();
14507 }
14508
14509 /* PARM is a template parameter pack for FN.  Returns true iff
14510    PARM is used in a deducible way in the argument list of FN.  */
14511
14512 static bool
14513 pack_deducible_p (tree parm, tree fn)
14514 {
14515   tree t = FUNCTION_FIRST_USER_PARMTYPE (fn);
14516   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
14517     {
14518       tree type = TREE_VALUE (t);
14519       tree packs;
14520       if (!PACK_EXPANSION_P (type))
14521         continue;
14522       for (packs = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (type);
14523            packs; packs = TREE_CHAIN (packs))
14524         if (TREE_VALUE (packs) == parm)
14525           {
14526             /* The template parameter pack is used in a function parameter
14527                pack.  If this is the end of the parameter list, the
14528                template parameter pack is deducible.  */
14529             if (TREE_CHAIN (t) == void_list_node)
14530               return true;
14531             else
14532               /* Otherwise, not.  Well, it could be deduced from
14533                  a non-pack parameter, but doing so would end up with
14534                  a deduction mismatch, so don't bother.  */
14535               return false;
14536           }
14537     }
14538   /* The template parameter pack isn't used in any function parameter
14539      packs, but it might be used deeper, e.g. tuple<Args...>.  */
14540   return true;
14541 }
14542
14543 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  ARGS is an array with
14544    NARGS elements of the arguments that are being used when calling
14545    it.  TARGS is a vector into which the deduced template arguments
14546    are placed.
14547
14548    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
14549    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
14550    printed only for an incomplete match.
14551
14552    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
14553    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
14554
14555    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
14556    template-id.
14557
14558    The parameter STRICT is one of:
14559
14560    DEDUCE_CALL:
14561      We are deducing arguments for a function call, as in
14562      [temp.deduct.call].
14563
14564    DEDUCE_CONV:
14565      We are deducing arguments for a conversion function, as in
14566      [temp.deduct.conv].
14567
14568    DEDUCE_EXACT:
14569      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
14570      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
14571      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
14572      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
14573
14574 int
14575 fn_type_unification (tree fn,
14576                      tree explicit_targs,
14577                      tree targs,
14578                      const tree *args,
14579                      unsigned int nargs,
14580                      tree return_type,
14581                      unification_kind_t strict,
14582                      int flags,
14583                      bool explain_p)
14584 {
14585   tree parms;
14586   tree fntype;
14587   int result;
14588
14589   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
14590
14591   fntype = TREE_TYPE (fn);
14592   if (explicit_targs)
14593     {
14594       /* [temp.deduct]
14595
14596          The specified template arguments must match the template
14597          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
14598          must not be more arguments than there are parameters;
14599          otherwise type deduction fails.
14600
14601          Nontype arguments must match the types of the corresponding
14602          nontype template parameters, or must be convertible to the
14603          types of the corresponding nontype parameters as specified in
14604          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
14605
14606          All references in the function type of the function template
14607          to the corresponding template parameters are replaced by the
14608          specified template argument values.  If a substitution in a
14609          template parameter or in the function type of the function
14610          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
14611       tree tparms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn);
14612       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
14613       tree converted_args;
14614       bool incomplete = false;
14615
14616       if (explicit_targs == error_mark_node)
14617         return unify_invalid (explain_p);
14618
14619       converted_args
14620         = (coerce_template_parms (tparms, explicit_targs, NULL_TREE,
14621                                   (explain_p
14622                                    ? tf_warning_or_error
14623                                    : tf_none),
14624                                    /*require_all_args=*/false,
14625                                    /*use_default_args=*/false));
14626       if (converted_args == error_mark_node)
14627         return 1;
14628
14629       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
14630          necessary so that, for instance, explicitly declared function
14631          arguments can match null pointed constants.  If we were given
14632          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
14633          processing during substitution as we could create partial
14634          instantiations.  */
14635       for (i = 0; i < len; i++)
14636         {
14637           tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
14638           bool parameter_pack = false;
14639           tree targ = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
14640
14641           /* Dig out the actual parm.  */
14642           if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
14643               || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
14644             {
14645               parm = TREE_TYPE (parm);
14646               parameter_pack = TEMPLATE_TYPE_PARAMETER_PACK (parm);
14647             }
14648           else if (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL)
14649             {
14650               parm = DECL_INITIAL (parm);
14651               parameter_pack = TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm);
14652             }
14653
14654           if (!parameter_pack && targ == NULL_TREE)
14655             /* No explicit argument for this template parameter.  */
14656             incomplete = true;
14657
14658           if (parameter_pack && pack_deducible_p (parm, fn))
14659             {
14660               /* Mark the argument pack as "incomplete". We could
14661                  still deduce more arguments during unification.
14662                  We remove this mark in type_unification_real.  */
14663               if (targ)
14664                 {
14665                   ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P(targ) = 1;
14666                   ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) 
14667                     = ARGUMENT_PACK_ARGS (targ);
14668                 }
14669
14670               /* We have some incomplete argument packs.  */
14671               incomplete = true;
14672             }
14673         }
14674
14675       processing_template_decl += incomplete;
14676       fntype = deduction_tsubst_fntype (fn, converted_args,
14677                                         (explain_p
14678                                          ? tf_warning_or_error
14679                                          : tf_none));
14680       processing_template_decl -= incomplete;
14681
14682       if (fntype == error_mark_node)
14683         return 1;
14684
14685       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
14686       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
14687         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
14688     }
14689
14690   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
14691   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
14692
14693   if (return_type)
14694     {
14695       tree *new_args;
14696
14697       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
14698       new_args = XALLOCAVEC (tree, nargs + 1);
14699       new_args[0] = return_type;
14700       memcpy (new_args + 1, args, nargs * sizeof (tree));
14701       args = new_args;
14702       ++nargs;
14703     }
14704
14705   /* We allow incomplete unification without an error message here
14706      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
14707      callers must be ready to deal with unification failures in any
14708      event.  */
14709   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
14710                                   targs, parms, args, nargs, /*subr=*/0,
14711                                   strict, flags, explain_p);
14712
14713   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
14714      ensure that the arguments deduced for the template template
14715      parameters have compatible template parameter lists.  We cannot
14716      check this property before we have deduced all template
14717      arguments, because the template parameter types of a template
14718      template parameter might depend on prior template parameters
14719      deduced after the template template parameter.  The following
14720      ill-formed example illustrates this issue:
14721
14722        template<typename T, template<T> class C> void f(C<5>, T);
14723
14724        template<int N> struct X {};
14725
14726        void g() {
14727          f(X<5>(), 5l); // error: template argument deduction fails
14728        }
14729
14730      The template parameter list of 'C' depends on the template type
14731      parameter 'T', but 'C' is deduced to 'X' before 'T' is deduced to
14732      'long'.  Thus, we can't check that 'C' cannot bind to 'X' at the
14733      time that we deduce 'C'.  */
14734   if (result == 0
14735       && !template_template_parm_bindings_ok_p 
14736            (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), targs))
14737     return unify_inconsistent_template_template_parameters (explain_p);
14738
14739   if (result == 0)
14740     /* All is well so far.  Now, check:
14741
14742        [temp.deduct]
14743
14744        When all template arguments have been deduced, all uses of
14745        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
14746        the corresponding deduced argument values.  If the
14747        substitution results in an invalid type, as described above,
14748        type deduction fails.  */
14749     {
14750       tree substed = deduction_tsubst_fntype (fn, targs,
14751                                               (explain_p
14752                                                ? tf_warning_or_error
14753                                                : tf_none));
14754       if (substed == error_mark_node)
14755         return 1;
14756
14757       /* If we're looking for an exact match, check that what we got
14758          is indeed an exact match.  It might not be if some template
14759          parameters are used in non-deduced contexts.  */
14760       if (strict == DEDUCE_EXACT)
14761         {
14762           unsigned int i;
14763
14764           tree sarg
14765             = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (substed));
14766           if (return_type)
14767             sarg = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (substed), sarg);
14768           for (i = 0; i < nargs && sarg; ++i, sarg = TREE_CHAIN (sarg))
14769             if (!same_type_p (args[i], TREE_VALUE (sarg)))
14770               return unify_type_mismatch (explain_p, args[i],
14771                                           TREE_VALUE (sarg));
14772         }
14773     }
14774
14775   return result;
14776 }
14777
14778 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
14779    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
14780    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
14781    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
14782    the argument passed to the call, or the type of the value
14783    initialized with the result of the conversion function.
14784    ARG_EXPR is the original argument expression, which may be null.  */
14785
14786 static int
14787 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
14788                                   tree* parm,
14789                                   tree* arg,
14790                                   tree arg_expr)
14791 {
14792   int result = 0;
14793
14794   switch (strict)
14795     {
14796     case DEDUCE_CALL:
14797       break;
14798
14799     case DEDUCE_CONV:
14800       {
14801         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
14802            function; the handling is precisely symmetric since PARM
14803            will initialize ARG rather than vice versa.  */
14804         tree* temp = parm;
14805         parm = arg;
14806         arg = temp;
14807         break;
14808       }
14809
14810     case DEDUCE_EXACT:
14811       /* Core issue #873: Do the DR606 thing (see below) for these cases,
14812          too, but here handle it by stripping the reference from PARM
14813          rather than by adding it to ARG.  */
14814       if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
14815           && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
14816           && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14817           && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
14818           && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE
14819           && !TYPE_REF_IS_RVALUE (*arg))
14820         *parm = TREE_TYPE (*parm);
14821       /* Nothing else to do in this case.  */
14822       return 0;
14823
14824     default:
14825       gcc_unreachable ();
14826     }
14827
14828   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
14829     {
14830       /* [temp.deduct.call]
14831
14832          If P is not a reference type:
14833
14834          --If A is an array type, the pointer type produced by the
14835          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
14836          used in place of A for type deduction; otherwise,
14837
14838          --If A is a function type, the pointer type produced by
14839          the function-to-pointer standard conversion
14840          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
14841          otherwise,
14842
14843          --If A is a cv-qualified type, the top level
14844          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
14845          deduction.  */
14846       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
14847         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
14848       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
14849         *arg = build_pointer_type (*arg);
14850       else
14851         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
14852     }
14853
14854   /* From C++0x [14.8.2.1/3 temp.deduct.call] (after DR606), "If P is
14855      of the form T&&, where T is a template parameter, and the argument
14856      is an lvalue, T is deduced as A& */
14857   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE
14858       && TYPE_REF_IS_RVALUE (*parm)
14859       && TREE_CODE (TREE_TYPE (*parm)) == TEMPLATE_TYPE_PARM
14860       && cp_type_quals (TREE_TYPE (*parm)) == TYPE_UNQUALIFIED
14861       && (arg_expr ? real_lvalue_p (arg_expr)
14862           /* try_one_overload doesn't provide an arg_expr, but
14863              functions are always lvalues.  */
14864           : TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE))
14865     *arg = build_reference_type (*arg);
14866
14867   /* [temp.deduct.call]
14868
14869      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
14870      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
14871      reference type, the type referred to by P is used for
14872      type deduction.  */
14873   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
14874   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
14875     {
14876       *parm = TREE_TYPE (*parm);
14877       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
14878     }
14879
14880   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
14881      too (which has been swapped into ARG).  */
14882   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
14883     *arg = TREE_TYPE (*arg);
14884
14885   return result;
14886 }
14887
14888 /* Subroutine of unify_one_argument.  PARM is a function parameter of a
14889    template which does contain any deducible template parameters; check if
14890    ARG is a suitable match for it.  STRICT, FLAGS and EXPLAIN_P are as in
14891    unify_one_argument.  */
14892
14893 static int
14894 check_non_deducible_conversion (tree parm, tree arg, int strict,
14895                                 int flags, bool explain_p)
14896 {
14897   tree type;
14898
14899   if (!TYPE_P (arg))
14900     type = TREE_TYPE (arg);
14901   else
14902     type = arg;
14903
14904   if (same_type_p (parm, type))
14905     return unify_success (explain_p);
14906
14907   if (strict == DEDUCE_CONV)
14908     {
14909       if (can_convert_arg (type, parm, NULL_TREE, flags))
14910         return unify_success (explain_p);
14911     }
14912   else if (strict != DEDUCE_EXACT)
14913     {
14914       if (can_convert_arg (parm, type,
14915                            TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
14916                            flags))
14917         return unify_success (explain_p);
14918     }
14919
14920   if (strict == DEDUCE_EXACT)
14921     return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
14922   else
14923     return unify_arg_conversion (explain_p, parm, type, arg);
14924 }
14925
14926 /* Subroutine of type_unification_real and unify_pack_expansion to
14927    handle unification of a single P/A pair.  Parameters are as
14928    for those functions.  */
14929
14930 static int
14931 unify_one_argument (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
14932                     int subr, unification_kind_t strict, int flags,
14933                     bool explain_p)
14934 {
14935   tree arg_expr = NULL_TREE;
14936   int arg_strict;
14937
14938   if (arg == error_mark_node || parm == error_mark_node)
14939     return unify_invalid (explain_p);
14940   if (arg == unknown_type_node)
14941     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
14942        template args from other function args.  */
14943     return unify_success (explain_p);
14944
14945   /* FIXME uses_deducible_template_parms */
14946   if (TYPE_P (parm) && !uses_template_parms (parm))
14947     return check_non_deducible_conversion (parm, arg, strict, flags,
14948                                            explain_p);
14949
14950   switch (strict)
14951     {
14952     case DEDUCE_CALL:
14953       arg_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL
14954                     | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
14955                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
14956       break;
14957
14958     case DEDUCE_CONV:
14959       arg_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
14960       break;
14961
14962     case DEDUCE_EXACT:
14963       arg_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
14964       break;
14965
14966     default:
14967       gcc_unreachable ();
14968     }
14969
14970   /* We only do these transformations if this is the top-level
14971      parameter_type_list in a call or declaration matching; in other
14972      situations (nested function declarators, template argument lists) we
14973      won't be comparing a type to an expression, and we don't do any type
14974      adjustments.  */
14975   if (!subr)
14976     {
14977       if (!TYPE_P (arg))
14978         {
14979           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
14980           if (type_unknown_p (arg))
14981             {
14982               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be
14983                  deduced from a pointer to function or pointer
14984                  to member function argument if the set of
14985                  overloaded functions does not contain function
14986                  templates and at most one of a set of
14987                  overloaded functions provides a unique
14988                  match.  */
14989
14990               if (resolve_overloaded_unification
14991                   (tparms, targs, parm, arg, strict,
14992                    arg_strict, explain_p))
14993                 return unify_success (explain_p);
14994               return unify_overload_resolution_failure (explain_p, arg);
14995             }
14996
14997           arg_expr = arg;
14998           arg = unlowered_expr_type (arg);
14999           if (arg == error_mark_node)
15000             return unify_invalid (explain_p);
15001         }
15002
15003       arg_strict |=
15004         maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, arg_expr);
15005     }
15006   else
15007     gcc_assert ((TYPE_P (parm) || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
15008                 == (TYPE_P (arg) || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL));
15009
15010   /* For deduction from an init-list we need the actual list.  */
15011   if (arg_expr && BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg_expr))
15012     arg = arg_expr;
15013   return unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict, explain_p);
15014 }
15015
15016 /* Most parms like fn_type_unification.
15017
15018    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
15019    arguments of a function or method parameter of a function
15020    template). */
15021
15022 static int
15023 type_unification_real (tree tparms,
15024                        tree targs,
15025                        tree xparms,
15026                        const tree *xargs,
15027                        unsigned int xnargs,
15028                        int subr,
15029                        unification_kind_t strict,
15030                        int flags,
15031                        bool explain_p)
15032 {
15033   tree parm, arg;
15034   int i;
15035   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
15036   int saw_undeduced = 0;
15037   tree parms;
15038   const tree *args;
15039   unsigned int nargs;
15040   unsigned int ia;
15041
15042   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
15043   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
15044   gcc_assert (ntparms > 0);
15045
15046   /* Reset the number of non-defaulted template arguments contained
15047      in TARGS.  */
15048   NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs) = NULL_TREE;
15049
15050  again:
15051   parms = xparms;
15052   args = xargs;
15053   nargs = xnargs;
15054
15055   ia = 0;
15056   while (parms && parms != void_list_node
15057          && ia < nargs)
15058     {
15059       parm = TREE_VALUE (parms);
15060
15061       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_PACK_EXPANSION
15062           && (!TREE_CHAIN (parms) || TREE_CHAIN (parms) == void_list_node))
15063         /* For a function parameter pack that occurs at the end of the
15064            parameter-declaration-list, the type A of each remaining
15065            argument of the call is compared with the type P of the
15066            declarator-id of the function parameter pack.  */
15067         break;
15068
15069       parms = TREE_CHAIN (parms);
15070
15071       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15072         /* For a function parameter pack that does not occur at the
15073            end of the parameter-declaration-list, the type of the
15074            parameter pack is a non-deduced context.  */
15075         continue;
15076
15077       arg = args[ia];
15078       ++ia;
15079
15080       if (unify_one_argument (tparms, targs, parm, arg, subr, strict,
15081                               flags, explain_p))
15082         return 1;
15083     }
15084
15085   if (parms 
15086       && parms != void_list_node
15087       && TREE_CODE (TREE_VALUE (parms)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
15088     {
15089       /* Unify the remaining arguments with the pack expansion type.  */
15090       tree argvec;
15091       tree parmvec = make_tree_vec (1);
15092
15093       /* Allocate a TREE_VEC and copy in all of the arguments */ 
15094       argvec = make_tree_vec (nargs - ia);
15095       for (i = 0; ia < nargs; ++ia, ++i)
15096         TREE_VEC_ELT (argvec, i) = args[ia];
15097
15098       /* Copy the parameter into parmvec.  */
15099       TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = TREE_VALUE (parms);
15100       if (unify_pack_expansion (tparms, targs, parmvec, argvec, strict,
15101                                 /*subr=*/subr, explain_p))
15102         return 1;
15103
15104       /* Advance to the end of the list of parameters.  */
15105       parms = TREE_CHAIN (parms);
15106     }
15107
15108   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
15109      are present, and the parm list isn't variadic.  */
15110   if (ia < nargs && parms == void_list_node)
15111     return unify_too_many_arguments (explain_p, nargs, ia);
15112   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
15113   if (parms && parms != void_list_node
15114       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
15115     {
15116       unsigned int count = nargs;
15117       tree p = parms;
15118       while (p && p != void_list_node)
15119         {
15120           count++;
15121           p = TREE_CHAIN (p);
15122         }
15123       return unify_too_few_arguments (explain_p, ia, count);
15124     }
15125
15126   if (!subr)
15127     {
15128       tsubst_flags_t complain = (explain_p
15129                                  ? tf_warning_or_error
15130                                  : tf_none);
15131
15132       /* Check to see if we need another pass before we start clearing
15133          ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P.  */
15134       for (i = 0; i < ntparms; i++)
15135         {
15136           tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
15137           tree tparm = TREE_VEC_ELT (tparms, i);
15138
15139           if (targ || tparm == error_mark_node)
15140             continue;
15141           tparm = TREE_VALUE (tparm);
15142
15143           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
15144              a type parameter, try another pass; its type may have been
15145              deduced from a later argument than the one from which
15146              this parameter can be deduced.  */
15147           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
15148               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
15149               && !saw_undeduced++)
15150             goto again;
15151         }
15152
15153       for (i = 0; i < ntparms; i++)
15154         {
15155           tree targ = TREE_VEC_ELT (targs, i);
15156           tree tparm = TREE_VEC_ELT (tparms, i);
15157
15158           /* Clear the "incomplete" flags on all argument packs now so that
15159              substituting them into later default arguments works.  */
15160           if (targ && ARGUMENT_PACK_P (targ))
15161             {
15162               ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (targ) = 0;
15163               ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (targ) = NULL_TREE;
15164             }
15165
15166           if (targ || tparm == error_mark_node)
15167             continue;
15168           tparm = TREE_VALUE (tparm);
15169
15170           /* Core issue #226 (C++0x) [temp.deduct]:
15171
15172              If a template argument has not been deduced, its
15173              default template argument, if any, is used. 
15174
15175              When we are in C++98 mode, TREE_PURPOSE will either
15176              be NULL_TREE or ERROR_MARK_NODE, so we do not need
15177              to explicitly check cxx_dialect here.  */
15178           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i)))
15179             {
15180               tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
15181               tree arg = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
15182               arg = tsubst_template_arg (arg, targs, complain, NULL_TREE);
15183               arg = convert_template_argument (parm, arg, targs, complain,
15184                                                i, NULL_TREE);
15185               if (arg == error_mark_node)
15186                 return 1;
15187               else
15188                 {
15189                   TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
15190                   /* The position of the first default template argument,
15191                      is also the number of non-defaulted arguments in TARGS.
15192                      Record that.  */
15193                   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
15194                     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, i);
15195                   continue;
15196                 }
15197             }
15198
15199           /* If the type parameter is a parameter pack, then it will
15200              be deduced to an empty parameter pack.  */
15201           if (template_parameter_pack_p (tparm))
15202             {
15203               tree arg;
15204
15205               if (TREE_CODE (tparm) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
15206                 {
15207                   arg = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
15208                   TREE_TYPE (arg)  = TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (tparm));
15209                   TREE_CONSTANT (arg) = 1;
15210                 }
15211               else
15212                 arg = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
15213
15214               SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (arg, make_tree_vec (0));
15215
15216               TREE_VEC_ELT (targs, i) = arg;
15217               continue;
15218             }
15219
15220           return unify_parameter_deduction_failure (explain_p, tparm);
15221         }
15222     }
15223 #ifdef ENABLE_CHECKING
15224   if (!NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs))
15225     SET_NON_DEFAULT_TEMPLATE_ARGS_COUNT (targs, TREE_VEC_LENGTH (targs));
15226 #endif
15227
15228   return unify_success (explain_p);
15229 }
15230
15231 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
15232    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
15233    we try deducing template args from each of the overloads, and if
15234    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
15235    true on success.  */
15236
15237 static bool
15238 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
15239                                 tree targs,
15240                                 tree parm,
15241                                 tree arg,
15242                                 unification_kind_t strict,
15243                                 int sub_strict,
15244                                 bool explain_p)
15245 {
15246   tree tempargs = copy_node (targs);
15247   int good = 0;
15248   tree goodfn = NULL_TREE;
15249   bool addr_p;
15250
15251   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
15252     {
15253       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
15254       addr_p = true;
15255     }
15256   else
15257     addr_p = false;
15258
15259   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
15260     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
15261        function name.  */
15262     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
15263
15264   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
15265     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
15266
15267   /* Strip baselink information.  */
15268   if (BASELINK_P (arg))
15269     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
15270
15271   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
15272     {
15273       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
15274          the affected templates before we try to unify, in case the
15275          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
15276
15277       int ok = 0;
15278       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
15279       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
15280
15281       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15282         {
15283           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
15284           tree subargs, elem;
15285
15286           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
15287             continue;
15288
15289           ++processing_template_decl;
15290           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
15291                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
15292           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
15293             {
15294               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
15295               if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
15296                                     elem, strict, sub_strict, addr_p, explain_p)
15297                   && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
15298                 {
15299                   goodfn = elem;
15300                   ++good;
15301                 }
15302             }
15303           else if (subargs)
15304             ++ok;
15305           --processing_template_decl;
15306         }
15307       /* If no templates (or more than one) are fully resolved by the
15308          explicit arguments, this template-id is a non-deduced context; it
15309          could still be OK if we deduce all template arguments for the
15310          enclosing call through other arguments.  */
15311       if (good != 1)
15312         good = ok;
15313     }
15314   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
15315            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
15316     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
15317        -- but the deduction does not succeed because the expression is
15318        not just the function on its own.  */
15319     return false;
15320   else
15321     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15322       if (try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
15323                             TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
15324                             strict, sub_strict, addr_p, explain_p)
15325           && (!goodfn || !decls_match (goodfn, OVL_CURRENT (arg))))
15326         {
15327           goodfn = OVL_CURRENT (arg);
15328           ++good;
15329         }
15330
15331   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
15332      to function or pointer to member function argument if the set of
15333      overloaded functions does not contain function templates and at most
15334      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
15335
15336      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
15337      deduce anything.  */
15338
15339   if (good == 1)
15340     {
15341       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
15342       for (; i--; )
15343         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
15344           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15345     }
15346   if (good)
15347     return true;
15348
15349   return false;
15350 }
15351
15352 /* Core DR 115: In contexts where deduction is done and fails, or in
15353    contexts where deduction is not done, if a template argument list is
15354    specified and it, along with any default template arguments, identifies
15355    a single function template specialization, then the template-id is an
15356    lvalue for the function template specialization.  */
15357
15358 tree
15359 resolve_nondeduced_context (tree orig_expr)
15360 {
15361   tree expr, offset, baselink;
15362   bool addr;
15363
15364   if (!type_unknown_p (orig_expr))
15365     return orig_expr;
15366
15367   expr = orig_expr;
15368   addr = false;
15369   offset = NULL_TREE;
15370   baselink = NULL_TREE;
15371
15372   if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
15373     {
15374       expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
15375       addr = true;
15376     }
15377   if (TREE_CODE (expr) == OFFSET_REF)
15378     {
15379       offset = expr;
15380       expr = TREE_OPERAND (expr, 1);
15381     }
15382   if (BASELINK_P (expr))
15383     {
15384       baselink = expr;
15385       expr = BASELINK_FUNCTIONS (expr);
15386     }
15387
15388   if (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_ID_EXPR)
15389     {
15390       int good = 0;
15391       tree goodfn = NULL_TREE;
15392
15393       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
15394          the affected templates before we try to unify, in case the
15395          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
15396
15397       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (expr, 1);
15398       tree arg = TREE_OPERAND (expr, 0);
15399       tree badfn = NULL_TREE;
15400       tree badargs = NULL_TREE;
15401
15402       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
15403         {
15404           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
15405           tree subargs, elem;
15406
15407           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
15408             continue;
15409
15410           ++processing_template_decl;
15411           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
15412                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
15413           if (subargs && !any_dependent_template_arguments_p (subargs))
15414             {
15415               elem = instantiate_template (fn, subargs, tf_none);
15416               if (elem == error_mark_node)
15417                 {
15418                   badfn = fn;
15419                   badargs = subargs;
15420                 }
15421               else if (elem && (!goodfn || !decls_match (goodfn, elem)))
15422                 {
15423                   goodfn = elem;
15424                   ++good;
15425                 }
15426             }
15427           --processing_template_decl;
15428         }
15429       if (good == 1)
15430         {
15431           mark_used (goodfn);
15432           expr = goodfn;
15433           if (baselink)
15434             expr = build_baselink (BASELINK_BINFO (baselink),
15435                                    BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink),
15436                                    expr, BASELINK_OPTYPE (baselink));
15437           if (offset)
15438             {
15439               tree base
15440                 = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (offset, 0)));
15441               expr = build_offset_ref (base, expr, addr);
15442             }
15443           if (addr)
15444             expr = cp_build_addr_expr (expr, tf_warning_or_error);
15445           return expr;
15446         }
15447       else if (good == 0 && badargs)
15448         /* There were no good options and at least one bad one, so let the
15449            user know what the problem is.  */
15450         instantiate_template (badfn, badargs, tf_warning_or_error);
15451     }
15452   return orig_expr;
15453 }
15454
15455 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
15456    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
15457    different overloads deduce different arguments for a given parm.
15458    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
15459    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
15460
15461    Returns 1 on success.  */
15462
15463 static int
15464 try_one_overload (tree tparms,
15465                   tree orig_targs,
15466                   tree targs,
15467                   tree parm,
15468                   tree arg,
15469                   unification_kind_t strict,
15470                   int sub_strict,
15471                   bool addr_p,
15472                   bool explain_p)
15473 {
15474   int nargs;
15475   tree tempargs;
15476   int i;
15477
15478   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
15479      to function or pointer to member function argument if the set of
15480      overloaded functions does not contain function templates and at most
15481      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
15482
15483      So if this is a template, just return success.  */
15484
15485   if (uses_template_parms (arg))
15486     return 1;
15487
15488   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
15489     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
15490   else if (addr_p)
15491     arg = build_pointer_type (arg);
15492
15493   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg, NULL);
15494
15495   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
15496      some template args from previous args, unify would complain when we
15497      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
15498      there isn't really a conflict.  */
15499   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
15500   tempargs = make_tree_vec (nargs);
15501
15502   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict, explain_p))
15503     return 0;
15504
15505   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
15506      explicitly specified args.  */
15507   for (i = nargs; i--; )
15508     {
15509       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15510       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
15511
15512       if (!elt)
15513         /*NOP*/;
15514       else if (uses_template_parms (elt))
15515         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
15516            template args used in the function parm list with our own
15517            template parms.  Discard them.  */
15518         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
15519       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
15520         return 0;
15521     }
15522
15523   for (i = nargs; i--; )
15524     {
15525       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
15526
15527       if (elt)
15528         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
15529     }
15530
15531   return 1;
15532 }
15533
15534 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
15535    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
15536    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
15537    TARGS are as for unify.  */
15538
15539 static tree
15540 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
15541                        bool explain_p)
15542 {
15543   tree copy_of_targs;
15544
15545   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
15546       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
15547           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
15548     return NULL_TREE;
15549
15550   /* We need to make a new template argument vector for the call to
15551      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
15552      the attempted unification, even if this class didn't work out.
15553      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
15554      we've already done, since unification is supposed to be done on
15555      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
15556      following pathological case:
15557
15558        template <int I, int J, int K>
15559        struct S {};
15560
15561        template <int I, int J>
15562        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
15563
15564        template <int I, int J, int K>
15565        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
15566
15567        void g() {
15568          S<0, 0, 0> s0;
15569          S<0, 1, 2> s2;
15570
15571          f(s0, s2);
15572        }
15573
15574      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
15575      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
15576      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
15577      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
15578      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
15579      would reject the possibility I=1.  */
15580   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
15581
15582   /* If unification failed, we're done.  */
15583   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
15584              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p))
15585     return NULL_TREE;
15586
15587   return arg;
15588 }
15589
15590 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
15591    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
15592    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
15593    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
15594    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
15595    by unify.  */
15596
15597 static enum template_base_result
15598 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg,
15599                    bool explain_p, tree *result)
15600 {
15601   tree rval = NULL_TREE;
15602   tree binfo;
15603
15604   gcc_assert (RECORD_OR_UNION_CODE_P (TREE_CODE (arg)));
15605
15606   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
15607   if (!binfo)
15608     {
15609       /* The type could not be completed.  */
15610       *result = NULL_TREE;
15611       return tbr_incomplete_type;
15612     }
15613
15614   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
15615      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
15616   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
15617     {
15618       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm,
15619                                       BINFO_TYPE (binfo), explain_p);
15620
15621       if (r)
15622         {
15623           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
15624
15625                [temp.deduct.call]
15626
15627               If they yield more than one possible deduced A, the type
15628               deduction fails.
15629
15630              applies.  */
15631           if (rval && !same_type_p (r, rval))
15632             {
15633               *result = NULL_TREE;
15634               return tbr_ambiguous_baseclass;
15635             }
15636
15637           rval = r;
15638         }
15639     }
15640
15641   *result = rval;
15642   return tbr_success;
15643 }
15644
15645 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
15646
15647 static int
15648 template_decl_level (tree decl)
15649 {
15650   switch (TREE_CODE (decl))
15651     {
15652     case TYPE_DECL:
15653     case TEMPLATE_DECL:
15654       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
15655
15656     case PARM_DECL:
15657       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
15658
15659     default:
15660       gcc_unreachable ();
15661     }
15662   return 0;
15663 }
15664
15665 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
15666    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
15667    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
15668
15669 static int
15670 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
15671 {
15672   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
15673   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
15674
15675   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15676       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
15677     {
15678       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
15679           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
15680           does not allow us to unify "const T" with "int&" because both
15681           types are not of the form "cv-list T" [14.8.2.5 temp.deduct.type].
15682           It is ok when we're allowing additional CV qualifiers
15683           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
15684       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
15685            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
15686            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
15687           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
15688         return 0;
15689
15690       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
15691           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
15692         return 0;
15693     }
15694
15695   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
15696       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
15697     return 0;
15698
15699   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
15700       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
15701     return 0;
15702
15703   return 1;
15704 }
15705
15706 /* Determines the LEVEL and INDEX for the template parameter PARM.  */
15707 void 
15708 template_parm_level_and_index (tree parm, int* level, int* index)
15709 {
15710   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15711       || TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
15712       || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
15713     {
15714       *index = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
15715       *level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm);
15716     }
15717   else
15718     {
15719       *index = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
15720       *level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm);
15721     }
15722 }
15723
15724 #define RECUR_AND_CHECK_FAILURE(TP, TA, P, A, S, EP)                    \
15725   do {                                                                  \
15726     if (unify (TP, TA, P, A, S, EP))                                    \
15727       return 1;                                                         \
15728   } while (0);
15729
15730 /* Unifies the remaining arguments in PACKED_ARGS with the pack
15731    expansion at the end of PACKED_PARMS. Returns 0 if the type
15732    deduction succeeds, 1 otherwise. STRICT is the same as in
15733    unify. CALL_ARGS_P is true iff PACKED_ARGS is actually a function
15734    call argument list. We'll need to adjust the arguments to make them
15735    types. SUBR tells us if this is from a recursive call to
15736    type_unification_real, or for comparing two template argument
15737    lists. */
15738
15739 static int
15740 unify_pack_expansion (tree tparms, tree targs, tree packed_parms, 
15741                       tree packed_args, unification_kind_t strict,
15742                       bool subr, bool explain_p)
15743 {
15744   tree parm 
15745     = TREE_VEC_ELT (packed_parms, TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1);
15746   tree pattern = PACK_EXPANSION_PATTERN (parm);
15747   tree pack, packs = NULL_TREE;
15748   int i, start = TREE_VEC_LENGTH (packed_parms) - 1;
15749   int len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
15750
15751   /* Determine the parameter packs we will be deducing from the
15752      pattern, and record their current deductions.  */
15753   for (pack = PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (parm); 
15754        pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
15755     {
15756       tree parm_pack = TREE_VALUE (pack);
15757       int idx, level;
15758
15759       /* Determine the index and level of this parameter pack.  */
15760       template_parm_level_and_index (parm_pack, &level, &idx);
15761
15762       /* Keep track of the parameter packs and their corresponding
15763          argument packs.  */
15764       packs = tree_cons (parm_pack, TMPL_ARG (targs, level, idx), packs);
15765       TREE_TYPE (packs) = make_tree_vec (len - start);
15766     }
15767   
15768   /* Loop through all of the arguments that have not yet been
15769      unified and unify each with the pattern.  */
15770   for (i = start; i < len; i++)
15771     {
15772       tree parm;
15773       bool any_explicit = false;
15774       tree arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, i);
15775
15776       /* For each parameter pack, set its TMPL_ARG to either NULL_TREE
15777          or the element of its argument pack at the current index if
15778          this argument was explicitly specified.  */
15779       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
15780         {
15781           int idx, level;
15782           tree arg, pargs;
15783           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
15784
15785           arg = NULL_TREE;
15786           if (TREE_VALUE (pack)
15787               && (pargs = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (TREE_VALUE (pack)))
15788               && (i < TREE_VEC_LENGTH (pargs)))
15789             {
15790               any_explicit = true;
15791               arg = TREE_VEC_ELT (pargs, i);
15792             }
15793           TMPL_ARG (targs, level, idx) = arg;
15794         }
15795
15796       /* If we had explicit template arguments, substitute them into the
15797          pattern before deduction.  */
15798       if (any_explicit)
15799         {
15800           /* Some arguments might still be unspecified or dependent.  */
15801           bool dependent;
15802           ++processing_template_decl;
15803           dependent = any_dependent_template_arguments_p (targs);
15804           if (!dependent)
15805             --processing_template_decl;
15806           parm = tsubst (pattern, targs,
15807                          explain_p ? tf_warning_or_error : tf_none,
15808                          NULL_TREE);
15809           if (dependent)
15810             --processing_template_decl;
15811           if (parm == error_mark_node)
15812             return 1;
15813         }
15814       else
15815         parm = pattern;
15816
15817       /* Unify the pattern with the current argument.  */
15818       if (unify_one_argument (tparms, targs, parm, arg, subr, strict,
15819                               LOOKUP_IMPLICIT, explain_p))
15820         return 1;
15821
15822       /* For each parameter pack, collect the deduced value.  */
15823       for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
15824         {
15825           int idx, level;
15826           template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
15827
15828           TREE_VEC_ELT (TREE_TYPE (pack), i - start) = 
15829             TMPL_ARG (targs, level, idx);
15830         }
15831     }
15832
15833   /* Verify that the results of unification with the parameter packs
15834      produce results consistent with what we've seen before, and make
15835      the deduced argument packs available.  */
15836   for (pack = packs; pack; pack = TREE_CHAIN (pack))
15837     {
15838       tree old_pack = TREE_VALUE (pack);
15839       tree new_args = TREE_TYPE (pack);
15840       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (new_args);
15841       int idx, level;
15842       bool nondeduced_p = false;
15843
15844       /* By default keep the original deduced argument pack.
15845          If necessary, more specific code is going to update the
15846          resulting deduced argument later down in this function.  */
15847       template_parm_level_and_index (TREE_PURPOSE (pack), &level, &idx);
15848       TMPL_ARG (targs, level, idx) = old_pack;
15849
15850       /* If NEW_ARGS contains any NULL_TREE entries, we didn't
15851          actually deduce anything.  */
15852       for (i = 0; i < len && !nondeduced_p; ++i)
15853         if (TREE_VEC_ELT (new_args, i) == NULL_TREE)
15854           nondeduced_p = true;
15855       if (nondeduced_p)
15856         continue;
15857
15858       if (old_pack && ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack))
15859         {
15860           /* If we had fewer function args than explicit template args,
15861              just use the explicits.  */
15862           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
15863           int explicit_len = TREE_VEC_LENGTH (explicit_args);
15864           if (len < explicit_len)
15865             new_args = explicit_args;
15866         }
15867
15868       if (!old_pack)
15869         {
15870           tree result;
15871           /* Build the deduced *_ARGUMENT_PACK.  */
15872           if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (pack)) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
15873             {
15874               result = make_node (NONTYPE_ARGUMENT_PACK);
15875               TREE_TYPE (result) = 
15876                 TREE_TYPE (TEMPLATE_PARM_DECL (TREE_PURPOSE (pack)));
15877               TREE_CONSTANT (result) = 1;
15878             }
15879           else
15880             result = cxx_make_type (TYPE_ARGUMENT_PACK);
15881
15882           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (result, new_args);
15883
15884           /* Note the deduced argument packs for this parameter
15885              pack.  */
15886           TMPL_ARG (targs, level, idx) = result;
15887         }
15888       else if (ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack)
15889                && (ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack) 
15890                    == ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack)))
15891         {
15892           /* We only had the explicitly-provided arguments before, but
15893              now we have a complete set of arguments.  */
15894           tree explicit_args = ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack);
15895
15896           SET_ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack, new_args);
15897           ARGUMENT_PACK_INCOMPLETE_P (old_pack) = 1;
15898           ARGUMENT_PACK_EXPLICIT_ARGS (old_pack) = explicit_args;
15899         }
15900       else
15901         {
15902           tree bad_old_arg = NULL_TREE, bad_new_arg = NULL_TREE;
15903           tree old_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (old_pack);
15904
15905           if (!comp_template_args_with_info (old_args, new_args,
15906                                              &bad_old_arg, &bad_new_arg))
15907             /* Inconsistent unification of this parameter pack.  */
15908             return unify_parameter_pack_inconsistent (explain_p,
15909                                                       bad_old_arg,
15910                                                       bad_new_arg);
15911         }
15912     }
15913
15914   return unify_success (explain_p);
15915 }
15916
15917 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
15918    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
15919    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
15920    include template arguments for outer levels of template parameters
15921    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
15922    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
15923    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
15924    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
15925    are deduced, then TARGS is updated.
15926
15927    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
15928    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
15929
15930      UNIFY_ALLOW_NONE:
15931        Require an exact match between PARM and ARG.
15932      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
15933        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
15934        conversion) than ARG.
15935      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
15936        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
15937      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
15938        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
15939        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
15940        ARG.
15941      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
15942        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
15943        case for more information.
15944      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
15945        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
15946        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
15947        have const qualified pointers leading up to the inner type which
15948        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
15949        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
15950        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
15951      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
15952        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
15953        qualified at this point.
15954      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
15955        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
15956        qualified at this point.  */
15957
15958 static int
15959 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict,
15960        bool explain_p)
15961 {
15962   int idx;
15963   tree targ;
15964   tree tparm;
15965   int strict_in = strict;
15966
15967   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
15968      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
15969      signedness is the only information lost, and I think that will be
15970      okay.  */
15971   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
15972     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
15973
15974   if (arg == error_mark_node)
15975     return unify_invalid (explain_p);
15976   if (arg == unknown_type_node
15977       || arg == init_list_type_node)
15978     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
15979        template args from other function args.  */
15980     return unify_success (explain_p);
15981
15982   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
15983      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
15984      template parameters.  We might need them if we're trying to
15985      figure out which of two things is more specialized.  */
15986   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
15987     return unify_success (explain_p);
15988
15989   /* Handle init lists early, so the rest of the function can assume
15990      we're dealing with a type. */
15991   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (arg))
15992     {
15993       tree elt, elttype;
15994       unsigned i;
15995       tree orig_parm = parm;
15996
15997       /* Replace T with std::initializer_list<T> for deduction.  */
15998       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
15999           && flag_deduce_init_list)
16000         parm = listify (parm);
16001
16002       if (!is_std_init_list (parm))
16003         /* We can only deduce from an initializer list argument if the
16004            parameter is std::initializer_list; otherwise this is a
16005            non-deduced context. */
16006         return unify_success (explain_p);
16007
16008       elttype = TREE_VEC_ELT (CLASSTYPE_TI_ARGS (parm), 0);
16009
16010       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (arg), i, elt)
16011         {
16012           int elt_strict = strict;
16013
16014           if (elt == error_mark_node)
16015             return unify_invalid (explain_p);
16016
16017           if (!BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (elt))
16018             {
16019               tree type = TREE_TYPE (elt);
16020               /* It should only be possible to get here for a call.  */
16021               gcc_assert (elt_strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL);
16022               elt_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction
16023                 (DEDUCE_CALL, &elttype, &type, elt);
16024               elt = type;
16025             }
16026
16027           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, elttype, elt, elt_strict,
16028                                    explain_p);
16029         }
16030
16031       /* If the std::initializer_list<T> deduction worked, replace the
16032          deduced A with std::initializer_list<A>.  */
16033       if (orig_parm != parm)
16034         {
16035           idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (orig_parm);
16036           targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
16037           targ = listify (targ);
16038           TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = targ;
16039         }
16040       return unify_success (explain_p);
16041     }
16042
16043   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
16044      cv-qualification mismatches.  */
16045   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
16046       && TYPE_P (arg)
16047       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
16048          type, and the elements might be template type parms. We'll check
16049          when we recurse.  */
16050       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
16051       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
16052          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
16053          PARM `T' for example, when computing which of two templates
16054          is more specialized, for example.  */
16055       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
16056       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
16057     return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16058
16059   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
16060       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
16061     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
16062   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
16063   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
16064   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
16065   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
16066
16067   switch (TREE_CODE (parm))
16068     {
16069     case TYPENAME_TYPE:
16070     case SCOPE_REF:
16071     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
16072       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
16073          argument values cannot be deduced for template parameters used
16074          within the nested-name-specifier.  */
16075       return unify_success (explain_p);
16076
16077     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
16078     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
16079     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
16080       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
16081       if (tparm == error_mark_node)
16082         return unify_invalid (explain_p);
16083
16084       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
16085           != template_decl_level (tparm))
16086         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
16087            to see if it matches ARG.  */
16088         {
16089           if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
16090               && same_type_p (parm, arg))
16091             return unify_success (explain_p);
16092           else
16093             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16094         }
16095       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
16096       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
16097       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
16098
16099       /* Check for mixed types and values.  */
16100       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
16101            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
16102           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16103               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
16104         gcc_unreachable ();
16105
16106       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
16107         {
16108           /* ARG must be constructed from a template class or a template
16109              template parameter.  */
16110           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16111               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
16112             return unify_template_deduction_failure (explain_p, parm, arg);
16113
16114           {
16115             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
16116             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
16117             tree full_argvec = add_to_template_args (targs, argvec);
16118             tree parm_parms 
16119               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
16120                   (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_DECL (parm));
16121             int i, len;
16122             int parm_variadic_p = 0;
16123
16124             /* The resolution to DR150 makes clear that default
16125                arguments for an N-argument may not be used to bind T
16126                to a template template parameter with fewer than N
16127                parameters.  It is not safe to permit the binding of
16128                default arguments as an extension, as that may change
16129                the meaning of a conforming program.  Consider:
16130
16131                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
16132
16133                   template <template <typename> class View,
16134                             typename Block>
16135                   void operator+(float, View<Block> const&);
16136
16137                   template <typename Block,
16138                             unsigned int Dim = Block::dim>
16139                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
16140
16141                   void
16142                   test_1d (void) {
16143                     Lvalue_proxy<Dense> p;
16144                     float b;
16145                     b + p;
16146                   }
16147
16148               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
16149               the global operator+ will be used; if they are not, the
16150               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
16151             if (coerce_template_parms (parm_parms,
16152                                        full_argvec,
16153                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
16154                                        (explain_p
16155                                         ? tf_warning_or_error
16156                                         : tf_none),
16157                                        /*require_all_args=*/true,
16158                                        /*use_default_args=*/false)
16159                 == error_mark_node)
16160               return 1;
16161
16162             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
16163                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
16164                rather than the whole TREE_VEC since they can have
16165                different number of elements.  */
16166
16167             parmvec = expand_template_argument_pack (parmvec);
16168             argvec = expand_template_argument_pack (argvec);
16169
16170             len = TREE_VEC_LENGTH (parmvec);
16171
16172             /* Check if the parameters end in a pack, making them
16173                variadic.  */
16174             if (len > 0
16175                 && PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parmvec, len - 1)))
16176               parm_variadic_p = 1;
16177             
16178             if (TREE_VEC_LENGTH (argvec) < len - parm_variadic_p)
16179               return unify_too_few_arguments (explain_p,
16180                                               TREE_VEC_LENGTH (argvec), len);
16181
16182              for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
16183               {
16184                 RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs,
16185                                          TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
16186                                          TREE_VEC_ELT (argvec, i),
16187                                          UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16188               }
16189
16190             if (parm_variadic_p
16191                 && unify_pack_expansion (tparms, targs,
16192                                          parmvec, argvec,
16193                                          DEDUCE_EXACT,
16194                                          /*subr=*/true, explain_p))
16195               return 1;
16196           }
16197           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
16198
16199           /* Fall through to deduce template name.  */
16200         }
16201
16202       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
16203           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
16204         {
16205           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
16206
16207           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
16208           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
16209             return unify_success (explain_p);
16210           else if (targ)
16211             return unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16212         }
16213       else
16214         {
16215           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
16216              a match unless we are allowing additional qualification.
16217              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
16218              that binds `const int' to `T'.  */
16219           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
16220                                          arg, parm))
16221             return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16222
16223           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
16224              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
16225           arg = cp_build_qualified_type_real
16226             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
16227           if (arg == error_mark_node)
16228             return unify_invalid (explain_p);
16229
16230           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
16231           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
16232             return unify_success (explain_p);
16233           else if (targ)
16234             return unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16235
16236           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
16237              that were talking about variable-sized arrays (like
16238              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
16239              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
16240              the bound of the array is not constant, and therefore
16241              not mangleable.  Besides, such types are not allowed in
16242              ISO C++, so we can do as we please here.  We do allow
16243              them for 'auto' deduction, since that isn't ABI-exposed.  */
16244           if (!is_auto (parm) && variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
16245             return unify_vla_arg (explain_p, arg);
16246
16247           /* Strip typedefs as in convert_template_argument.  */
16248           arg = canonicalize_type_argument (arg, tf_none);
16249         }
16250
16251       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
16252          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
16253       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
16254           && !template_parameter_pack_p (parm))
16255         return unify_parameter_pack_mismatch (explain_p, parm, arg);
16256
16257       /* If the argument deduction results is a METHOD_TYPE,
16258          then there is a problem.
16259          METHOD_TYPE doesn't map to any real C++ type the result of
16260          the deduction can not be of that type.  */
16261       if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
16262         return unify_method_type_error (explain_p, arg);
16263
16264       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
16265       return unify_success (explain_p);
16266
16267     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
16268       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
16269       if (tparm == error_mark_node)
16270         return unify_invalid (explain_p);
16271
16272       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
16273           != template_decl_level (tparm))
16274         {
16275           /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
16276              to see if it matches ARG.  */
16277           int result = !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
16278                          && cp_tree_equal (parm, arg));
16279           if (result)
16280             unify_expression_unequal (explain_p, parm, arg);
16281           return result;
16282         }
16283
16284       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
16285       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
16286
16287       if (targ)
16288         {
16289           int x = !cp_tree_equal (targ, arg);
16290           if (x)
16291             unify_inconsistency (explain_p, parm, targ, arg);
16292           return x;
16293         }
16294
16295       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
16296          with a non-type template-parameter, the non-type
16297          template-parameter is used in an expression in the function
16298          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
16299          deduced, the template-argument type shall match the type of the
16300          template-parameter exactly, except that a template-argument
16301          deduced from an array bound may be of any integral type.
16302          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
16303       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
16304       if (!TREE_TYPE (arg))
16305         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
16306            It will later be processed in convert_template_argument.  */
16307         ;
16308       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
16309         /* OK */;
16310       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
16311                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
16312                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
16313         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
16314            template argument must exactly match the types of the
16315            corresponding parameter.  */
16316         arg = fold (build_nop (tparm, arg));
16317       else if (uses_template_parms (tparm))
16318         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
16319            later.  */
16320         return unify_success (explain_p);
16321       else
16322         return unify_type_mismatch (explain_p, tparm, arg);
16323
16324       /* If ARG is a parameter pack or an expansion, we cannot unify
16325          against it unless PARM is also a parameter pack.  */
16326       if ((template_parameter_pack_p (arg) || PACK_EXPANSION_P (arg))
16327           && !TEMPLATE_PARM_PARAMETER_PACK (parm))
16328         return unify_parameter_pack_mismatch (explain_p, parm, arg);
16329
16330       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
16331       return unify_success (explain_p);
16332
16333     case PTRMEM_CST:
16334      {
16335         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
16336          another constant.  */
16337       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
16338         return unify_ptrmem_cst_mismatch (explain_p, parm, arg);
16339
16340       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
16341          wrong, depending on the strict flags) to unify also
16342          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
16343          arg refer to the same variable, even if through different
16344          classes. For instance:
16345
16346          struct A { int x; };
16347          struct B : A { };
16348
16349          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
16350       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
16351                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict, explain_p);
16352      }
16353
16354     case POINTER_TYPE:
16355       {
16356         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
16357           return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16358
16359         /* [temp.deduct.call]
16360
16361            A can be another pointer or pointer to member type that can
16362            be converted to the deduced A via a qualification
16363            conversion (_conv.qual_).
16364
16365            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
16366            This will allow for additional cv-qualification of the
16367            pointed-to types if appropriate.  */
16368
16369         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
16370           /* The derived-to-base conversion only persists through one
16371              level of pointers.  */
16372           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
16373
16374         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
16375                       TREE_TYPE (arg), strict, explain_p);
16376       }
16377
16378     case REFERENCE_TYPE:
16379       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
16380         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16381       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16382                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL, explain_p);
16383
16384     case ARRAY_TYPE:
16385       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
16386         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16387       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
16388           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
16389         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16390       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
16391         {
16392           tree parm_max;
16393           tree arg_max;
16394           bool parm_cst;
16395           bool arg_cst;
16396
16397           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
16398              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
16399              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
16400              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
16401              here.  */
16402           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
16403           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
16404           if (!parm_cst)
16405             {
16406               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
16407               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
16408             }
16409           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
16410           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
16411           if (!arg_cst)
16412             {
16413               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
16414                  trying to unify the type of a variable with the type
16415                  of a template parameter.  For example:
16416
16417                    template <unsigned int N>
16418                    void f (char (&) [N]);
16419                    int g(); 
16420                    void h(int i) {
16421                      char a[g(i)];
16422                      f(a); 
16423                    }
16424
16425                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
16426                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
16427               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
16428                 return unify_vla_arg (explain_p, arg);
16429               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
16430             }
16431
16432           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
16433              by adding one to the other bound.  */
16434           if (parm_cst && !arg_cst)
16435             parm_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
16436                                     integer_type_node,
16437                                     parm_max,
16438                                     integer_one_node);
16439           else if (arg_cst && !parm_cst)
16440             arg_max = fold_build2_loc (input_location, PLUS_EXPR,
16441                                    integer_type_node,
16442                                    arg_max,
16443                                    integer_one_node);
16444
16445           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, parm_max, arg_max,
16446                                    UNIFY_ALLOW_INTEGER, explain_p);
16447         }
16448       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16449                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL, explain_p);
16450
16451     case REAL_TYPE:
16452     case COMPLEX_TYPE:
16453     case VECTOR_TYPE:
16454     case INTEGER_TYPE:
16455     case BOOLEAN_TYPE:
16456     case ENUMERAL_TYPE:
16457     case VOID_TYPE:
16458       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16459         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16460
16461       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
16462          function.  */
16463       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
16464         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16465
16466       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
16467          will invalidate it if necessary.  */
16468       return unify_success (explain_p);
16469
16470       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
16471       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
16472     case INTEGER_CST:
16473       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
16474         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
16475
16476       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
16477         return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16478       return (tree_int_cst_equal (parm, arg)
16479               ? unify_success (explain_p)
16480               : unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg));
16481
16482     case TREE_VEC:
16483       {
16484         int i, len, argslen;
16485         int parm_variadic_p = 0;
16486
16487         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
16488           return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16489
16490         len = TREE_VEC_LENGTH (parm);
16491         argslen = TREE_VEC_LENGTH (arg);
16492
16493         /* Check for pack expansions in the parameters.  */
16494         for (i = 0; i < len; ++i)
16495           {
16496             if (PACK_EXPANSION_P (TREE_VEC_ELT (parm, i)))
16497               {
16498                 if (i == len - 1)
16499                   /* We can unify against something with a trailing
16500                      parameter pack.  */
16501                   parm_variadic_p = 1;
16502                 else
16503                   /* [temp.deduct.type]/9: If the template argument list of
16504                      P contains a pack expansion that is not the last
16505                      template argument, the entire template argument list
16506                      is a non-deduced context.  */
16507                   return unify_success (explain_p);
16508               }
16509           }
16510
16511         /* If we don't have enough arguments to satisfy the parameters
16512            (not counting the pack expression at the end), or we have
16513            too many arguments for a parameter list that doesn't end in
16514            a pack expression, we can't unify.  */
16515         if (parm_variadic_p
16516             ? argslen < len - parm_variadic_p
16517             : argslen != len)
16518           return unify_arity (explain_p, TREE_VEC_LENGTH (arg), len);
16519
16520         /* Unify all of the parameters that precede the (optional)
16521            pack expression.  */
16522         for (i = 0; i < len - parm_variadic_p; ++i)
16523           {
16524             RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs,
16525                                      TREE_VEC_ELT (parm, i),
16526                                      TREE_VEC_ELT (arg, i),
16527                                      UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16528           }
16529         if (parm_variadic_p)
16530           return unify_pack_expansion (tparms, targs, parm, arg,
16531                                        DEDUCE_EXACT,
16532                                        /*subr=*/true, explain_p);
16533         return unify_success (explain_p);
16534       }
16535
16536     case RECORD_TYPE:
16537     case UNION_TYPE:
16538       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16539         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16540
16541       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
16542         {
16543           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
16544             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16545
16546           return unify (tparms, targs,
16547                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
16548                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
16549                         strict, explain_p);
16550         }
16551
16552       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
16553         {
16554           tree t = NULL_TREE;
16555
16556           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
16557             {
16558               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
16559               t = try_class_unification (tparms, targs,
16560                                          parm, arg, explain_p);
16561
16562               if (!t)
16563                 {
16564                   /* Fallback to the special case allowed in
16565                      [temp.deduct.call]:
16566
16567                        If P is a class, and P has the form
16568                        template-id, then A can be a derived class of
16569                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
16570                        a class of the form template-id, A can be a
16571                        pointer to a derived class pointed to by the
16572                        deduced A.  */
16573                   enum template_base_result r;
16574                   r = get_template_base (tparms, targs, parm, arg,
16575                                          explain_p, &t);
16576
16577                   if (!t)
16578                     return unify_no_common_base (explain_p, r, parm, arg);
16579                 }
16580             }
16581           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
16582                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
16583                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
16584             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
16585                Then, we should unify `int' and `U'.  */
16586             t = arg;
16587           else
16588             /* There's no chance of unification succeeding.  */
16589             return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16590
16591           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
16592                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16593         }
16594       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
16595         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16596       return unify_success (explain_p);
16597
16598     case METHOD_TYPE:
16599     case FUNCTION_TYPE:
16600       {
16601         unsigned int nargs;
16602         tree *args;
16603         tree a;
16604         unsigned int i;
16605
16606         if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
16607           return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16608
16609         /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
16610            match exactly.  We need to check them explicitly here,
16611            because type_unification_real treats them as any other
16612            cv-qualified parameter.  */
16613         if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
16614             && (!check_cv_quals_for_unify
16615                 (UNIFY_ALLOW_NONE,
16616                  class_of_this_parm (arg),
16617                  class_of_this_parm (parm))))
16618           return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16619
16620         RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
16621                                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16622
16623         nargs = list_length (TYPE_ARG_TYPES (arg));
16624         args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
16625         for (a = TYPE_ARG_TYPES (arg), i = 0;
16626              a != NULL_TREE && a != void_list_node;
16627              a = TREE_CHAIN (a), ++i)
16628           args[i] = TREE_VALUE (a);
16629         nargs = i;
16630
16631         return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
16632                                       args, nargs, 1, DEDUCE_EXACT,
16633                                       LOOKUP_NORMAL, explain_p);
16634       }
16635
16636     case OFFSET_TYPE:
16637       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
16638          deduces the type of the member as a function type. */
16639       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
16640         {
16641           tree method_type;
16642           tree fntype;
16643
16644           /* Check top-level cv qualifiers */
16645           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
16646             return unify_cv_qual_mismatch (explain_p, parm, arg);
16647
16648           RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
16649                                    TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg),
16650                                    UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16651
16652           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
16653           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
16654           fntype =
16655             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
16656                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
16657
16658           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
16659              implicit object parameter and place them on the function
16660              type to be restored later. */
16661           fntype = apply_memfn_quals (fntype, type_memfn_quals (method_type));
16662           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict, explain_p);
16663         }
16664
16665       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
16666         return unify_type_mismatch (explain_p, parm, arg);
16667       RECUR_AND_CHECK_FAILURE (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
16668                                TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg),
16669                                UNIFY_ALLOW_NONE, explain_p);
16670       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
16671                     strict, explain_p);
16672
16673     case CONST_DECL:
16674       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
16675         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict, explain_p);
16676       if (arg != integral_constant_value (parm))
16677         return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16678       return unify_success (explain_p);
16679
16680     case FIELD_DECL:
16681     case TEMPLATE_DECL:
16682       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
16683       return unify_template_argument_mismatch (explain_p, parm, arg);
16684
16685     case VAR_DECL:
16686       /* A non-type template parameter that is a variable should be a
16687          an integral constant, in which case, it whould have been
16688          folded into its (constant) value. So we should not be getting
16689          a variable here.  */
16690       gcc_unreachable ();
16691
16692     case TYPE_ARGUMENT_PACK:
16693     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
16694       return unify (tparms, targs, ARGUMENT_PACK_ARGS (parm),
16695                     ARGUMENT_PACK_ARGS (arg), strict, explain_p);
16696
16697     case TYPEOF_TYPE:
16698     case DECLTYPE_TYPE:
16699     case UNDERLYING_TYPE:
16700       /* Cannot deduce anything from TYPEOF_TYPE, DECLTYPE_TYPE,
16701          or UNDERLYING_TYPE nodes.  */
16702       return unify_success (explain_p);
16703
16704     case ERROR_MARK:
16705       /* Unification fails if we hit an error node.  */
16706       return unify_invalid (explain_p);
16707
16708     default:
16709       /* An unresolved overload is a nondeduced context.  */
16710       if (type_unknown_p (parm))
16711         return unify_success (explain_p);
16712       gcc_assert (EXPR_P (parm));
16713
16714       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
16715          something like:
16716
16717            template <int I>
16718            void foo(S<I>, S<I + 2>);
16719
16720          This is a "nondeduced context":
16721
16722            [deduct.type]
16723
16724            The nondeduced contexts are:
16725
16726            --A type that is a template-id in which one or more of
16727              the template-arguments is an expression that references
16728              a template-parameter.
16729
16730          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
16731          actually infer any unifications.  */
16732
16733       if (!uses_template_parms (parm)
16734           && !template_args_equal (parm, arg))
16735         return unify_expression_unequal (explain_p, parm, arg);
16736       else
16737         return unify_success (explain_p);
16738     }
16739 }
16740 #undef RECUR_AND_CHECK_FAILURE
16741 \f
16742 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
16743    required.  */
16744
16745 static void
16746 mark_definable (tree decl)
16747 {
16748   tree clone;
16749   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
16750   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
16751     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
16752 }
16753
16754 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
16755    explicitly instantiated class.  */
16756
16757 void
16758 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
16759 {
16760   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
16761
16762   /* If this entity has already been written out, it's too late to
16763      make any modifications.  */
16764   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
16765     return;
16766
16767   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
16768     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
16769        set correctly by tsubst.  */
16770     TREE_PUBLIC (result) = 1;
16771
16772   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
16773   DECL_COMDAT (result) = 0;
16774
16775   if (extern_p)
16776     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
16777   else
16778     {
16779       mark_definable (result);
16780       /* Always make artificials weak.  */
16781       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
16782         comdat_linkage (result);
16783       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
16784          linkonce sections.  */
16785       else if (TREE_PUBLIC (result))
16786         maybe_make_one_only (result);
16787     }
16788
16789   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
16790      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
16791      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
16792      emitted here.  In neither circumstance do we want
16793      import_export_decl to adjust the linkage.  */
16794   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
16795 }
16796
16797 /* Subroutine of more_specialized_fn: check whether TARGS is missing any
16798    important template arguments.  If any are missing, we check whether
16799    they're important by using error_mark_node for substituting into any
16800    args that were used for partial ordering (the ones between ARGS and END)
16801    and seeing if it bubbles up.  */
16802
16803 static bool
16804 check_undeduced_parms (tree targs, tree args, tree end)
16805 {
16806   bool found = false;
16807   int i;
16808   for (i = TREE_VEC_LENGTH (targs) - 1; i >= 0; --i)
16809     if (TREE_VEC_ELT (targs, i) == NULL_TREE)
16810       {
16811         found = true;
16812         TREE_VEC_ELT (targs, i) = error_mark_node;
16813       }
16814   if (found)
16815     {
16816       for (; args != end; args = TREE_CHAIN (args))
16817         {
16818           tree substed = tsubst (TREE_VALUE (args), targs, tf_none, NULL_TREE);
16819           if (substed == error_mark_node)
16820             return true;
16821         }
16822     }
16823   return false;
16824 }
16825
16826 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
16827
16828    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
16829    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
16830    0 if neither is more specialized.
16831
16832    LEN indicates the number of parameters we should consider
16833    (defaulted parameters should not be considered).
16834
16835    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
16836    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
16837    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
16838    the templates will be more specialized if all the *other*
16839    template's arguments deduce against its arguments and at least one
16840    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
16841    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
16842    The arguments used in deduction have reference and top level cv
16843    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
16844    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
16845    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
16846    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
16847    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
16848    we do *not* verify the deduced template argument values can be
16849    substituted into non-deduced contexts.
16850
16851    The logic can be a bit confusing here, because we look at deduce1 and
16852    targs1 to see if pat2 is at least as specialized, and vice versa; if we
16853    can find template arguments for pat1 to make arg1 look like arg2, that
16854    means that arg2 is at least as specialized as arg1.  */
16855
16856 int
16857 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
16858 {
16859   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
16860   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
16861   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
16862   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
16863   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
16864   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
16865   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
16866   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
16867   tree origs1, origs2;
16868   bool lose1 = false;
16869   bool lose2 = false;
16870
16871   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
16872      one is a non-static member function and the other is not a static
16873      member function, remove the first parameter from that function
16874      also.  This situation occurs for operator functions where we
16875      locate both a member function (with this pointer) and non-member
16876      operator (with explicit first operand).  */
16877   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
16878     {
16879       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
16880       args1 = TREE_CHAIN (args1);
16881       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
16882         args2 = TREE_CHAIN (args2);
16883     }
16884   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
16885     {
16886       args2 = TREE_CHAIN (args2);
16887       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
16888         {
16889           len--;
16890           args1 = TREE_CHAIN (args1);
16891         }
16892     }
16893
16894   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
16895   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
16896     return 0;
16897
16898   /* Consider the return type for a conversion function */
16899   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
16900     {
16901       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
16902       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
16903       len++;
16904     }
16905
16906   processing_template_decl++;
16907
16908   origs1 = args1;
16909   origs2 = args2;
16910
16911   while (len--
16912          /* Stop when an ellipsis is seen.  */
16913          && args1 != NULL_TREE && args2 != NULL_TREE)
16914     {
16915       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
16916       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
16917       int deduce1, deduce2;
16918       int quals1 = -1;
16919       int quals2 = -1;
16920
16921       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
16922           && TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
16923         {
16924           /* When both arguments are pack expansions, we need only
16925              unify the patterns themselves.  */
16926           arg1 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg1);
16927           arg2 = PACK_EXPANSION_PATTERN (arg2);
16928
16929           /* This is the last comparison we need to do.  */
16930           len = 0;
16931         }
16932
16933       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
16934         {
16935           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
16936           quals1 = cp_type_quals (arg1);
16937         }
16938
16939       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
16940         {
16941           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
16942           quals2 = cp_type_quals (arg2);
16943         }
16944
16945       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
16946         {
16947           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
16948              array/function pointer decay to it.  This is not part of
16949              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
16950              for the function call itself, and with our earlier
16951              implementation of the underspecified partial ordering
16952              rules.  (nathan).  */
16953           if (quals1 >= 0)
16954             {
16955               switch (TREE_CODE (arg1))
16956                 {
16957                 case ARRAY_TYPE:
16958                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
16959                   /* FALLTHROUGH. */
16960                 case FUNCTION_TYPE:
16961                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
16962                   break;
16963
16964                 default:
16965                   break;
16966                 }
16967             }
16968           else
16969             {
16970               switch (TREE_CODE (arg2))
16971                 {
16972                 case ARRAY_TYPE:
16973                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
16974                   /* FALLTHROUGH. */
16975                 case FUNCTION_TYPE:
16976                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
16977                   break;
16978
16979                 default:
16980                   break;
16981                 }
16982             }
16983         }
16984
16985       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
16986       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
16987
16988       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION)
16989         {
16990           int i, len2 = list_length (args2);
16991           tree parmvec = make_tree_vec (1);
16992           tree argvec = make_tree_vec (len2);
16993           tree ta = args2;
16994
16995           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
16996           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg1;
16997
16998           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
16999              arguments.  */
17000           for (i = 0; i < len2; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
17001             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
17002
17003           deduce1 = (unify_pack_expansion (tparms1, targs1, parmvec,
17004                                            argvec, DEDUCE_EXACT,
17005                                            /*subr=*/true, /*explain_p=*/false)
17006                      == 0);
17007
17008           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG1 is
17009              a pack expansion but ARG2 is not.  */
17010           deduce2 = 0;
17011         }
17012       else if (TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17013         {
17014           int i, len1 = list_length (args1);
17015           tree parmvec = make_tree_vec (1);
17016           tree argvec = make_tree_vec (len1);
17017           tree ta = args1;
17018
17019           /* Setup the parameter vector, which contains only ARG1.  */
17020           TREE_VEC_ELT (parmvec, 0) = arg2;
17021
17022           /* Setup the argument vector, which contains the remaining
17023              arguments.  */
17024           for (i = 0; i < len1; i++, ta = TREE_CHAIN (ta))
17025             TREE_VEC_ELT (argvec, i) = TREE_VALUE (ta);
17026
17027           deduce2 = (unify_pack_expansion (tparms2, targs2, parmvec,
17028                                            argvec, DEDUCE_EXACT,
17029                                            /*subr=*/true, /*explain_p=*/false)
17030                      == 0);
17031
17032           /* We cannot deduce in the other direction, because ARG2 is
17033              a pack expansion but ARG1 is not.*/
17034           deduce1 = 0;
17035         }
17036
17037       else
17038         {
17039           /* The normal case, where neither argument is a pack
17040              expansion.  */
17041           deduce1 = (unify (tparms1, targs1, arg1, arg2,
17042                             UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false)
17043                      == 0);
17044           deduce2 = (unify (tparms2, targs2, arg2, arg1,
17045                             UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false)
17046                      == 0);
17047         }
17048
17049       /* If we couldn't deduce arguments for tparms1 to make arg1 match
17050          arg2, then arg2 is not as specialized as arg1.  */
17051       if (!deduce1)
17052         lose2 = true;
17053       if (!deduce2)
17054         lose1 = true;
17055
17056       /* "If, for a given type, deduction succeeds in both directions
17057          (i.e., the types are identical after the transformations above)
17058          and if the type from the argument template is more cv-qualified
17059          than the type from the parameter template (as described above)
17060          that type is considered to be more specialized than the other. If
17061          neither type is more cv-qualified than the other then neither type
17062          is more specialized than the other."  */
17063
17064       if (deduce1 && deduce2
17065           && quals1 != quals2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
17066         {
17067           if ((quals1 & quals2) == quals2)
17068             lose2 = true;
17069           if ((quals1 & quals2) == quals1)
17070             lose1 = true;
17071         }
17072
17073       if (lose1 && lose2)
17074         /* We've failed to deduce something in either direction.
17075            These must be unordered.  */
17076         break;
17077
17078       if (TREE_CODE (arg1) == TYPE_PACK_EXPANSION
17079           || TREE_CODE (arg2) == TYPE_PACK_EXPANSION)
17080         /* We have already processed all of the arguments in our
17081            handing of the pack expansion type.  */
17082         len = 0;
17083
17084       args1 = TREE_CHAIN (args1);
17085       args2 = TREE_CHAIN (args2);
17086     }
17087
17088   /* "In most cases, all template parameters must have values in order for
17089      deduction to succeed, but for partial ordering purposes a template
17090      parameter may remain without a value provided it is not used in the
17091      types being used for partial ordering."
17092
17093      Thus, if we are missing any of the targs1 we need to substitute into
17094      origs1, then pat2 is not as specialized as pat1.  This can happen when
17095      there is a nondeduced context.  */
17096   if (!lose2 && check_undeduced_parms (targs1, origs1, args1))
17097     lose2 = true;
17098   if (!lose1 && check_undeduced_parms (targs2, origs2, args2))
17099     lose1 = true;
17100
17101   processing_template_decl--;
17102
17103   /* All things being equal, if the next argument is a pack expansion
17104      for one function but not for the other, prefer the
17105      non-variadic function.  FIXME this is bogus; see c++/41958.  */
17106   if (lose1 == lose2
17107       && args1 && TREE_VALUE (args1)
17108       && args2 && TREE_VALUE (args2))
17109     {
17110       lose1 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args1)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
17111       lose2 = TREE_CODE (TREE_VALUE (args2)) == TYPE_PACK_EXPANSION;
17112     }
17113
17114   if (lose1 == lose2)
17115     return 0;
17116   else if (!lose1)
17117     return 1;
17118   else
17119     return -1;
17120 }
17121
17122 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
17123
17124    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
17125    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
17126    innermost set of template parameters for the partial
17127    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
17128
17129    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
17130    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
17131    specialized.
17132
17133    See [temp.class.order] for information about determining which of
17134    two templates is more specialized.  */
17135
17136 static int
17137 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
17138 {
17139   tree targs;
17140   tree tmpl1, tmpl2;
17141   int winner = 0;
17142   bool any_deductions = false;
17143
17144   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
17145   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
17146
17147   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
17148      different class template specializations, we may encounter dependent
17149      types in the arguments, and we need our dependency check functions
17150      to behave correctly.  */
17151   ++processing_template_decl;
17152   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
17153                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
17154                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
17155   if (targs)
17156     {
17157       --winner;
17158       any_deductions = true;
17159     }
17160
17161   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
17162                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
17163                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
17164   if (targs)
17165     {
17166       ++winner;
17167       any_deductions = true;
17168     }
17169   --processing_template_decl;
17170
17171   /* In the case of a tie where at least one of the class templates
17172      has a parameter pack at the end, the template with the most
17173      non-packed parameters wins.  */
17174   if (winner == 0
17175       && any_deductions
17176       && (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1))
17177           || template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2))))
17178     {
17179       tree args1 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat1));
17180       tree args2 = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TREE_PURPOSE (pat2));
17181       int len1 = TREE_VEC_LENGTH (args1);
17182       int len2 = TREE_VEC_LENGTH (args2);
17183
17184       /* We don't count the pack expansion at the end.  */
17185       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat1)))
17186         --len1;
17187       if (template_args_variadic_p (TREE_PURPOSE (pat2)))
17188         --len2;
17189
17190       if (len1 > len2)
17191         return 1;
17192       else if (len1 < len2)
17193         return -1;
17194     }
17195
17196   return winner;
17197 }
17198
17199 /* Return the template arguments that will produce the function signature
17200    DECL from the function template FN, with the explicit template
17201    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
17202    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
17203    found.  */
17204
17205 static tree
17206 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
17207 {
17208   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
17209   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
17210   tree decl_type;
17211   tree decl_arg_types;
17212   tree *args;
17213   unsigned int nargs, ix;
17214   tree arg;
17215
17216   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
17217      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
17218      FN.  */
17219   decl_type = TREE_TYPE (decl);
17220   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
17221     {
17222       tree tmpl;
17223       tree converted_args;
17224
17225       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
17226         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17227       else
17228         /* We can get here for some invalid specializations.  */
17229         return NULL_TREE;
17230
17231       converted_args
17232         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
17233                                  explicit_args, NULL_TREE,
17234                                  tf_none,
17235                                  /*require_all_args=*/false,
17236                                  /*use_default_args=*/false);
17237       if (converted_args == error_mark_node)
17238         return NULL_TREE;
17239
17240       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
17241       if (decl_type == error_mark_node)
17242         return NULL_TREE;
17243     }
17244
17245   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
17246   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
17247                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
17248
17249   nargs = list_length (decl_arg_types);
17250   args = XALLOCAVEC (tree, nargs);
17251   for (arg = decl_arg_types, ix = 0;
17252        arg != NULL_TREE && arg != void_list_node;
17253        arg = TREE_CHAIN (arg), ++ix)
17254     args[ix] = TREE_VALUE (arg);
17255
17256   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
17257                            args, ix,
17258                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
17259                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
17260                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL, /*explain_p=*/false))
17261     return NULL_TREE;
17262
17263   return targs;
17264 }
17265
17266 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
17267    template specialization whose innermost template parameters are
17268    TPARMS, and whose specialization arguments are SPEC_ARGS, yield the
17269    ARGS.
17270
17271    For example, suppose we have:
17272
17273      template <class T, class U> struct S {};
17274      template <class T> struct S<T*, int> {};
17275
17276    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
17277    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
17278    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
17279    is bound to `double'.  */
17280
17281 static tree
17282 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
17283 {
17284   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
17285   tree deduced_args;
17286   tree innermost_deduced_args;
17287
17288   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
17289   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
17290     {
17291       deduced_args = copy_node (args);
17292       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
17293                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
17294                            innermost_deduced_args);
17295     }
17296   else
17297     deduced_args = innermost_deduced_args;
17298
17299   if (unify (tparms, deduced_args,
17300              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
17301              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
17302              UNIFY_ALLOW_NONE, /*explain_p=*/false))
17303     return NULL_TREE;
17304
17305   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
17306     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
17307       return NULL_TREE;
17308
17309   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
17310      obtained from argument deduction.
17311
17312      For example:
17313
17314        struct A { typedef int X; };
17315        template <class T, class U> struct C {};
17316        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
17317
17318      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
17319      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
17320      is `int'.  */
17321   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
17322   if (spec_args == error_mark_node
17323       /* We only need to check the innermost arguments; the other
17324          arguments will always agree.  */
17325       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
17326                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
17327     return NULL_TREE;
17328
17329   /* Now that we have bindings for all of the template arguments,
17330      ensure that the arguments deduced for the template template
17331      parameters have compatible template parameter lists.  See the use
17332      of template_template_parm_bindings_ok_p in fn_type_unification
17333      for more information.  */
17334   if (!template_template_parm_bindings_ok_p (tparms, deduced_args))
17335     return NULL_TREE;
17336
17337   return deduced_args;
17338 }
17339
17340 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
17341    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
17342    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
17343    is returned.
17344
17345    Note that this function does not look at, or modify, the
17346    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
17347    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
17348    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
17349    and retrieve it from the value returned.  */
17350
17351 tree
17352 most_specialized_instantiation (tree templates)
17353 {
17354   tree fn, champ;
17355
17356   ++processing_template_decl;
17357
17358   champ = templates;
17359   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
17360     {
17361       int fate = 0;
17362
17363       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
17364                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
17365                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17366         fate--;
17367
17368       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
17369                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
17370                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17371         fate++;
17372
17373       if (fate == -1)
17374         champ = fn;
17375       else if (!fate)
17376         {
17377           /* Equally specialized, move to next function.  If there
17378              is no next function, nothing's most specialized.  */
17379           fn = TREE_CHAIN (fn);
17380           champ = fn;
17381           if (!fn)
17382             break;
17383         }
17384     }
17385
17386   if (champ)
17387     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
17388        instantiation list.  */
17389     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
17390       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
17391                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
17392                         NULL_TREE, /*check_ret=*/true)
17393           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
17394                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
17395                             NULL_TREE, /*check_ret=*/true))
17396         {
17397           champ = NULL_TREE;
17398           break;
17399         }
17400
17401   processing_template_decl--;
17402
17403   if (!champ)
17404     return error_mark_node;
17405
17406   return champ;
17407 }
17408
17409 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
17410    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
17411
17412    For example, given:
17413
17414      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
17415
17416    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
17417    the full template.  This function will not trace past partial
17418    specializations, however.  For example, given in addition:
17419
17420      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
17421
17422    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
17423    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
17424
17425 tree
17426 most_general_template (tree decl)
17427 {
17428   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
17429      an immediate specialization.  */
17430   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
17431     {
17432       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
17433         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17434
17435         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
17436            template friend.  */
17437         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
17438           return NULL_TREE;
17439       } else
17440         return NULL_TREE;
17441     }
17442
17443   /* Look for more and more general templates.  */
17444   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
17445     {
17446       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
17447          (See cp-tree.h for details.)  */
17448       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
17449         break;
17450
17451       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
17452           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
17453         break;
17454
17455       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
17456       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
17457           && DECL_CONTEXT (decl)
17458           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
17459         break;
17460
17461       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
17462     }
17463
17464   return decl;
17465 }
17466
17467 /* Return the most specialized of the class template partial
17468    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
17469    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
17470    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
17471    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
17472    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
17473
17474    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
17475    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
17476    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
17477    returned.  */
17478
17479 static tree
17480 most_specialized_class (tree type, tree tmpl, tsubst_flags_t complain)
17481 {
17482   tree list = NULL_TREE;
17483   tree t;
17484   tree champ;
17485   int fate;
17486   bool ambiguous_p;
17487   tree args;
17488   tree outer_args = NULL_TREE;
17489
17490   tmpl = most_general_template (tmpl);
17491   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
17492
17493   /* For determining which partial specialization to use, only the
17494      innermost args are interesting.  */
17495   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
17496     {
17497       outer_args = strip_innermost_template_args (args, 1);
17498       args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
17499     }
17500
17501   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
17502     {
17503       tree partial_spec_args;
17504       tree spec_args;
17505       tree parms = TREE_VALUE (t);
17506
17507       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
17508
17509       ++processing_template_decl;
17510
17511       if (outer_args)
17512         {
17513           int i;
17514
17515           /* Discard the outer levels of args, and then substitute in the
17516              template args from the enclosing class.  */
17517           partial_spec_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (partial_spec_args);
17518           partial_spec_args = tsubst_template_args
17519             (partial_spec_args, outer_args, tf_none, NULL_TREE);
17520
17521           /* PARMS already refers to just the innermost parms, but the
17522              template parms in partial_spec_args had their levels lowered
17523              by tsubst, so we need to do the same for the parm list.  We
17524              can't just tsubst the TREE_VEC itself, as tsubst wants to
17525              treat a TREE_VEC as an argument vector.  */
17526           parms = copy_node (parms);
17527           for (i = TREE_VEC_LENGTH (parms) - 1; i >= 0; --i)
17528             TREE_VEC_ELT (parms, i) =
17529               tsubst (TREE_VEC_ELT (parms, i), outer_args, tf_none, NULL_TREE);
17530
17531         }
17532
17533       partial_spec_args =
17534           coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
17535                                  add_to_template_args (outer_args,
17536                                                        partial_spec_args),
17537                                  tmpl, tf_none,
17538                                  /*require_all_args=*/true,
17539                                  /*use_default_args=*/true);
17540
17541       --processing_template_decl;
17542
17543       if (partial_spec_args == error_mark_node)
17544         return error_mark_node;
17545
17546       spec_args = get_class_bindings (parms,
17547                                       partial_spec_args,
17548                                       args);
17549       if (spec_args)
17550         {
17551           if (outer_args)
17552             spec_args = add_to_template_args (outer_args, spec_args);
17553           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
17554           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
17555         }
17556     }
17557
17558   if (! list)
17559     return NULL_TREE;
17560
17561   ambiguous_p = false;
17562   t = list;
17563   champ = t;
17564   t = TREE_CHAIN (t);
17565   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
17566     {
17567       fate = more_specialized_class (champ, t);
17568       if (fate == 1)
17569         ;
17570       else
17571         {
17572           if (fate == 0)
17573             {
17574               t = TREE_CHAIN (t);
17575               if (! t)
17576                 {
17577                   ambiguous_p = true;
17578                   break;
17579                 }
17580             }
17581           champ = t;
17582         }
17583     }
17584
17585   if (!ambiguous_p)
17586     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
17587       {
17588         fate = more_specialized_class (champ, t);
17589         if (fate != 1)
17590           {
17591             ambiguous_p = true;
17592             break;
17593           }
17594       }
17595
17596   if (ambiguous_p)
17597     {
17598       const char *str;
17599       char *spaces = NULL;
17600       if (!(complain & tf_error))
17601         return error_mark_node;
17602       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
17603       str = ngettext ("candidate is:", "candidates are:", list_length (list));
17604       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
17605         {
17606           error ("%s %+#T", spaces ? spaces : str, TREE_TYPE (t));
17607           spaces = spaces ? spaces : get_spaces (str);
17608         }
17609       free (spaces);
17610       return error_mark_node;
17611     }
17612
17613   return champ;
17614 }
17615
17616 /* Explicitly instantiate DECL.  */
17617
17618 void
17619 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
17620 {
17621   tree result = NULL_TREE;
17622   int extern_p = 0;
17623
17624   if (!decl || decl == error_mark_node)
17625     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
17626        an appropriate message.  */
17627     return;
17628   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
17629     {
17630       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
17631       return;
17632     }
17633   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
17634     {
17635       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
17636          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
17637          the latter, the DECL we get back will be marked as a
17638          template instantiation, and the appropriate
17639          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
17640          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
17641          should handle VAR_DECLs as it currently handles
17642          FUNCTION_DECLs.  */
17643       if (!DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
17644         {
17645           error ("%qD is not a static data member of a class template", decl);
17646           return;
17647         }
17648       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
17649       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
17650         {
17651           error ("no matching template for %qD found", decl);
17652           return;
17653         }
17654       if (!same_type_p (TREE_TYPE (result), TREE_TYPE (decl)))
17655         {
17656           error ("type %qT for explicit instantiation %qD does not match "
17657                  "declared type %qT", TREE_TYPE (result), decl,
17658                  TREE_TYPE (decl));
17659           return;
17660         }
17661     }
17662   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
17663     {
17664       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
17665       return;
17666     }
17667   else
17668     result = decl;
17669
17670   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
17671      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
17672      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
17673      until we get here.  */
17674
17675   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
17676     {
17677       /* DR 259 [temp.spec].
17678
17679          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
17680          specialization shall not appear in a program unless the explicit
17681          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
17682
17683          For a given set of template parameters, if an explicit
17684          instantiation of a template appears after a declaration of an
17685          explicit specialization for that template, the explicit
17686          instantiation has no effect.  */
17687       return;
17688     }
17689   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
17690     {
17691       /* [temp.spec]
17692
17693          No program shall explicitly instantiate any template more
17694          than once.
17695
17696          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
17697          the first instantiation was `extern' and the second is not,
17698          and EXTERN_P for the opposite case.  */
17699       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
17700         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
17701       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
17702          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
17703       if (extern_p)
17704         return;
17705     }
17706   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
17707     {
17708       error ("no matching template for %qD found", result);
17709       return;
17710     }
17711   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
17712     {
17713       permerror (input_location, "explicit instantiation of non-template %q#D", result);
17714       return;
17715     }
17716
17717   if (storage == NULL_TREE)
17718     ;
17719   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
17720     {
17721       if (!in_system_header && (cxx_dialect == cxx98))
17722         pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
17723                  "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on explicit "
17724                  "instantiations");
17725       extern_p = 1;
17726     }
17727   else
17728     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
17729
17730   check_explicit_instantiation_namespace (result);
17731   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
17732   if (! extern_p)
17733     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
17734                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
17735 }
17736
17737 static void
17738 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
17739 {
17740   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
17741   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
17742   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
17743   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
17744   if (! extern_p)
17745     {
17746       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
17747       rest_of_type_compilation (t, 1);
17748     }
17749 }
17750
17751 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
17752    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
17753 static void
17754 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
17755 {
17756   tree storage = *(tree *) data;
17757
17758   if (MAYBE_CLASS_TYPE_P (entry->type)
17759       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
17760     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
17761 }
17762
17763 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
17764    (a member function or a static member variable) of an
17765    explicitly instantiated class template.  */
17766 static void
17767 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
17768 {
17769   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
17770   if (! extern_p)
17771     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
17772                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
17773 }
17774
17775 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
17776    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
17777    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
17778    since the standard is unclear (as detailed below).  */
17779
17780 void
17781 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
17782 {
17783   int extern_p = 0;
17784   int nomem_p = 0;
17785   int static_p = 0;
17786   int previous_instantiation_extern_p = 0;
17787
17788   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
17789     t = TREE_TYPE (t);
17790
17791   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
17792     {
17793       tree tmpl =
17794         (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)) ? TYPE_TI_TEMPLATE (t) : NULL;
17795       if (tmpl)
17796         error ("explicit instantiation of non-class template %qD", tmpl);
17797       else
17798         error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
17799       return;
17800     }
17801
17802   complete_type (t);
17803
17804   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
17805     {
17806       if (complain & tf_error)
17807         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
17808                t);
17809       return;
17810     }
17811
17812   if (storage != NULL_TREE)
17813     {
17814       if (!in_system_header)
17815         {
17816           if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
17817             {
17818               if (cxx_dialect == cxx98)
17819                 pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
17820                          "ISO C++ 1998 forbids the use of %<extern%> on "
17821                          "explicit instantiations");
17822             }
17823           else
17824             pedwarn (input_location, OPT_pedantic, 
17825                      "ISO C++ forbids the use of %qE"
17826                      " on explicit instantiations", storage);
17827         }
17828
17829       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
17830         nomem_p = 1;
17831       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
17832         extern_p = 1;
17833       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
17834         static_p = 1;
17835       else
17836         {
17837           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
17838                  storage);
17839           extern_p = 0;
17840         }
17841     }
17842
17843   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
17844     {
17845       /* DR 259 [temp.spec].
17846
17847          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
17848          specialization shall not appear in a program unless the explicit
17849          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
17850
17851          For a given set of template parameters, if an explicit
17852          instantiation of a template appears after a declaration of an
17853          explicit specialization for that template, the explicit
17854          instantiation has no effect.  */
17855       return;
17856     }
17857   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
17858     {
17859       /* [temp.spec]
17860
17861          No program shall explicitly instantiate any template more
17862          than once.
17863
17864          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
17865          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
17866          These cases are OK.  */
17867       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
17868
17869       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
17870           && (complain & tf_error))
17871         permerror (input_location, "duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
17872
17873       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
17874       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
17875         return;
17876     }
17877
17878   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
17879   mark_class_instantiated (t, extern_p);
17880
17881   if (nomem_p)
17882     return;
17883
17884   {
17885     tree tmp;
17886
17887     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
17888        declarations, and not the definitions, of members are
17889        instantiated, we have here:
17890
17891          [temp.explicit]
17892
17893          The explicit instantiation of a class template specialization
17894          implies the instantiation of all of its members not
17895          previously explicitly specialized in the translation unit
17896          containing the explicit instantiation.
17897
17898        Of course, we can't instantiate member template classes, since
17899        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
17900        is unclear on whether the instantiation of the members are
17901        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
17902        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
17903
17904     if (! static_p)
17905       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = DECL_CHAIN (tmp))
17906         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
17907             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
17908           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
17909
17910     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = DECL_CHAIN (tmp))
17911       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
17912         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
17913
17914     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
17915       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
17916                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
17917   }
17918 }
17919
17920 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
17921    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
17922    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
17923    should occur for DECL, not the most general template.
17924
17925    One reason for doing this is a scenario like this:
17926
17927      template <class T>
17928      void f(const T&, int i);
17929
17930      void g() { f(3, 7); }
17931
17932      template <class T>
17933      void f(const T& t, const int i) { }
17934
17935    Note that when the template is first instantiated, with
17936    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
17937    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
17938    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
17939
17940 static void
17941 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
17942 {
17943   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
17944      template.  */
17945   tree args;
17946   tree code_pattern;
17947
17948   args = DECL_TI_ARGS (decl);
17949   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
17950
17951   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
17952      correctly.  */
17953   push_access_scope (decl);
17954
17955   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
17956     {
17957       tree decl_parm;
17958       tree pattern_parm;
17959       tree specs;
17960       int args_depth;
17961       int parms_depth;
17962
17963       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
17964       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
17965       if (args_depth > parms_depth)
17966         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
17967
17968       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
17969                                               args, tf_error, NULL_TREE,
17970                                               /*defer_ok*/false);
17971       if (specs && specs != error_mark_node)
17972         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
17973                                                     specs);
17974
17975       /* Merge parameter declarations.  */
17976       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
17977                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
17978       pattern_parm
17979         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
17980                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
17981       while (decl_parm && !FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
17982         {
17983           tree parm_type;
17984           tree attributes;
17985           
17986           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
17987             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
17988           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
17989                               NULL_TREE);
17990           parm_type = type_decays_to (parm_type);
17991           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
17992             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
17993           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
17994           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
17995             {
17996               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
17997               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
17998             }
17999           decl_parm = DECL_CHAIN (decl_parm);
18000           pattern_parm = DECL_CHAIN (pattern_parm);
18001         }
18002       /* Merge any parameters that match with the function parameter
18003          pack.  */
18004       if (pattern_parm && FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (pattern_parm))
18005         {
18006           int i, len;
18007           tree expanded_types;
18008           /* Expand the TYPE_PACK_EXPANSION that provides the types for
18009              the parameters in this function parameter pack.  */
18010           expanded_types = tsubst_pack_expansion (TREE_TYPE (pattern_parm), 
18011                                                  args, tf_error, NULL_TREE);
18012           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_types);
18013           for (i = 0; i < len; i++)
18014             {
18015               tree parm_type;
18016               tree attributes;
18017           
18018               if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
18019                 /* Rename the parameter to include the index.  */
18020                 DECL_NAME (decl_parm) = 
18021                   make_ith_pack_parameter_name (DECL_NAME (pattern_parm), i);
18022               parm_type = TREE_VEC_ELT (expanded_types, i);
18023               parm_type = type_decays_to (parm_type);
18024               if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
18025                 TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
18026               attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
18027               if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
18028                 {
18029                   DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
18030                   cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
18031                 }
18032               decl_parm = DECL_CHAIN (decl_parm);
18033             }
18034         }
18035       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
18036       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
18037           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
18038         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
18039     }
18040   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
18041     {
18042       DECL_INITIAL (decl) =
18043         tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
18044                      tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
18045                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
18046       if (VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (decl))
18047         TREE_TYPE (decl) = tsubst (TREE_TYPE (code_pattern), args,
18048                                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
18049     }
18050   else
18051     gcc_unreachable ();
18052
18053   pop_access_scope (decl);
18054 }
18055
18056 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
18057    substituted to get DECL.  */
18058
18059 tree
18060 template_for_substitution (tree decl)
18061 {
18062   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
18063
18064   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
18065      for the instantiation.  This is not always the most general
18066      template.  Consider, for example:
18067
18068         template <class T>
18069         struct S { template <class U> void f();
18070                    template <> void f<int>(); };
18071
18072      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
18073      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
18074   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
18075             more general template.  */
18076          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
18077            /* We must also deal with friend templates.  Given:
18078
18079                 template <class T> struct S {
18080                   template <class U> friend void f() {};
18081                 };
18082
18083               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
18084               so far as the language is concerned, but that's still
18085               where we get the pattern for the instantiation from.  On
18086               other hand, if the definition comes outside the class, say:
18087
18088                 template <class T> struct S {
18089                   template <class U> friend void f();
18090                 };
18091                 template <class U> friend void f() {}
18092
18093               we don't need to look any further.  That's what the check for
18094               DECL_INITIAL is for.  */
18095           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
18096               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
18097               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
18098     {
18099       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
18100          were a definition, we should be using it!  Note that we
18101          cannot restructure the loop to just keep going until we find
18102          a template with a definition, since that might go too far if
18103          a specialization was declared, but not defined.  */
18104       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
18105                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
18106
18107       /* Fetch the more general template.  */
18108       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
18109     }
18110
18111   return tmpl;
18112 }
18113
18114 /* Returns true if we need to instantiate this template instance even if we
18115    know we aren't going to emit it..  */
18116
18117 bool
18118 always_instantiate_p (tree decl)
18119 {
18120   /* We always instantiate inline functions so that we can inline them.  An
18121      explicit instantiation declaration prohibits implicit instantiation of
18122      non-inline functions.  With high levels of optimization, we would
18123      normally inline non-inline functions -- but we're not allowed to do
18124      that for "extern template" functions.  Therefore, we check
18125      DECL_DECLARED_INLINE_P, rather than possibly_inlined_p.  */
18126   return ((TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
18127            && DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
18128           /* And we need to instantiate static data members so that
18129              their initializers are available in integral constant
18130              expressions.  */
18131           || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
18132               && decl_maybe_constant_var_p (decl)));
18133 }
18134
18135 /* If FN has a noexcept-specifier that hasn't been instantiated yet,
18136    instantiate it now, modifying TREE_TYPE (fn).  */
18137
18138 void
18139 maybe_instantiate_noexcept (tree fn)
18140 {
18141   tree fntype, spec, noex, clone;
18142
18143   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (fn))
18144     fn = DECL_CLONED_FUNCTION (fn);
18145   fntype = TREE_TYPE (fn);
18146   spec = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
18147
18148   if (!DEFERRED_NOEXCEPT_SPEC_P (spec))
18149     return;
18150
18151   noex = TREE_PURPOSE (spec);
18152
18153   if (TREE_CODE (noex) == DEFERRED_NOEXCEPT)
18154     {
18155       push_tinst_level (fn);
18156       push_access_scope (fn);
18157       input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (fn);
18158       noex = tsubst_copy_and_build (DEFERRED_NOEXCEPT_PATTERN (noex),
18159                                     DEFERRED_NOEXCEPT_ARGS (noex),
18160                                     tf_warning_or_error, fn, /*function_p=*/false,
18161                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
18162       pop_access_scope (fn);
18163       pop_tinst_level ();
18164       spec = build_noexcept_spec (noex, tf_warning_or_error);
18165       if (spec == error_mark_node)
18166         spec = noexcept_false_spec;
18167     }
18168   else
18169     {
18170       /* This is an implicitly declared function, so NOEX is a list of
18171          other functions to evaluate and merge.  */
18172       tree elt;
18173       spec = noexcept_true_spec;
18174       for (elt = noex; elt; elt = OVL_NEXT (elt))
18175         {
18176           tree fn = OVL_CURRENT (elt);
18177           tree subspec;
18178           maybe_instantiate_noexcept (fn);
18179           subspec = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (TREE_TYPE (fn));
18180           spec = merge_exception_specifiers (spec, subspec, NULL_TREE);
18181         }
18182     }
18183
18184   TREE_TYPE (fn) = build_exception_variant (fntype, spec);
18185
18186   FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
18187     {
18188       if (TREE_TYPE (clone) == fntype)
18189         TREE_TYPE (clone) = TREE_TYPE (fn);
18190       else
18191         TREE_TYPE (clone) = build_exception_variant (TREE_TYPE (clone), spec);
18192     }
18193 }
18194
18195 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
18196    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
18197    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
18198    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
18199    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
18200    explicitly instantiated class template.  */
18201
18202 tree
18203 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
18204                   bool expl_inst_class_mem_p)
18205 {
18206   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
18207   tree gen_args;
18208   tree args;
18209   tree td;
18210   tree code_pattern;
18211   tree spec;
18212   tree gen_tmpl;
18213   bool pattern_defined;
18214   int need_push;
18215   location_t saved_loc = input_location;
18216   bool external_p;
18217
18218   /* This function should only be used to instantiate templates for
18219      functions and static member variables.  */
18220   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
18221               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
18222
18223   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
18224      are instantiated right away.  That allows for better code in the
18225      case that an expression refers to the value of the variable --
18226      if the variable has a constant value the referring expression can
18227      take advantage of that fact.  */
18228   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
18229       || DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (d))
18230     defer_ok = 0;
18231
18232   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
18233      functions they cloned.  */
18234   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
18235     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
18236
18237   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d)
18238       || (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
18239           && DECL_DEFAULTED_FN (d) && DECL_INITIAL (d))
18240       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (d))
18241     /* D has already been instantiated or explicitly specialized, so
18242        there's nothing for us to do here.
18243
18244        It might seem reasonable to check whether or not D is an explicit
18245        instantiation, and, if so, stop here.  But when an explicit
18246        instantiation is deferred until the end of the compilation,
18247        DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is set, even though we still need to do
18248        the instantiation.  */
18249     return d;
18250
18251   /* Check to see whether we know that this template will be
18252      instantiated in some other file, as with "extern template"
18253      extension.  */
18254   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
18255
18256   /* In general, we do not instantiate such templates.  */
18257   if (external_p && !always_instantiate_p (d))
18258     return d;
18259
18260   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
18261   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
18262
18263   if (tmpl != gen_tmpl)
18264     /* We should already have the extra args.  */
18265     gcc_assert (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl))
18266                 == TMPL_ARGS_DEPTH (gen_args));
18267   /* And what's in the hash table should match D.  */
18268   gcc_assert ((spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args, 0)) == d
18269               || spec == NULL_TREE);
18270
18271   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
18272   if (! push_tinst_level (d))
18273     return d;
18274
18275   timevar_push (TV_TEMPLATE_INST);
18276
18277   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
18278      for the instantiation.  */
18279   td = template_for_substitution (d);
18280   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
18281
18282   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
18283      template or partial specialization.  */
18284   gcc_assert (d != code_pattern);
18285
18286   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
18287       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
18288     /* In the case of a friend template whose definition is provided
18289        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
18290        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
18291     args = get_innermost_template_args
18292       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
18293   else
18294     args = gen_args;
18295
18296   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18297     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE
18298                        || DECL_DEFAULTED_OUTSIDE_CLASS_P (code_pattern));
18299   else
18300     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
18301
18302   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
18303   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
18304
18305   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
18306      the linkage of D, remember that a definition is available for
18307      this entity.  */
18308   if (pattern_defined
18309       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
18310       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
18311     mark_definable (d);
18312
18313   DECL_SOURCE_LOCATION (td) = DECL_SOURCE_LOCATION (code_pattern);
18314   DECL_SOURCE_LOCATION (d) = DECL_SOURCE_LOCATION (code_pattern);
18315   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
18316
18317   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
18318      and no definition is available, treat it like an implicit
18319      instantiation.  */
18320   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
18321       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
18322     {
18323       /* Leave linkage flags alone on instantiations with anonymous
18324          visibility.  */
18325       if (TREE_PUBLIC (d))
18326         {
18327           DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
18328           DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
18329         }
18330       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
18331     }
18332
18333   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18334     maybe_instantiate_noexcept (d);
18335
18336   /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
18337      about ignoring cv qualifiers.  Don't do this for artificial decls,
18338      as it breaks the context-sensitive substitution for lambda op(). */
18339   if (!defer_ok && !DECL_ARTIFICIAL (d))
18340     {
18341       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
18342       tree type = TREE_TYPE (gen);
18343
18344       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
18345          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
18346          right context.  */
18347       push_access_scope (d);
18348
18349       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
18350         {
18351           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
18352           tsubst_exception_specification (type, gen_args, tf_warning_or_error,
18353                                           d, /*defer_ok*/true);
18354           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
18355              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
18356              The function arguments are the same as the decl_arguments
18357              without the top level cv qualifiers.  */
18358           type = TREE_TYPE (type);
18359         }
18360       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
18361
18362       pop_access_scope (d);
18363     }
18364
18365   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
18366      forbidden from doing so.  */
18367   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
18368          template.  */
18369       ! pattern_defined
18370       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
18371       || defer_ok
18372       /* If this is a static data member that will be defined
18373          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
18374          member, but we do want to instantiate the initializer so that
18375          we can substitute that elsewhere.  */
18376       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
18377     {
18378       /* The definition of the static data member is now required so
18379          we must substitute the initializer.  */
18380       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
18381           && !DECL_INITIAL (d)
18382           && DECL_INITIAL (code_pattern))
18383         {
18384           tree ns;
18385           tree init;
18386           bool const_init = false;
18387
18388           ns = decl_namespace_context (d);
18389           push_nested_namespace (ns);
18390           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
18391           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
18392                               args,
18393                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
18394                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
18395           /* Make sure the initializer is still constant, in case of
18396              circular dependency (template/instantiate6.C). */
18397           const_init
18398             = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (code_pattern);
18399           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/const_init,
18400                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
18401                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
18402           pop_nested_class ();
18403           pop_nested_namespace (ns);
18404         }
18405
18406       /* We restore the source position here because it's used by
18407          add_pending_template.  */
18408       input_location = saved_loc;
18409
18410       if (at_eof && !pattern_defined
18411           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)
18412           && DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
18413         /* [temp.explicit]
18414
18415            The definition of a non-exported function template, a
18416            non-exported member function template, or a non-exported
18417            member function or static data member of a class template
18418            shall be present in every translation unit in which it is
18419            explicitly instantiated.  */
18420         permerror (input_location,  "explicit instantiation of %qD "
18421                    "but no definition available", d);
18422
18423       /* If we're in unevaluated context, we just wanted to get the
18424          constant value; this isn't an odr use, so don't queue
18425          a full instantiation.  */
18426       if (cp_unevaluated_operand != 0)
18427         goto out;
18428       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
18429          when marked as "extern template".  */
18430       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
18431         add_pending_template (d);
18432       goto out;
18433     }
18434   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
18435      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
18436   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
18437     {
18438       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
18439          requested instantiation in the PCH it is still possible that
18440          an instantiation will be required in a file that includes the
18441          PCH.  */
18442       if (pch_file)
18443         add_pending_template (d);
18444       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
18445          job, even though we'll not be emitting a copy of this
18446          function.  */
18447       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && possibly_inlined_p (d)))
18448         goto out;
18449     }
18450
18451   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
18452   if (need_push)
18453     push_to_top_level ();
18454
18455   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
18456      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
18457   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
18458
18459   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
18460      by a subsequent redeclaration.  */
18461   regenerate_decl_from_template (d, td);
18462
18463   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
18464      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
18465   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
18466
18467   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
18468     {
18469       tree init;
18470       bool const_init = false;
18471
18472       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
18473          since we've reset the type of the declaration.  */
18474       SET_DECL_RTL (d, NULL);
18475       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
18476
18477       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
18478          regenerate_decl_from_template so we don't need to
18479          push/pop_access_scope again here.  Pull it out so that
18480          cp_finish_decl can process it.  */
18481       init = DECL_INITIAL (d);
18482       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
18483       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
18484
18485       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
18486          initializer.  That function will defer actual emission until
18487          we have a chance to determine linkage.  */
18488       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
18489
18490       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
18491       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
18492       const_init = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (code_pattern);
18493       cp_finish_decl (d, init, const_init, NULL_TREE, 0);
18494       pop_nested_class ();
18495     }
18496   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_DEFAULTED_FN (code_pattern))
18497     synthesize_method (d);
18498   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
18499     {
18500       htab_t saved_local_specializations;
18501       tree subst_decl;
18502       tree tmpl_parm;
18503       tree spec_parm;
18504
18505       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
18506          template from within the body of another.  */
18507       saved_local_specializations = local_specializations;
18508
18509       /* Set up the list of local specializations.  */
18510       local_specializations = htab_create (37,
18511                                            hash_local_specialization,
18512                                            eq_local_specializations,
18513                                            NULL);
18514
18515       /* Set up context.  */
18516       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
18517
18518       /* Create substitution entries for the parameters.  */
18519       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
18520       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
18521       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
18522       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
18523         {
18524           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
18525           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
18526           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
18527         }
18528       for (; tmpl_parm; tmpl_parm = DECL_CHAIN (tmpl_parm))
18529         {
18530           if (!FUNCTION_PARAMETER_PACK_P (tmpl_parm))
18531             {
18532               register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
18533               spec_parm = DECL_CHAIN (spec_parm);
18534             }
18535           else
18536             {
18537               /* Register the (value) argument pack as a specialization of
18538                  TMPL_PARM, then move on.  */
18539               tree argpack = extract_fnparm_pack (tmpl_parm, &spec_parm);
18540               register_local_specialization (argpack, tmpl_parm);
18541             }
18542         }
18543       gcc_assert (!spec_parm);
18544
18545       /* Substitute into the body of the function.  */
18546       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
18547                    tf_warning_or_error, tmpl,
18548                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
18549
18550       /* Set the current input_location to the end of the function
18551          so that finish_function knows where we are.  */
18552       input_location = DECL_STRUCT_FUNCTION (code_pattern)->function_end_locus;
18553
18554       /* We don't need the local specializations any more.  */
18555       htab_delete (local_specializations);
18556       local_specializations = saved_local_specializations;
18557
18558       /* Finish the function.  */
18559       d = finish_function (0);
18560       expand_or_defer_fn (d);
18561     }
18562
18563   /* We're not deferring instantiation any more.  */
18564   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
18565
18566   if (need_push)
18567     pop_from_top_level ();
18568
18569 out:
18570   input_location = saved_loc;
18571   pop_deferring_access_checks ();
18572   pop_tinst_level ();
18573
18574   timevar_pop (TV_TEMPLATE_INST);
18575
18576   return d;
18577 }
18578
18579 /* Run through the list of templates that we wish we could
18580    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
18581    number of times we retry pending template instantiation.  */
18582
18583 void
18584 instantiate_pending_templates (int retries)
18585 {
18586   int reconsider;
18587   location_t saved_loc = input_location;
18588
18589   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
18590      may require further template instantiations.  We place a limit here
18591      to avoid infinite loop.  */
18592   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
18593     {
18594       tree decl = pending_templates->tinst->decl;
18595
18596       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
18597              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
18598              " (use -ftemplate-depth= to increase the maximum)",
18599              max_tinst_depth, decl);
18600       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
18601         /* Pretend that we defined it.  */
18602         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
18603       return;
18604     }
18605
18606   do
18607     {
18608       struct pending_template **t = &pending_templates;
18609       struct pending_template *last = NULL;
18610       reconsider = 0;
18611       while (*t)
18612         {
18613           tree instantiation = reopen_tinst_level ((*t)->tinst);
18614           bool complete = false;
18615
18616           if (TYPE_P (instantiation))
18617             {
18618               tree fn;
18619
18620               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
18621                 {
18622                   instantiate_class_template (instantiation);
18623                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
18624                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
18625                          fn;
18626                          fn = TREE_CHAIN (fn))
18627                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
18628                         instantiate_decl (fn,
18629                                           /*defer_ok=*/0,
18630                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
18631                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
18632                     reconsider = 1;
18633                 }
18634
18635               complete = COMPLETE_TYPE_P (instantiation);
18636             }
18637           else
18638             {
18639               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
18640                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
18641                 {
18642                   instantiation
18643                     = instantiate_decl (instantiation,
18644                                         /*defer_ok=*/0,
18645                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
18646                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
18647                     reconsider = 1;
18648                 }
18649
18650               complete = (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
18651                           || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation));
18652             }
18653
18654           if (complete)
18655             /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
18656                need to consider it again in the future.  */
18657             *t = (*t)->next;
18658           else
18659             {
18660               last = *t;
18661               t = &(*t)->next;
18662             }
18663           tinst_depth = 0;
18664           current_tinst_level = NULL;
18665         }
18666       last_pending_template = last;
18667     }
18668   while (reconsider);
18669
18670   input_location = saved_loc;
18671 }
18672
18673 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
18674    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
18675    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
18676    instantiate_decl.  */
18677
18678 static tree
18679 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
18680 {
18681   tree inits = NULL_TREE;
18682
18683   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
18684     {
18685       tree decl;
18686       tree init;
18687       tree expanded_bases = NULL_TREE;
18688       tree expanded_arguments = NULL_TREE;
18689       int i, len = 1;
18690
18691       if (TREE_CODE (TREE_PURPOSE (t)) == TYPE_PACK_EXPANSION)
18692         {
18693           tree expr;
18694           tree arg;
18695
18696           /* Expand the base class expansion type into separate base
18697              classes.  */
18698           expanded_bases = tsubst_pack_expansion (TREE_PURPOSE (t), argvec,
18699                                                  tf_warning_or_error,
18700                                                  NULL_TREE);
18701           if (expanded_bases == error_mark_node)
18702             continue;
18703           
18704           /* We'll be building separate TREE_LISTs of arguments for
18705              each base.  */
18706           len = TREE_VEC_LENGTH (expanded_bases);
18707           expanded_arguments = make_tree_vec (len);
18708           for (i = 0; i < len; i++)
18709             TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = NULL_TREE;
18710
18711           /* Build a dummy EXPR_PACK_EXPANSION that will be used to
18712              expand each argument in the TREE_VALUE of t.  */
18713           expr = make_node (EXPR_PACK_EXPANSION);
18714           PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (expr) =
18715             PACK_EXPANSION_PARAMETER_PACKS (TREE_PURPOSE (t));
18716
18717           if (TREE_VALUE (t) == void_type_node)
18718             /* VOID_TYPE_NODE is used to indicate
18719                value-initialization.  */
18720             {
18721               for (i = 0; i < len; i++)
18722                 TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = void_type_node;
18723             }
18724           else
18725             {
18726               /* Substitute parameter packs into each argument in the
18727                  TREE_LIST.  */
18728               in_base_initializer = 1;
18729               for (arg = TREE_VALUE (t); arg; arg = TREE_CHAIN (arg))
18730                 {
18731                   tree expanded_exprs;
18732
18733                   /* Expand the argument.  */
18734                   SET_PACK_EXPANSION_PATTERN (expr, TREE_VALUE (arg));
18735                   expanded_exprs 
18736                     = tsubst_pack_expansion (expr, argvec,
18737                                              tf_warning_or_error,
18738                                              NULL_TREE);
18739                   if (expanded_exprs == error_mark_node)
18740                     continue;
18741
18742                   /* Prepend each of the expanded expressions to the
18743                      corresponding TREE_LIST in EXPANDED_ARGUMENTS.  */
18744                   for (i = 0; i < len; i++)
18745                     {
18746                       TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
18747                         tree_cons (NULL_TREE, 
18748                                    TREE_VEC_ELT (expanded_exprs, i),
18749                                    TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
18750                     }
18751                 }
18752               in_base_initializer = 0;
18753
18754               /* Reverse all of the TREE_LISTs in EXPANDED_ARGUMENTS,
18755                  since we built them backwards.  */
18756               for (i = 0; i < len; i++)
18757                 {
18758                   TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i) = 
18759                     nreverse (TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i));
18760                 }
18761             }
18762         }
18763
18764       for (i = 0; i < len; ++i)
18765         {
18766           if (expanded_bases)
18767             {
18768               decl = TREE_VEC_ELT (expanded_bases, i);
18769               decl = expand_member_init (decl);
18770               init = TREE_VEC_ELT (expanded_arguments, i);
18771             }
18772           else
18773             {
18774               decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, 
18775                                   tf_warning_or_error, NULL_TREE);
18776
18777               decl = expand_member_init (decl);
18778               if (decl && !DECL_P (decl))
18779                 in_base_initializer = 1;
18780
18781               init = TREE_VALUE (t);
18782               if (init != void_type_node)
18783                 init = tsubst_expr (init, argvec,
18784                                     tf_warning_or_error, NULL_TREE,
18785                                     /*integral_constant_expression_p=*/false);
18786               in_base_initializer = 0;
18787             }
18788
18789           if (decl)
18790             {
18791               init = build_tree_list (decl, init);
18792               TREE_CHAIN (init) = inits;
18793               inits = init;
18794             }
18795         }
18796     }
18797   return inits;
18798 }
18799
18800 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
18801
18802 static void
18803 set_current_access_from_decl (tree decl)
18804 {
18805   if (TREE_PRIVATE (decl))
18806     current_access_specifier = access_private_node;
18807   else if (TREE_PROTECTED (decl))
18808     current_access_specifier = access_protected_node;
18809   else
18810     current_access_specifier = access_public_node;
18811 }
18812
18813 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
18814    is the instantiation (which should have been created with
18815    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
18816
18817 static void
18818 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
18819 {
18820   tree e;
18821
18822   if (SCOPED_ENUM_P (newtag))
18823     begin_scope (sk_scoped_enum, newtag);
18824
18825   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
18826     {
18827       tree value;
18828       tree decl;
18829
18830       decl = TREE_VALUE (e);
18831       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
18832          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
18833       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
18834                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
18835                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
18836
18837       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
18838       set_current_access_from_decl (decl);
18839
18840       /* Actually build the enumerator itself.  */
18841       build_enumerator
18842         (DECL_NAME (decl), value, newtag, DECL_SOURCE_LOCATION (decl));
18843     }
18844
18845   if (SCOPED_ENUM_P (newtag))
18846     finish_scope ();
18847
18848   finish_enum_value_list (newtag);
18849   finish_enum (newtag);
18850
18851   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
18852     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
18853 }
18854
18855 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
18856    its type -- but without substituting the innermost set of template
18857    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
18858    the type.  */
18859
18860 tree
18861 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
18862 {
18863   tree fn_type;
18864   tree tmpl;
18865   tree targs;
18866   tree tparms;
18867   int parm_depth;
18868
18869   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
18870   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
18871   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
18872   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
18873
18874   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
18875      of parameters.  */
18876   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
18877
18878   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
18879
18880   if (parm_depth == 1)
18881     /* No substitution is necessary.  */
18882     ;
18883   else
18884     {
18885       int i;
18886       tree partial_args;
18887
18888       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
18889          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
18890       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
18891       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
18892         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
18893                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
18894       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
18895                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
18896                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
18897
18898       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
18899          correctly.  */
18900       push_access_scope (decl);
18901
18902       ++processing_template_decl;
18903       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
18904          appropriate function type.  */
18905       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
18906       --processing_template_decl;
18907
18908       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
18909          innermost set of parameters.  This step is important if the
18910          innermost set of template parameters contains value
18911          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
18912       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
18913       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
18914
18915       pop_access_scope (decl);
18916     }
18917
18918   return fn_type;
18919 }
18920
18921 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
18922    the last one involved in diagnostics.  */
18923 int
18924 problematic_instantiation_changed (void)
18925 {
18926   return current_tinst_level != last_error_tinst_level;
18927 }
18928
18929 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
18930 void
18931 record_last_problematic_instantiation (void)
18932 {
18933   last_error_tinst_level = current_tinst_level;
18934 }
18935
18936 struct tinst_level *
18937 current_instantiation (void)
18938 {
18939   return current_tinst_level;
18940 }
18941
18942 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
18943    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
18944    warning messages under control of COMPLAIN.  */
18945
18946 static int
18947 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
18948 {
18949   if (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type))
18950     return 0;
18951   else if (POINTER_TYPE_P (type))
18952     return 0;
18953   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
18954     return 0;
18955   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
18956     return 0;
18957   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
18958     return 0;
18959   else if (TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE)
18960     return 0;
18961   else if (TREE_CODE (type) == NULLPTR_TYPE)
18962     return 0;
18963
18964   if (complain & tf_error)
18965     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
18966   return 1;
18967 }
18968
18969 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
18970    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
18971
18972 static bool
18973 dependent_type_p_r (tree type)
18974 {
18975   tree scope;
18976
18977   /* [temp.dep.type]
18978
18979      A type is dependent if it is:
18980
18981      -- a template parameter. Template template parameters are types
18982         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
18983         them here.  */
18984   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
18985       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
18986     return true;
18987   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
18988         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
18989         names a dependent type.  */
18990   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
18991     return true;
18992   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
18993         dependent.  */
18994   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
18995   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
18996   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
18997     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
18998             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
18999                                            (type)));
19000   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
19001            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
19002     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
19003   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
19004            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
19005     {
19006       tree arg_type;
19007
19008       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
19009         return true;
19010       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
19011            arg_type;
19012            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
19013         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
19014           return true;
19015       return false;
19016     }
19017   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
19018         size is specified by a constant expression that is
19019         value-dependent.
19020
19021         We checked for type- and value-dependence of the bounds in
19022         compute_array_index_type, so TYPE_DEPENDENT_P is already set.  */
19023   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
19024     {
19025       if (TYPE_DOMAIN (type)
19026           && dependent_type_p (TYPE_DOMAIN (type)))
19027         return true;
19028       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
19029     }
19030
19031   /* -- a template-id in which either the template name is a template
19032      parameter ...  */
19033   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19034     return true;
19035   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
19036         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
19037   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
19038            && (any_dependent_template_arguments_p
19039                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
19040     return true;
19041
19042   /* All TYPEOF_TYPEs, DECLTYPE_TYPEs, and UNDERLYING_TYPEs are
19043      dependent; if the argument of the `typeof' expression is not
19044      type-dependent, then it should already been have resolved.  */
19045   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE
19046       || TREE_CODE (type) == DECLTYPE_TYPE
19047       || TREE_CODE (type) == UNDERLYING_TYPE)
19048     return true;
19049
19050   /* A template argument pack is dependent if any of its packed
19051      arguments are.  */
19052   if (TREE_CODE (type) == TYPE_ARGUMENT_PACK)
19053     {
19054       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (type);
19055       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
19056       for (i = 0; i < len; ++i)
19057         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
19058           return true;
19059     }
19060
19061   /* All TYPE_PACK_EXPANSIONs are dependent, because parameter packs must
19062      be template parameters.  */
19063   if (TREE_CODE (type) == TYPE_PACK_EXPANSION)
19064     return true;
19065
19066   /* The standard does not specifically mention types that are local
19067      to template functions or local classes, but they should be
19068      considered dependent too.  For example:
19069
19070        template <int I> void f() {
19071          enum E { a = I };
19072          S<sizeof (E)> s;
19073        }
19074
19075      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
19076      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
19077   scope = TYPE_CONTEXT (type);
19078   if (scope && TYPE_P (scope))
19079     return dependent_type_p (scope);
19080   /* Don't use type_dependent_expression_p here, as it can lead
19081      to infinite recursion trying to determine whether a lambda
19082      nested in a lambda is dependent (c++/47687).  */
19083   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL
19084            && DECL_LANG_SPECIFIC (scope)
19085            && DECL_TEMPLATE_INFO (scope)
19086            && (any_dependent_template_arguments_p
19087                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (scope)))))
19088     return true;
19089
19090   /* Other types are non-dependent.  */
19091   return false;
19092 }
19093
19094 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
19095    [temp.dep.type].  Note that a NULL type is considered dependent.  */
19096
19097 bool
19098 dependent_type_p (tree type)
19099 {
19100   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
19101      any dependent types.  */
19102   if (!processing_template_decl)
19103     {
19104       /* If we are not processing a template, then nobody should be
19105          providing us with a dependent type.  */
19106       gcc_assert (type);
19107       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM || is_auto (type));
19108       return false;
19109     }
19110
19111   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
19112      in question; in that case, the type is dependent.  */
19113   if (!type)
19114     return true;
19115
19116   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
19117   if (type == error_mark_node)
19118     return false;
19119
19120   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
19121      do so now.  */
19122   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
19123     {
19124       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
19125       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
19126     }
19127
19128   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
19129 }
19130
19131 /* Returns TRUE if SCOPE is a dependent scope, in which we can't do any
19132    lookup.  In other words, a dependent type that is not the current
19133    instantiation.  */
19134
19135 bool
19136 dependent_scope_p (tree scope)
19137 {
19138   return (scope && TYPE_P (scope) && dependent_type_p (scope)
19139           && !currently_open_class (scope));
19140 }
19141
19142 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
19143    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
19144    expression.  */
19145
19146 /* Note that this predicate is not appropriate for general expressions;
19147    only constant expressions (that satisfy potential_constant_expression)
19148    can be tested for value dependence.
19149
19150    We should really also have a predicate for "instantiation-dependent".
19151
19152    fold_non_dependent_expr: fold if constant and not type-dependent and not value-dependent.
19153      (what about instantiation-dependent constant-expressions?)
19154    is_late_template_attribute: defer if instantiation-dependent.
19155    compute_array_index_type: proceed if constant and not t- or v-dependent
19156      if instantiation-dependent, need to remember full expression
19157    uses_template_parms: FIXME - need to audit callers
19158    tsubst_decl [function_decl]: Why is this using value_dependent_expression_p?
19159    dependent_type_p [array_type]: dependent if index type is dependent
19160      (or non-constant?)
19161    static_assert - instantiation-dependent */
19162
19163 bool
19164 value_dependent_expression_p (tree expression)
19165 {
19166   if (!processing_template_decl)
19167     return false;
19168
19169   /* A name declared with a dependent type.  */
19170   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
19171     return true;
19172
19173   switch (TREE_CODE (expression))
19174     {
19175     case IDENTIFIER_NODE:
19176       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
19177       return true;
19178
19179     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
19180       /* A non-type template parm.  */
19181       return true;
19182
19183     case CONST_DECL:
19184       /* A non-type template parm.  */
19185       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
19186         return true;
19187       return value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression));
19188
19189     case VAR_DECL:
19190        /* A constant with literal type and is initialized
19191           with an expression that is value-dependent.  */
19192       if (DECL_INITIAL (expression)
19193           && decl_constant_var_p (expression)
19194           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
19195         return true;
19196       return false;
19197
19198     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
19199     case STATIC_CAST_EXPR:
19200     case CONST_CAST_EXPR:
19201     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
19202     case CAST_EXPR:
19203       /* These expressions are value-dependent if the type to which
19204          the cast occurs is dependent or the expression being casted
19205          is value-dependent.  */
19206       {
19207         tree type = TREE_TYPE (expression);
19208
19209         if (dependent_type_p (type))
19210           return true;
19211
19212         /* A functional cast has a list of operands.  */
19213         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19214         if (!expression)
19215           {
19216             /* If there are no operands, it must be an expression such
19217                as "int()". This should not happen for aggregate types
19218                because it would form non-constant expressions.  */
19219             gcc_assert (cxx_dialect >= cxx0x
19220                         || INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
19221
19222             return false;
19223           }
19224
19225         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
19226           return any_value_dependent_elements_p (expression);
19227
19228         return value_dependent_expression_p (expression);
19229       }
19230
19231     case SIZEOF_EXPR:
19232     case ALIGNOF_EXPR:
19233     case TYPEID_EXPR:
19234       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
19235          type-dependent or is a pack expansion.  */
19236       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19237       if (PACK_EXPANSION_P (expression))
19238         return true;
19239       else if (TYPE_P (expression))
19240         return dependent_type_p (expression);
19241       return type_dependent_expression_p (expression);
19242
19243     case AT_ENCODE_EXPR:
19244       /* An 'encode' expression is value-dependent if the operand is
19245          type-dependent.  */
19246       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19247       return dependent_type_p (expression);
19248
19249     case NOEXCEPT_EXPR:
19250       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19251       return type_dependent_expression_p (expression);
19252
19253     case SCOPE_REF:
19254       {
19255         tree name = TREE_OPERAND (expression, 1);
19256         return value_dependent_expression_p (name);
19257       }
19258
19259     case COMPONENT_REF:
19260       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
19261               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
19262
19263     case NONTYPE_ARGUMENT_PACK:
19264       /* A NONTYPE_ARGUMENT_PACK is value-dependent if any packed argument
19265          is value-dependent.  */
19266       {
19267         tree values = ARGUMENT_PACK_ARGS (expression);
19268         int i, len = TREE_VEC_LENGTH (values);
19269         
19270         for (i = 0; i < len; ++i)
19271           if (value_dependent_expression_p (TREE_VEC_ELT (values, i)))
19272             return true;
19273         
19274         return false;
19275       }
19276
19277     case TRAIT_EXPR:
19278       {
19279         tree type2 = TRAIT_EXPR_TYPE2 (expression);
19280         return (dependent_type_p (TRAIT_EXPR_TYPE1 (expression))
19281                 || (type2 ? dependent_type_p (type2) : false));
19282       }
19283
19284     case MODOP_EXPR:
19285       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19286               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
19287
19288     case ARRAY_REF:
19289       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19290               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1))));
19291
19292     case ADDR_EXPR:
19293       {
19294         tree op = TREE_OPERAND (expression, 0);
19295         return (value_dependent_expression_p (op)
19296                 || has_value_dependent_address (op));
19297       }
19298
19299     case CALL_EXPR:
19300       {
19301         tree fn = get_callee_fndecl (expression);
19302         int i, nargs;
19303         if (!fn && value_dependent_expression_p (CALL_EXPR_FN (expression)))
19304           return true;
19305         nargs = call_expr_nargs (expression);
19306         for (i = 0; i < nargs; ++i)
19307           {
19308             tree op = CALL_EXPR_ARG (expression, i);
19309             /* In a call to a constexpr member function, look through the
19310                implicit ADDR_EXPR on the object argument so that it doesn't
19311                cause the call to be considered value-dependent.  We also
19312                look through it in potential_constant_expression.  */
19313             if (i == 0 && fn && DECL_DECLARED_CONSTEXPR_P (fn)
19314                 && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
19315                 && TREE_CODE (op) == ADDR_EXPR)
19316               op = TREE_OPERAND (op, 0);
19317             if (value_dependent_expression_p (op))
19318               return true;
19319           }
19320         return false;
19321       }
19322
19323     case TEMPLATE_ID_EXPR:
19324       /* If a TEMPLATE_ID_EXPR involves a dependent name, it will be
19325          type-dependent.  */
19326       return type_dependent_expression_p (expression);
19327
19328     case CONSTRUCTOR:
19329       {
19330         unsigned ix;
19331         tree val;
19332         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), ix, val)
19333           if (value_dependent_expression_p (val))
19334             return true;
19335         return false;
19336       }
19337
19338     default:
19339       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
19340          value-dependent.  */
19341       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
19342         {
19343         case tcc_reference:
19344         case tcc_unary:
19345         case tcc_comparison:
19346         case tcc_binary:
19347         case tcc_expression:
19348         case tcc_vl_exp:
19349           {
19350             int i, len = cp_tree_operand_length (expression);
19351
19352             for (i = 0; i < len; i++)
19353               {
19354                 tree t = TREE_OPERAND (expression, i);
19355
19356                 /* In some cases, some of the operands may be missing.l
19357                    (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
19358                    amount to increment by may be missing.)  That doesn't
19359                    make the expression dependent.  */
19360                 if (t && value_dependent_expression_p (t))
19361                   return true;
19362               }
19363           }
19364           break;
19365         default:
19366           break;
19367         }
19368       break;
19369     }
19370
19371   /* The expression is not value-dependent.  */
19372   return false;
19373 }
19374
19375 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
19376    [temp.dep.expr].  Note that an expression with no type is
19377    considered dependent.  Other parts of the compiler arrange for an
19378    expression with type-dependent subexpressions to have no type, so
19379    this function doesn't have to be fully recursive.  */
19380
19381 bool
19382 type_dependent_expression_p (tree expression)
19383 {
19384   if (!processing_template_decl)
19385     return false;
19386
19387   if (expression == error_mark_node)
19388     return false;
19389
19390   /* An unresolved name is always dependent.  */
19391   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
19392       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
19393     return true;
19394
19395   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
19396   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
19397       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
19398       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
19399       || TREE_CODE (expression) == AT_ENCODE_EXPR
19400       || TREE_CODE (expression) == NOEXCEPT_EXPR
19401       || TREE_CODE (expression) == TRAIT_EXPR
19402       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
19403       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
19404       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
19405       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
19406     return false;
19407
19408   /* The types of these expressions depends only on the type to which
19409      the cast occurs.  */
19410   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
19411       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
19412       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
19413       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
19414       || TREE_CODE (expression) == IMPLICIT_CONV_EXPR
19415       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
19416     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
19417
19418   /* The types of these expressions depends only on the type created
19419      by the expression.  */
19420   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
19421       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
19422     {
19423       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
19424          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
19425          operand 1.  */
19426       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
19427       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
19428         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
19429            as well.  */
19430         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
19431                || value_dependent_expression_p
19432                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
19433       else
19434         return dependent_type_p (type);
19435     }
19436
19437   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
19438     {
19439       tree scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
19440       tree name = TREE_OPERAND (expression, 1);
19441
19442       /* 14.6.2.2 [temp.dep.expr]: An id-expression is type-dependent if it
19443          contains an identifier associated by name lookup with one or more
19444          declarations declared with a dependent type, or...a
19445          nested-name-specifier or qualified-id that names a member of an
19446          unknown specialization.  */
19447       return (type_dependent_expression_p (name)
19448               || dependent_scope_p (scope));
19449     }
19450
19451   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
19452       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
19453       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
19454       && (any_dependent_template_arguments_p
19455           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
19456     return true;
19457
19458   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
19459       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
19460     return false;
19461
19462   if (TREE_CODE (expression) == STMT_EXPR)
19463     expression = stmt_expr_value_expr (expression);
19464
19465   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expression))
19466     {
19467       tree elt;
19468       unsigned i;
19469
19470       FOR_EACH_CONSTRUCTOR_VALUE (CONSTRUCTOR_ELTS (expression), i, elt)
19471         {
19472           if (type_dependent_expression_p (elt))
19473             return true;
19474         }
19475       return false;
19476     }
19477
19478   /* A static data member of the current instantiation with incomplete
19479      array type is type-dependent, as the definition and specializations
19480      can have different bounds.  */
19481   if (TREE_CODE (expression) == VAR_DECL
19482       && DECL_CLASS_SCOPE_P (expression)
19483       && dependent_type_p (DECL_CONTEXT (expression))
19484       && VAR_HAD_UNKNOWN_BOUND (expression))
19485     return true;
19486
19487   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
19488     {
19489       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
19490         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
19491       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
19492           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
19493         {
19494           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
19495             return true;
19496           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
19497           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
19498             return false;
19499         }
19500       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
19501       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
19502         return false;
19503
19504       if (BASELINK_P (expression))
19505         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
19506
19507       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
19508         {
19509           if (any_dependent_template_arguments_p
19510               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
19511             return true;
19512           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
19513         }
19514       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
19515                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
19516
19517       while (expression)
19518         {
19519           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
19520             return true;
19521           expression = OVL_NEXT (expression);
19522         }
19523       return false;
19524     }
19525
19526   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
19527
19528   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
19529 }
19530
19531 /* Like type_dependent_expression_p, but it also works while not processing
19532    a template definition, i.e. during substitution or mangling.  */
19533
19534 bool
19535 type_dependent_expression_p_push (tree expr)
19536 {
19537   bool b;
19538   ++processing_template_decl;
19539   b = type_dependent_expression_p (expr);
19540   --processing_template_decl;
19541   return b;
19542 }
19543
19544 /* Returns TRUE if ARGS contains a type-dependent expression.  */
19545
19546 bool
19547 any_type_dependent_arguments_p (const VEC(tree,gc) *args)
19548 {
19549   unsigned int i;
19550   tree arg;
19551
19552   FOR_EACH_VEC_ELT (tree, args, i, arg)
19553     {
19554       if (type_dependent_expression_p (arg))
19555         return true;
19556     }
19557   return false;
19558 }
19559
19560 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
19561    expressions) contains any type-dependent expressions.  */
19562
19563 bool
19564 any_type_dependent_elements_p (const_tree list)
19565 {
19566   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
19567     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
19568       return true;
19569
19570   return false;
19571 }
19572
19573 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
19574    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
19575
19576 bool
19577 any_value_dependent_elements_p (const_tree list)
19578 {
19579   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
19580     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
19581       return true;
19582
19583   return false;
19584 }
19585
19586 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
19587
19588 bool
19589 dependent_template_arg_p (tree arg)
19590 {
19591   if (!processing_template_decl)
19592     return false;
19593
19594   /* Assume a template argument that was wrongly written by the user
19595      is dependent. This is consistent with what
19596      any_dependent_template_arguments_p [that calls this function]
19597      does.  */
19598   if (!arg || arg == error_mark_node)
19599     return true;
19600
19601   if (TREE_CODE (arg) == ARGUMENT_PACK_SELECT)
19602     arg = ARGUMENT_PACK_SELECT_ARG (arg);
19603
19604   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
19605       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19606     return dependent_template_p (arg);
19607   else if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
19608     {
19609       tree args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
19610       int i, len = TREE_VEC_LENGTH (args);
19611       for (i = 0; i < len; ++i)
19612         {
19613           if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (args, i)))
19614             return true;
19615         }
19616
19617       return false;
19618     }
19619   else if (TYPE_P (arg))
19620     return dependent_type_p (arg);
19621   else
19622     return (type_dependent_expression_p (arg)
19623             || value_dependent_expression_p (arg));
19624 }
19625
19626 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
19627    any types that require structural equality testing.  */
19628
19629 bool
19630 any_template_arguments_need_structural_equality_p (tree args)
19631 {
19632   int i;
19633   int j;
19634
19635   if (!args)
19636     return false;
19637   if (args == error_mark_node)
19638     return true;
19639
19640   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
19641     {
19642       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
19643       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
19644         {
19645           tree arg = TREE_VEC_ELT (level, j);
19646           tree packed_args = NULL_TREE;
19647           int k, len = 1;
19648
19649           if (ARGUMENT_PACK_P (arg))
19650             {
19651               /* Look inside the argument pack.  */
19652               packed_args = ARGUMENT_PACK_ARGS (arg);
19653               len = TREE_VEC_LENGTH (packed_args);
19654             }
19655
19656           for (k = 0; k < len; ++k)
19657             {
19658               if (packed_args)
19659                 arg = TREE_VEC_ELT (packed_args, k);
19660
19661               if (error_operand_p (arg))
19662                 return true;
19663               else if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
19664                        || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19665                 continue;
19666               else if (TYPE_P (arg) && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (arg))
19667                 return true;
19668               else if (!TYPE_P (arg) && TREE_TYPE (arg)
19669                        && TYPE_STRUCTURAL_EQUALITY_P (TREE_TYPE (arg)))
19670                 return true;
19671             }
19672         }
19673     }
19674
19675   return false;
19676 }
19677
19678 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
19679    any dependent arguments.  */
19680
19681 bool
19682 any_dependent_template_arguments_p (const_tree args)
19683 {
19684   int i;
19685   int j;
19686
19687   if (!args)
19688     return false;
19689   if (args == error_mark_node)
19690     return true;
19691
19692   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
19693     {
19694       const_tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
19695       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
19696         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
19697           return true;
19698     }
19699
19700   return false;
19701 }
19702
19703 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
19704
19705 bool
19706 dependent_template_p (tree tmpl)
19707 {
19708   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
19709     {
19710       while (tmpl)
19711         {
19712           if (dependent_template_p (OVL_CURRENT (tmpl)))
19713             return true;
19714           tmpl = OVL_NEXT (tmpl);
19715         }
19716       return false;
19717     }
19718
19719   /* Template template parameters are dependent.  */
19720   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
19721       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
19722     return true;
19723   /* So are names that have not been looked up.  */
19724   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
19725       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
19726     return true;
19727   /* So are member templates of dependent classes.  */
19728   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
19729     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
19730   return false;
19731 }
19732
19733 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
19734
19735 bool
19736 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
19737 {
19738   return (dependent_template_p (tmpl)
19739           || any_dependent_template_arguments_p (args));
19740 }
19741
19742 /* Returns TRUE if OMP_FOR with DECLV, INITV, CONDV and INCRV vectors
19743    is dependent.  */
19744
19745 bool
19746 dependent_omp_for_p (tree declv, tree initv, tree condv, tree incrv)
19747 {
19748   int i;
19749
19750   if (!processing_template_decl)
19751     return false;
19752
19753   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (declv); i++)
19754     {
19755       tree decl = TREE_VEC_ELT (declv, i);
19756       tree init = TREE_VEC_ELT (initv, i);
19757       tree cond = TREE_VEC_ELT (condv, i);
19758       tree incr = TREE_VEC_ELT (incrv, i);
19759
19760       if (type_dependent_expression_p (decl))
19761         return true;
19762
19763       if (init && type_dependent_expression_p (init))
19764         return true;
19765
19766       if (type_dependent_expression_p (cond))
19767         return true;
19768
19769       if (COMPARISON_CLASS_P (cond)
19770           && (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 0))
19771               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (cond, 1))))
19772         return true;
19773
19774       if (TREE_CODE (incr) == MODOP_EXPR)
19775         {
19776           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0))
19777               || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 2)))
19778             return true;
19779         }
19780       else if (type_dependent_expression_p (incr))
19781         return true;
19782       else if (TREE_CODE (incr) == MODIFY_EXPR)
19783         {
19784           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (incr, 0)))
19785             return true;
19786           else if (BINARY_CLASS_P (TREE_OPERAND (incr, 1)))
19787             {
19788               tree t = TREE_OPERAND (incr, 1);
19789               if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 0))
19790                   || type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (t, 1)))
19791                 return true;
19792             }
19793         }
19794     }
19795
19796   return false;
19797 }
19798
19799 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
19800    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns the original TYPENAME_TYPE if
19801    no such TYPE can be found.  Note that this function peers inside
19802    uninstantiated templates and therefore should be used only in
19803    extremely limited situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this
19804    peering to the currently open classes hierarchy (which is required
19805    when comparing types).  */
19806
19807 tree
19808 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
19809 {
19810   tree scope;
19811   tree name;
19812   tree decl;
19813   int quals;
19814   tree pushed_scope;
19815   tree result;
19816
19817   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
19818
19819   scope = TYPE_CONTEXT (type);
19820   /* Usually the non-qualified identifier of a TYPENAME_TYPE is
19821      TYPE_IDENTIFIER (type). But when 'type' is a typedef variant of
19822      a TYPENAME_TYPE node, then TYPE_NAME (type) is set to the TYPE_DECL representing
19823      the typedef. In that case TYPE_IDENTIFIER (type) is not the non-qualified
19824      identifier  of the TYPENAME_TYPE anymore.
19825      So by getting the TYPE_IDENTIFIER of the _main declaration_ of the
19826      TYPENAME_TYPE instead, we avoid messing up with a possible
19827      typedef variant case.  */
19828   name = TYPE_IDENTIFIER (TYPE_MAIN_VARIANT (type));
19829
19830   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
19831      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
19832   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
19833     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
19834   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
19835      TYPENAME_TYPE.  */
19836   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
19837     return type;
19838   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
19839      resolving the name.  */
19840   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
19841     return type;
19842   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
19843      to look inside it.  */
19844   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
19845     return type;
19846   /* If this is a typedef, we don't want to look inside (c++/11987).  */
19847   if (typedef_variant_p (type))
19848     return type;
19849   /* If SCOPE isn't the template itself, it will not have a valid
19850      TYPE_FIELDS list.  */
19851   if (same_type_p (scope, CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope)))
19852     /* scope is either the template itself or a compatible instantiation
19853        like X<T>, so look up the name in the original template.  */
19854     scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
19855   else
19856     /* scope is a partial instantiation, so we can't do the lookup or we
19857        will lose the template arguments.  */
19858     return type;
19859   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
19860      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
19861      longer be considered a dependent type.  */
19862   pushed_scope = push_scope (scope);
19863   /* Look up the declaration.  */
19864   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
19865
19866   result = NULL_TREE;
19867   
19868   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
19869      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
19870   if (!decl)
19871     /*nop*/;
19872   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
19873            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
19874     {
19875       result = TREE_TYPE (decl);
19876       if (result == error_mark_node)
19877         result = NULL_TREE;
19878     }
19879   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
19880            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
19881     {
19882       tree tmpl;
19883       tree args;
19884       /* Obtain the template and the arguments.  */
19885       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
19886       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
19887       /* Instantiate the template.  */
19888       result = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
19889                                       /*entering_scope=*/0,
19890                                       tf_error | tf_user);
19891       if (result == error_mark_node)
19892         result = NULL_TREE;
19893     }
19894   
19895   /* Leave the SCOPE.  */
19896   if (pushed_scope)
19897     pop_scope (pushed_scope);
19898
19899   /* If we failed to resolve it, return the original typename.  */
19900   if (!result)
19901     return type;
19902   
19903   /* If lookup found a typename type, resolve that too.  */
19904   if (TREE_CODE (result) == TYPENAME_TYPE && !TYPENAME_IS_RESOLVING_P (result))
19905     {
19906       /* Ill-formed programs can cause infinite recursion here, so we
19907          must catch that.  */
19908       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 1;
19909       result = resolve_typename_type (result, only_current_p);
19910       TYPENAME_IS_RESOLVING_P (type) = 0;
19911     }
19912   
19913   /* Qualify the resulting type.  */
19914   quals = cp_type_quals (type);
19915   if (quals)
19916     result = cp_build_qualified_type (result, cp_type_quals (result) | quals);
19917
19918   return result;
19919 }
19920
19921 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
19922    for EXPR that can be used to compute the types of larger
19923    expressions containing EXPR.  */
19924
19925 tree
19926 build_non_dependent_expr (tree expr)
19927 {
19928   tree inner_expr;
19929
19930 #ifdef ENABLE_CHECKING
19931   /* Try to get a constant value for all non-type-dependent expressions in
19932       order to expose bugs in *_dependent_expression_p and constexpr.  */
19933   if (cxx_dialect >= cxx0x)
19934     maybe_constant_value (fold_non_dependent_expr_sfinae (expr, tf_none));
19935 #endif
19936
19937   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
19938      types.  */
19939   inner_expr = expr;
19940   if (TREE_CODE (inner_expr) == STMT_EXPR)
19941     inner_expr = stmt_expr_value_expr (inner_expr);
19942   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
19943     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
19944   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
19945     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
19946   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
19947       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
19948     return expr;
19949   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
19950   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
19951     return expr;
19952   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
19953      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
19954      cannot be used to initialize a "char *".  */
19955   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
19956     return expr;
19957   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
19958      reason to create a new node.  */
19959   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
19960     return expr;
19961   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
19962      There is at least one place where we want to know that a
19963      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
19964      expression, there are special rules if the second or third
19965      argument is a throw-expression.  */
19966   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
19967     return expr;
19968
19969   /* Don't wrap an initializer list, we need to be able to look inside.  */
19970   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (expr))
19971     return expr;
19972
19973   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
19974     return build3 (COND_EXPR,
19975                    TREE_TYPE (expr),
19976                    TREE_OPERAND (expr, 0),
19977                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
19978                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
19979                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
19980                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
19981   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
19982       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
19983     return build2 (COMPOUND_EXPR,
19984                    TREE_TYPE (expr),
19985                    TREE_OPERAND (expr, 0),
19986                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
19987
19988   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
19989   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
19990
19991   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.  */
19992   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, TREE_TYPE (expr), expr);
19993 }
19994
19995 /* ARGS is a vector of expressions as arguments to a function call.
19996    Replace the arguments with equivalent non-dependent expressions.
19997    This modifies ARGS in place.  */
19998
19999 void
20000 make_args_non_dependent (VEC(tree,gc) *args)
20001 {
20002   unsigned int ix;
20003   tree arg;
20004
20005   FOR_EACH_VEC_ELT (tree, args, ix, arg)
20006     {
20007       tree newarg = build_non_dependent_expr (arg);
20008       if (newarg != arg)
20009         VEC_replace (tree, args, ix, newarg);
20010     }
20011 }
20012
20013 /* Returns a type which represents 'auto'.  We use a TEMPLATE_TYPE_PARM
20014    with a level one deeper than the actual template parms.  */
20015
20016 tree
20017 make_auto (void)
20018 {
20019   tree au = cxx_make_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
20020   TYPE_NAME (au) = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
20021                                TYPE_DECL, get_identifier ("auto"), au);
20022   TYPE_STUB_DECL (au) = TYPE_NAME (au);
20023   TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (au) = build_template_parm_index
20024     (0, processing_template_decl + 1, processing_template_decl + 1,
20025      0, TYPE_NAME (au), NULL_TREE);
20026   TYPE_CANONICAL (au) = canonical_type_parameter (au);
20027   DECL_ARTIFICIAL (TYPE_NAME (au)) = 1;
20028   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (TYPE_NAME (au));
20029
20030   return au;
20031 }
20032
20033 /* Given type ARG, return std::initializer_list<ARG>.  */
20034
20035 static tree
20036 listify (tree arg)
20037 {
20038   tree std_init_list = namespace_binding
20039     (get_identifier ("initializer_list"), std_node);
20040   tree argvec;
20041   if (!std_init_list || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (std_init_list))
20042     {    
20043       error ("deducing from brace-enclosed initializer list requires "
20044              "#include <initializer_list>");
20045       return error_mark_node;
20046     }
20047   argvec = make_tree_vec (1);
20048   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = arg;
20049   return lookup_template_class (std_init_list, argvec, NULL_TREE,
20050                                 NULL_TREE, 0, tf_warning_or_error);
20051 }
20052
20053 /* Replace auto in TYPE with std::initializer_list<auto>.  */
20054
20055 static tree
20056 listify_autos (tree type, tree auto_node)
20057 {
20058   tree init_auto = listify (auto_node);
20059   tree argvec = make_tree_vec (1);
20060   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = init_auto;
20061   if (processing_template_decl)
20062     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
20063   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20064 }
20065
20066 /* walk_tree helper for do_auto_deduction.  */
20067
20068 static tree
20069 contains_auto_r (tree *tp, int *walk_subtrees ATTRIBUTE_UNUSED,
20070                  void *type)
20071 {
20072   /* Is this a variable with the type we're looking for?  */
20073   if (DECL_P (*tp)
20074       && TREE_TYPE (*tp) == type)
20075     return *tp;
20076   else
20077     return NULL_TREE;
20078 }
20079
20080 /* Replace occurrences of 'auto' in TYPE with the appropriate type deduced
20081    from INIT.  AUTO_NODE is the TEMPLATE_TYPE_PARM used for 'auto' in TYPE.  */
20082
20083 tree
20084 do_auto_deduction (tree type, tree init, tree auto_node)
20085 {
20086   tree parms, tparms, targs;
20087   tree args[1];
20088   tree decl;
20089   int val;
20090
20091   if (processing_template_decl
20092       && (TREE_TYPE (init) == NULL_TREE
20093           || BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init)))
20094     /* Not enough information to try this yet.  */
20095     return type;
20096
20097   /* The name of the object being declared shall not appear in the
20098      initializer expression.  */
20099   decl = cp_walk_tree_without_duplicates (&init, contains_auto_r, type);
20100   if (decl)
20101     {
20102       error ("variable %q#D with %<auto%> type used in its own "
20103              "initializer", decl);
20104       return error_mark_node;
20105     }
20106
20107   /* [dcl.spec.auto]: Obtain P from T by replacing the occurrences of auto
20108      with either a new invented type template parameter U or, if the
20109      initializer is a braced-init-list (8.5.4), with
20110      std::initializer_list<U>.  */
20111   if (BRACE_ENCLOSED_INITIALIZER_P (init))
20112     type = listify_autos (type, auto_node);
20113
20114   init = resolve_nondeduced_context (init);
20115
20116   parms = build_tree_list (NULL_TREE, type);
20117   args[0] = init;
20118   tparms = make_tree_vec (1);
20119   targs = make_tree_vec (1);
20120   TREE_VEC_ELT (tparms, 0)
20121     = build_tree_list (NULL_TREE, TYPE_NAME (auto_node));
20122   val = type_unification_real (tparms, targs, parms, args, 1, 0,
20123                                DEDUCE_CALL, LOOKUP_NORMAL,
20124                                /*explain_p=*/false);
20125   if (val > 0)
20126     {
20127       if (processing_template_decl)
20128         /* Try again at instantiation time.  */
20129         return type;
20130       if (type && type != error_mark_node)
20131         /* If type is error_mark_node a diagnostic must have been
20132            emitted by now.  Also, having a mention to '<type error>'
20133            in the diagnostic is not really useful to the user.  */
20134         error ("unable to deduce %qT from %qE", type, init);
20135       return error_mark_node;
20136     }
20137
20138   /* If the list of declarators contains more than one declarator, the type
20139      of each declared variable is determined as described above. If the
20140      type deduced for the template parameter U is not the same in each
20141      deduction, the program is ill-formed.  */
20142   if (TREE_TYPE (auto_node)
20143       && !same_type_p (TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0)))
20144     {
20145       error ("inconsistent deduction for %qT: %qT and then %qT",
20146              auto_node, TREE_TYPE (auto_node), TREE_VEC_ELT (targs, 0));
20147       return error_mark_node;
20148     }
20149   TREE_TYPE (auto_node) = TREE_VEC_ELT (targs, 0);
20150
20151   if (processing_template_decl)
20152     targs = add_to_template_args (current_template_args (), targs);
20153   return tsubst (type, targs, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20154 }
20155
20156 /* Substitutes LATE_RETURN_TYPE for 'auto' in TYPE and returns the
20157    result.  */
20158
20159 tree
20160 splice_late_return_type (tree type, tree late_return_type)
20161 {
20162   tree argvec;
20163
20164   if (late_return_type == NULL_TREE)
20165     return type;
20166   argvec = make_tree_vec (1);
20167   TREE_VEC_ELT (argvec, 0) = late_return_type;
20168   if (processing_template_parmlist)
20169     /* For a late-specified return type in a template type-parameter, we
20170        need to add a dummy argument level for its parmlist.  */
20171     argvec = add_to_template_args
20172       (make_tree_vec (processing_template_parmlist), argvec);
20173   if (current_template_parms)
20174     argvec = add_to_template_args (current_template_args (), argvec);
20175   return tsubst (type, argvec, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
20176 }
20177
20178 /* Returns true iff TYPE is a TEMPLATE_TYPE_PARM representing 'auto'.  */
20179
20180 bool
20181 is_auto (const_tree type)
20182 {
20183   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
20184       && TYPE_IDENTIFIER (type) == get_identifier ("auto"))
20185     return true;
20186   else
20187     return false;
20188 }
20189
20190 /* Returns true iff TYPE contains a use of 'auto'.  Since auto can only
20191    appear as a type-specifier for the declaration in question, we don't
20192    have to look through the whole type.  */
20193
20194 tree
20195 type_uses_auto (tree type)
20196 {
20197   enum tree_code code;
20198   if (is_auto (type))
20199     return type;
20200
20201   code = TREE_CODE (type);
20202
20203   if (code == POINTER_TYPE || code == REFERENCE_TYPE
20204       || code == OFFSET_TYPE || code == FUNCTION_TYPE
20205       || code == METHOD_TYPE || code == ARRAY_TYPE)
20206     return type_uses_auto (TREE_TYPE (type));
20207
20208   if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
20209     return type_uses_auto (TREE_TYPE (TREE_TYPE
20210                                    (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (type))));
20211
20212   return NULL_TREE;
20213 }
20214
20215 /* For a given template T, return the vector of typedefs referenced
20216    in T for which access check is needed at T instantiation time.
20217    T is either  a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
20218    Those typedefs were added to T by the function
20219    append_type_to_template_for_access_check.  */
20220
20221 VEC(qualified_typedef_usage_t,gc)*
20222 get_types_needing_access_check (tree t)
20223 {
20224   tree ti;
20225   VEC(qualified_typedef_usage_t,gc) *result = NULL;
20226
20227   if (!t || t == error_mark_node)
20228     return NULL;
20229
20230   if (!(ti = get_template_info (t)))
20231     return NULL;
20232
20233   if (CLASS_TYPE_P (t)
20234       || TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
20235     {
20236       if (!TI_TEMPLATE (ti))
20237         return NULL;
20238
20239       result = TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti);
20240     }
20241
20242   return result;
20243 }
20244
20245 /* Append the typedef TYPE_DECL used in template T to a list of typedefs
20246    tied to T. That list of typedefs will be access checked at
20247    T instantiation time.
20248    T is either a FUNCTION_DECL or a RECORD_TYPE.
20249    TYPE_DECL is a TYPE_DECL node representing a typedef.
20250    SCOPE is the scope through which TYPE_DECL is accessed.
20251    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
20252
20253    This function is a subroutine of
20254    append_type_to_template_for_access_check.  */
20255
20256 static void
20257 append_type_to_template_for_access_check_1 (tree t,
20258                                             tree type_decl,
20259                                             tree scope,
20260                                             location_t location)
20261 {
20262   qualified_typedef_usage_t typedef_usage;
20263   tree ti;
20264
20265   if (!t || t == error_mark_node)
20266     return;
20267
20268   gcc_assert ((TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
20269                || CLASS_TYPE_P (t))
20270               && type_decl
20271               && TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL
20272               && scope);
20273
20274   if (!(ti = get_template_info (t)))
20275     return;
20276
20277   gcc_assert (TI_TEMPLATE (ti));
20278
20279   typedef_usage.typedef_decl = type_decl;
20280   typedef_usage.context = scope;
20281   typedef_usage.locus = location;
20282
20283   VEC_safe_push (qualified_typedef_usage_t, gc,
20284                  TI_TYPEDEFS_NEEDING_ACCESS_CHECKING (ti),
20285                  &typedef_usage);
20286 }
20287
20288 /* Append TYPE_DECL to the template TEMPL.
20289    TEMPL is either a class type, a FUNCTION_DECL or a a TEMPLATE_DECL.
20290    At TEMPL instanciation time, TYPE_DECL will be checked to see
20291    if it can be accessed through SCOPE.
20292    LOCATION is the location of the usage point of TYPE_DECL.
20293
20294    e.g. consider the following code snippet:
20295
20296      class C
20297      {
20298        typedef int myint;
20299      };
20300
20301      template<class U> struct S
20302      {
20303        C::myint mi; // <-- usage point of the typedef C::myint
20304      };
20305
20306      S<char> s;
20307
20308    At S<char> instantiation time, we need to check the access of C::myint
20309    In other words, we need to check the access of the myint typedef through
20310    the C scope. For that purpose, this function will add the myint typedef
20311    and the scope C through which its being accessed to a list of typedefs
20312    tied to the template S. That list will be walked at template instantiation
20313    time and access check performed on each typedefs it contains.
20314    Note that this particular code snippet should yield an error because
20315    myint is private to C.  */
20316
20317 void
20318 append_type_to_template_for_access_check (tree templ,
20319                                           tree type_decl,
20320                                           tree scope,
20321                                           location_t location)
20322 {
20323   qualified_typedef_usage_t *iter;
20324   int i;
20325
20326   gcc_assert (type_decl && (TREE_CODE (type_decl) == TYPE_DECL));
20327
20328   /* Make sure we don't append the type to the template twice.  */
20329   FOR_EACH_VEC_ELT (qualified_typedef_usage_t,
20330                     get_types_needing_access_check (templ),
20331                     i, iter)
20332     if (iter->typedef_decl == type_decl && scope == iter->context)
20333       return;
20334
20335   append_type_to_template_for_access_check_1 (templ, type_decl,
20336                                               scope, location);
20337 }
20338
20339 /* Set up the hash tables for template instantiations.  */
20340
20341 void
20342 init_template_processing (void)
20343 {
20344   decl_specializations = htab_create_ggc (37,
20345                                           hash_specialization,
20346                                           eq_specializations,
20347                                           ggc_free);
20348   type_specializations = htab_create_ggc (37,
20349                                           hash_specialization,
20350                                           eq_specializations,
20351                                           ggc_free);
20352 }
20353
20354 /* Print stats about the template hash tables for -fstats.  */
20355
20356 void
20357 print_template_statistics (void)
20358 {
20359   fprintf (stderr, "decl_specializations: size %ld, %ld elements, "
20360            "%f collisions\n", (long) htab_size (decl_specializations),
20361            (long) htab_elements (decl_specializations),
20362            htab_collisions (decl_specializations));
20363   fprintf (stderr, "type_specializations: size %ld, %ld elements, "
20364            "%f collisions\n", (long) htab_size (type_specializations),
20365            (long) htab_elements (type_specializations),
20366            htab_collisions (type_specializations));
20367 }
20368
20369 #include "gt-cp-pt.h"