OSDN Git Service

PR c++/21514
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005  Free Software Foundation, Inc.
4    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
5    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
10 it under the terms of the GNU General Public License as published by
11 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
12 any later version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
15 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17 GNU General Public License for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
21 the Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
22 Boston, MA 02110-1301, USA.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "obstack.h"
34 #include "tree.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "c-common.h"
38 #include "cp-tree.h"
39 #include "cp-objcp-common.h"
40 #include "tree-inline.h"
41 #include "decl.h"
42 #include "output.h"
43 #include "except.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "rtl.h"
46 #include "timevar.h"
47 #include "tree-iterator.h"
48
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    The TREE_PURPOSE of each entry is either a DECL (for a function or
57    static data member), or a TYPE (for a class) indicating what we are
58    hoping to instantiate.  The TREE_VALUE is not used.  */
59 static GTY(()) tree pending_templates;
60 static GTY(()) tree last_pending_template;
61
62 int processing_template_parmlist;
63 static int template_header_count;
64
65 static GTY(()) tree saved_trees;
66 static GTY(()) varray_type inline_parm_levels;
67 static size_t inline_parm_levels_used;
68
69 static GTY(()) tree current_tinst_level;
70
71 static GTY(()) tree saved_access_scope;
72
73 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
74    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
75    to the EXPR_STMT that is its result.  */
76 static tree cur_stmt_expr;
77
78 /* A map from local variable declarations in the body of the template
79    presently being instantiated to the corresponding instantiated
80    local variables.  */
81 static htab_t local_specializations;
82
83 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
84 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
85 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
86 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
87 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
88 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
89 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
90 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
91
92 static void push_access_scope (tree);
93 static void pop_access_scope (tree);
94 static int resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
95                                            unification_kind_t, int);
96 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
97                              unification_kind_t, int, bool);
98 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
99 static void add_pending_template (tree);
100 static void reopen_tinst_level (tree);
101 static tree classtype_mangled_name (tree);
102 static char* mangle_class_name_for_template (const char *, tree, tree);
103 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
104 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
105 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t, int);
106 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
107 static tree add_to_template_args (tree, tree);
108 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
109 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
110 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*);
111 static int  type_unification_real (tree, tree, tree, tree,
112                                    int, unification_kind_t, int);
113 static void note_template_header (int);
114 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
115 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
116 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
117                                        tsubst_flags_t, int, tree);
118 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
119                                    struct pointer_set_t*);
120 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
121 static int inline_needs_template_parms (tree);
122 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
123 static tree retrieve_local_specialization (tree);
124 static void register_local_specialization (tree, tree);
125 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int);
126 static int mark_template_parm (tree, void *);
127 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
128 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
129 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
130 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
131 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
132 static int template_decl_level (tree);
133 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
134 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
135 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
136 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
137 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
138 static tree most_specialized (tree, tree, tree);
139 static tree most_specialized_class (tree, tree);
140 static int template_class_depth_real (tree, int);
141 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
142 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
143 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
144 static void check_specialization_scope (void);
145 static tree process_partial_specialization (tree);
146 static void set_current_access_from_decl (tree);
147 static void check_default_tmpl_args (tree, tree, int, int);
148 static tree tsubst_call_declarator_parms (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
149 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
150 static int verify_class_unification (tree, tree, tree);
151 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
152 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
153                                            tree, tree);
154 static tree determine_specialization (tree, tree, tree *, int, int);
155 static int template_args_equal (tree, tree);
156 static void tsubst_default_arguments (tree);
157 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
158 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
159 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
160 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
161 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
162 static bool dependent_type_p_r (tree);
163 static tree tsubst (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
164 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
165 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
166
167 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
168    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
169    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
170    instantiate_decl).  */
171
172 static void
173 push_access_scope (tree t)
174 {
175   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
176               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
177
178   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
179     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
180   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
181     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
182   else
183     push_to_top_level ();
184
185   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
186     {
187       saved_access_scope = tree_cons
188         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
189       current_function_decl = t;
190     }
191 }
192
193 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
194    are processing.  */
195
196 static void
197 pop_access_scope (tree t)
198 {
199   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
200     {
201       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
202       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
203     }
204
205   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
206     pop_nested_class ();
207   else
208     pop_from_top_level ();
209 }
210
211 /* Do any processing required when DECL (a member template
212    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
213    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
214    itself is returned.  */
215
216 tree
217 finish_member_template_decl (tree decl)
218 {
219   if (decl == error_mark_node)
220     return error_mark_node;
221
222   gcc_assert (DECL_P (decl));
223
224   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
225     {
226       tree type;
227
228       type = TREE_TYPE (decl);
229       if (IS_AGGR_TYPE (type)
230           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
231           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
232         {
233           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
234           check_member_template (tmpl);
235           return tmpl;
236         }
237       return NULL_TREE;
238     }
239   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
240     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
241   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
242     {
243       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
244         {
245           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
246           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
247         }
248       else
249         return decl;
250     }
251   else
252     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
253
254   return error_mark_node;
255 }
256
257 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
258
259    For example, in:
260      template <class T>
261      struct A
262      {
263        template <class U>
264        struct B {};
265      };
266
267    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
268    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
269    COUNT_SPECIALIZATIONS is 0 or if they are instantiations, not
270    specializations.
271
272    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
273    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
274    always safe.  */
275
276 static int
277 template_class_depth_real (tree type, int count_specializations)
278 {
279   int depth;
280
281   for (depth = 0;
282        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
283        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
284          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
285     {
286       if (TREE_CODE (type) != FUNCTION_DECL)
287         {
288           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
289               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type))
290               && ((count_specializations
291                    && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
292                   || uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type))))
293             ++depth;
294         }
295       else
296         {
297           if (DECL_TEMPLATE_INFO (type)
298               && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (type))
299               && ((count_specializations
300                    && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
301                   || uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (type))))
302             ++depth;
303         }
304     }
305
306   return depth;
307 }
308
309 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
310    Like template_class_depth_real, but instantiations do not count in
311    the depth.  */
312
313 int
314 template_class_depth (tree type)
315 {
316   return template_class_depth_real (type, /*count_specializations=*/0);
317 }
318
319 /* Returns 1 if processing DECL as part of do_pending_inlines
320    needs us to push template parms.  */
321
322 static int
323 inline_needs_template_parms (tree decl)
324 {
325   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
326     return 0;
327
328   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
329           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
330 }
331
332 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
333    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
334    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
335    innermost first.  */
336
337 static void
338 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
339 {
340   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
341   int i;
342
343   if (levels > 1)
344     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
345
346   ++processing_template_decl;
347   current_template_parms
348     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
349                  parms, current_template_parms);
350   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
351
352   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
353                NULL);
354   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
355     {
356       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
357       gcc_assert (DECL_P (parm));
358
359       switch (TREE_CODE (parm))
360         {
361         case TYPE_DECL:
362         case TEMPLATE_DECL:
363           pushdecl (parm);
364           break;
365
366         case PARM_DECL:
367           {
368             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
369                It is ugly that we recreate this here; the original
370                version built in process_template_parm is no longer
371                available.  */
372             tree decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
373                                     TREE_TYPE (parm));
374             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
375             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
376             TREE_INVARIANT (decl) = 1;
377             TREE_READONLY (decl) = 1;
378             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
379             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
380             pushdecl (decl);
381           }
382           break;
383
384         default:
385           gcc_unreachable ();
386         }
387     }
388 }
389
390 /* Restore the template parameter context for a member template or
391    a friend template defined in a class definition.  */
392
393 void
394 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
395 {
396   tree parms;
397   int levels = 0;
398
399   if (inline_needs_template_parms (decl))
400     {
401       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
402       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
403
404       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
405         {
406           --levels;
407           parms = TREE_CHAIN (parms);
408         }
409
410       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
411     }
412
413   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
414      we can pop them later.  */
415   if (!inline_parm_levels)
416     VARRAY_INT_INIT (inline_parm_levels, 4, "inline_parm_levels");
417   if (inline_parm_levels_used == inline_parm_levels->num_elements)
418     VARRAY_GROW (inline_parm_levels, 2 * inline_parm_levels_used);
419   VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used) = levels;
420   ++inline_parm_levels_used;
421 }
422
423 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
424
425 void
426 maybe_end_member_template_processing (void)
427 {
428   int i;
429
430   if (!inline_parm_levels_used)
431     return;
432
433   --inline_parm_levels_used;
434   for (i = 0;
435        i < VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used);
436        ++i)
437     {
438       --processing_template_decl;
439       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
440       poplevel (0, 0, 0);
441     }
442 }
443
444 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
445    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
446
447 static tree
448 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
449 {
450   tree new_args;
451   int extra_depth;
452   int i;
453   int j;
454
455   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
456   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
457
458   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
459     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
460
461   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
462     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
463
464   return new_args;
465 }
466
467 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
468    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
469    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
470    the template arguments from a partial instantiation with the
471    template arguments used to attain the full instantiation from the
472    partial instantiation.  */
473
474 static tree
475 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
476 {
477   tree new_args;
478
479   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
480      something very fishy is going on.  */
481   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
482
483   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
484      them.  */
485   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
486     return extra_args;
487
488   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
489   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
490
491   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
492
493   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
494   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
495
496   return new_args;
497 }
498
499 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
500
501 tree
502 get_innermost_template_args (tree args, int n)
503 {
504   tree new_args;
505   int extra_levels;
506   int i;
507
508   gcc_assert (n >= 0);
509
510   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
511   if (n == 1)
512     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
513
514   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
515      given.  */
516   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
517   gcc_assert (extra_levels >= 0);
518   if (extra_levels == 0)
519     return args;
520
521   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
522   new_args = make_tree_vec (n);
523   for (i = 1; i <= n; ++i)
524     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
525                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
526
527   return new_args;
528 }
529
530 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
531    the parms.  */
532
533 void
534 begin_template_parm_list (void)
535 {
536   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
537      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
538      namespace scope.  This is the right thing, since we want
539      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
540      global template class, push_template_decl handles putting the
541      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
542      e.g.:
543
544        template <class T> struct S1 {
545          template <class T> struct S2 {};
546        };
547
548      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
549      TEMPLATE_DECL for S2.  */
550   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
551   ++processing_template_decl;
552   ++processing_template_parmlist;
553   note_template_header (0);
554 }
555
556 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
557    invalid to declare a specialization here, an error is reported.  */
558
559 static void
560 check_specialization_scope (void)
561 {
562   tree scope = current_scope ();
563
564   /* [temp.expl.spec]
565
566      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
567      which the template is a member, or, for member templates, in the
568      namespace of which the enclosing class or enclosing class
569      template is a member.  An explicit specialization of a member
570      function, member class or static data member of a class template
571      shall be declared in the namespace of which the class template
572      is a member.  */
573   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
574     error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
575
576   /* [temp.expl.spec]
577
578      In an explicit specialization declaration for a member of a class
579      template or a member template that appears in namespace scope,
580      the member template and some of its enclosing class templates may
581      remain unspecialized, except that the declaration shall not
582      explicitly specialize a class member template if its enclosing
583      class templates are not explicitly specialized as well.  */
584   if (current_template_parms)
585     error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
586 }
587
588 /* We've just seen template <>.  */
589
590 void
591 begin_specialization (void)
592 {
593   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
594   note_template_header (1);
595   check_specialization_scope ();
596 }
597
598 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
599    template<>.  */
600
601 void
602 end_specialization (void)
603 {
604   finish_scope ();
605   reset_specialization ();
606 }
607
608 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
609    function specialization.  */
610
611 void
612 reset_specialization (void)
613 {
614   processing_specialization = 0;
615   template_header_count = 0;
616 }
617
618 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
619    it was of the form template <>.  */
620
621 static void
622 note_template_header (int specialization)
623 {
624   processing_specialization = specialization;
625   template_header_count++;
626 }
627
628 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
629
630 void
631 begin_explicit_instantiation (void)
632 {
633   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
634   processing_explicit_instantiation = true;
635 }
636
637
638 void
639 end_explicit_instantiation (void)
640 {
641   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
642   processing_explicit_instantiation = false;
643 }
644
645 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
646    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
647    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
648    specialize TMPL in the current namespace.  */
649
650 static bool
651 check_specialization_namespace (tree tmpl)
652 {
653   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
654
655   /* [tmpl.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 is
663      a member.  */
664   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
665     /* Same or super-using namespace.  */
666     return true;
667   else
668     {
669       pedwarn ("specialization of %qD in different namespace", tmpl);
670       pedwarn ("  from definition of %q+#D", tmpl);
671       return false;
672     }
673 }
674
675 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
676    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
677
678 static void
679 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
680 {
681   tree ns;
682
683   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
684      namespace of its template.  */ 
685   ns = decl_namespace_context (spec);
686   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
687     pedwarn ("explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
688              "(which does not enclose namespace %qD)",
689              spec, current_namespace, ns);
690 }
691
692 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
693    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
694
695 void
696 maybe_process_partial_specialization (tree type)
697 {
698   /* TYPE maybe an ERROR_MARK_NODE.  */
699   tree context = TYPE_P (type) ? TYPE_CONTEXT (type) : NULL_TREE;
700
701   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
702     {
703       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
704          specialization of a template class such as:
705
706            template <> class C<int>;
707
708          or:
709
710            template <class T> class C<T*>;
711
712          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
713
714       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
715           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
716         {
717           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
718           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
719           if (processing_template_decl)
720             push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type));
721         }
722       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
723         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
724     }
725   else if (CLASS_TYPE_P (type)
726            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
727            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
728            && context && CLASS_TYPE_P (context)
729            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
730     {
731       /* This is for an explicit specialization of member class
732          template according to [temp.expl.spec/18]:
733
734            template <> template <class U> class C<int>::D;
735
736          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
737          Otherwise this is just a member class template declared
738          earlier like:
739
740            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
741            template <> template <class U> class C<int>::D;
742
743          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
744          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
745          and `C<T>::D' may not exist.  */
746
747       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
748           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
749         {
750           tree t;
751
752           if (current_namespace
753               != decl_namespace_context (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)))
754             {
755               pedwarn ("specializing %q#T in different namespace", type);
756               pedwarn ("  from definition of %q+#D",
757                        CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
758             }
759
760           /* Check for invalid specialization after instantiation:
761
762                template <> template <> class C<int>::D<int>;
763                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
764
765           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS
766                  (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)));
767                t; t = TREE_CHAIN (t))
768             if (TREE_VALUE (t) != type
769                 && TYPE_CONTEXT (TREE_VALUE (t)) == context)
770               error ("specialization %qT after instantiation %qT",
771                      type, TREE_VALUE (t));
772
773           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
774              have one level of template argument for the innermost
775              class template.  */
776           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
777           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
778             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
779         }
780     }
781   else if (processing_specialization)
782     error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
783 }
784
785 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
786    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
787    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
788
789 static inline bool
790 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
791 {
792   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
793           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
794           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
795              parameter.  */
796           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
797           /* The optimized lookup depends on the fact that the
798              template arguments for the member function template apply
799              purely to the containing class, which is not true if the
800              containing class is an explicit or partial
801              specialization.  */
802           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
803           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
804           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
805           /* It is possible to have a template that is not a member
806              template and is not a member of a template class:
807
808              template <typename T>
809              struct S { friend A::f(); };
810
811              Here, the friend function is a template, but the context does
812              not have template information.  The optimized lookup relies
813              on having ARGS be the template arguments for both the class
814              and the function template.  */
815           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
816 }
817
818 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
819    specialization is either an instantiation or an explicit
820    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
821    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
822    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
823    templates with more than one level of parameters.
824
825    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
826    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
827    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
828
829 static tree
830 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args,
831                          bool class_specializations_p)
832 {
833   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
834
835   /* There should be as many levels of arguments as there are
836      levels of parameters.  */
837   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
838               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
839
840   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
841     {
842       tree class_template;
843       tree class_specialization;
844       VEC(tree,gc) *methods;
845       tree fns;
846       int idx;
847
848       /* The template arguments actually apply to the containing
849          class.  Find the class specialization with those
850          arguments.  */
851       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
852       class_specialization
853         = retrieve_specialization (class_template, args,
854                                    /*class_specializations_p=*/false);
855       if (!class_specialization)
856         return NULL_TREE;
857       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
858          for the specialization.  */
859       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
860       if (idx == -1)
861         return NULL_TREE;
862       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
863          for the one that has an instance of TMPL.  */
864       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
865       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
866         {
867           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
868           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl)
869             return fn;
870         }
871       return NULL_TREE;
872     }
873   else
874     {
875       tree *sp;
876       tree *head;
877
878       /* Class templates store their instantiations on the
879          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS list; other templates use the
880          DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS list.  */
881       if (!class_specializations_p
882           && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == TYPE_DECL)
883         sp = &DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
884       else
885         sp = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
886       head = sp;
887       /* Iterate through the list until we find a matching template.  */
888       while (*sp != NULL_TREE)
889         {
890           tree spec = *sp;
891
892           if (comp_template_args (TREE_PURPOSE (spec), args))
893             {
894               /* Use the move-to-front heuristic to speed up future
895                  searches.  */
896               if (spec != *head)
897                 {
898                   *sp = TREE_CHAIN (*sp);
899                   TREE_CHAIN (spec) = *head;
900                   *head = spec;
901                 }
902               return TREE_VALUE (spec);
903             }
904           sp = &TREE_CHAIN (spec);
905         }
906     }
907
908   return NULL_TREE;
909 }
910
911 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
912
913 static tree
914 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
915 {
916   tree spec = htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
917                                    htab_hash_pointer (tmpl));
918   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
919 }
920
921 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
922
923 int
924 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
925 {
926   tree t;
927
928   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
929     {
930       for (t = decl;
931            t != NULL_TREE;
932            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
933         if (t == tmpl)
934           return 1;
935     }
936   else
937     {
938       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
939
940       for (t = TREE_TYPE (decl);
941            t != NULL_TREE;
942            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
943              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
944         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
945           return 1;
946     }
947
948   return 0;
949 }
950
951 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
952    FRIEND according to [temp.friend].  */
953
954 bool
955 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend)
956 {
957   bool need_template = true;
958   int template_depth;
959
960   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
961               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
962
963   /* For [temp.friend/6] when FRIEND is an ordinary member function
964      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
965      if this.  */
966   if (TREE_CODE (friend) == FUNCTION_DECL
967       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend)
968       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend))
969     {
970       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
971       friend = DECL_TI_TEMPLATE (friend);
972       need_template = false;
973     }
974   else if (TREE_CODE (friend) == TEMPLATE_DECL
975            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend))
976     need_template = false;
977
978   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
979   if (TREE_CODE (friend) != TEMPLATE_DECL)
980     return false;
981
982   if (is_specialization_of (decl, friend))
983     return true;
984
985   /* [temp.friend/6]
986      A member of a class template may be declared to be a friend of a
987      non-template class.  In this case, the corresponding member of
988      every specialization of the class template is a friend of the
989      class granting friendship.
990
991      For example, given a template friend declaration
992
993        template <class T> friend void A<T>::f();
994
995      the member function below is considered a friend
996
997        template <> struct A<int> {
998          void f();
999        };
1000
1001      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1002      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1003      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1004
1005   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend));
1006   if (template_depth
1007       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1008       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1009                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend))))
1010     {
1011       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1012          a few tricky cases, such as when FRIEND's are
1013
1014            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1015            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1016
1017          and DECL's are
1018
1019            void A<int>::g(int);
1020            template <int> void A<int>::h();
1021
1022          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1023          the context of DECL.  This is required for template substitution
1024          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1025          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1026
1027       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1028       tree args = NULL_TREE;
1029       int current_depth = 0;
1030
1031       while (current_depth < template_depth)
1032         {
1033           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1034             {
1035               if (current_depth == 0)
1036                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1037               else
1038                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1039               current_depth++;
1040             }
1041           context = TYPE_CONTEXT (context);
1042         }
1043
1044       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1045         {
1046           bool is_template;
1047           tree friend_type;
1048           tree decl_type;
1049           tree friend_args_type;
1050           tree decl_args_type;
1051
1052           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1053              non-templates.  */
1054           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1055                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1056           if (need_template ^ is_template)
1057             return false;
1058           else if (is_template)
1059             {
1060               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1061               tree friend_parms
1062                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1063                                          args, tf_none);
1064               if (!comp_template_parms
1065                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1066                       friend_parms))
1067                 return false;
1068
1069               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1070             }
1071           else
1072             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1073
1074           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend), args,
1075                                               tf_none, NULL_TREE);
1076           if (friend_type == error_mark_node)
1077             return false;
1078
1079           /* Check if return types match.  */
1080           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1081             return false;
1082
1083           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1084              `this' parameter.  */
1085           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1086           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1087           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend))
1088             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1089           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1090             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1091
1092           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1093         }
1094       else
1095         {
1096           /* DECL is a TYPE_DECL */
1097           bool is_template;
1098           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1099
1100           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1101              non-templates.  */
1102           is_template
1103             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1104               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1105
1106           if (need_template ^ is_template)
1107             return false;
1108           else if (is_template)
1109             {
1110               tree friend_parms;
1111               /* If both are templates, check the name of the two
1112                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1113               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1114                   != DECL_NAME (friend))
1115                 return false;
1116
1117               /* Now check template parameter list.  */
1118               friend_parms
1119                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1120                                          args, tf_none);
1121               return comp_template_parms
1122                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1123                  friend_parms);
1124             }
1125           else
1126             return (DECL_NAME (decl)
1127                     == DECL_NAME (friend));
1128         }
1129     }
1130   return false;
1131 }
1132
1133 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1134    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1135    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1136    equivalent prior declaration, if available.  */
1137
1138 static tree
1139 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend)
1140 {
1141   tree fn;
1142
1143   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1144
1145   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1146       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1147     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1148        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1149        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1150        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1151        with default function arguments.  In particular, given
1152        something like this:
1153
1154           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1155
1156        the default argument expression is not substituted for in an
1157        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1158     return spec;
1159
1160   fn = retrieve_specialization (tmpl, args,
1161                                 /*class_specializations_p=*/false);
1162   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1163      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1164      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1165      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1166      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1167   if (fn == spec)
1168     return spec;
1169   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1170     {
1171       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1172         {
1173           if (TREE_USED (fn)
1174               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1175             {
1176               error ("specialization of %qD after instantiation",
1177                      fn);
1178               return spec;
1179             }
1180           else
1181             {
1182               /* This situation should occur only if the first
1183                  specialization is an implicit instantiation, the
1184                  second is an explicit specialization, and the
1185                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1186                  situation can occur if we have implicitly
1187                  instantiated a member function and then specialized
1188                  it later.
1189
1190                  We can also wind up here if a friend declaration that
1191                  looked like an instantiation turns out to be a
1192                  specialization:
1193
1194                    template <class T> void foo(T);
1195                    class S { friend void foo<>(int) };
1196                    template <> void foo(int);
1197
1198                  We transform the existing DECL in place so that any
1199                  pointers to it become pointers to the updated
1200                  declaration.
1201
1202                  If there was a definition for the template, but not
1203                  for the specialization, we want this to look as if
1204                  there were no definition, and vice versa.  */
1205               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1206               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1207               check_specialization_namespace (fn);
1208
1209               return fn;
1210             }
1211         }
1212       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1213         {
1214           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1215             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1216                line number so any errors match this new
1217                definition.  */
1218             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1219
1220           return fn;
1221         }
1222     }
1223
1224   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1225      template it is specializing.  */
1226   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1227       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1228     DECL_CONTEXT (spec) = decl_namespace_context (tmpl);
1229
1230   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1231     DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl)
1232       = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl));
1233
1234   return spec;
1235 }
1236
1237 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1238    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1239    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.  */
1240
1241 bool
1242 reregister_specialization (tree spec, tree tmpl, tree new_spec)
1243 {
1244   tree* s;
1245
1246   for (s = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
1247        *s != NULL_TREE;
1248        s = &TREE_CHAIN (*s))
1249     if (TREE_VALUE (*s) == spec)
1250       {
1251         if (!new_spec)
1252           *s = TREE_CHAIN (*s);
1253         else
1254           TREE_VALUE (*s) = new_spec;
1255         return 1;
1256       }
1257
1258   return 0;
1259 }
1260
1261 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1262    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1263    DECL).  */
1264
1265 static int
1266 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1267 {
1268   return TREE_VALUE ((tree) p1) == (tree) p2;
1269 }
1270
1271 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1272
1273 static hashval_t
1274 hash_local_specialization (const void* p1)
1275 {
1276   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((tree) p1));
1277 }
1278
1279 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1280    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1281
1282 static void
1283 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1284 {
1285   void **slot;
1286
1287   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1288                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1289   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1290 }
1291
1292 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1293
1294 void
1295 print_candidates (tree fns)
1296 {
1297   tree fn;
1298
1299   const char *str = "candidates are:";
1300
1301   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1302     {
1303       tree f;
1304
1305       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1306         error ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1307       str = "               ";
1308     }
1309 }
1310
1311 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1312    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1313    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1314    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1315    TEMPLATE_ID are non-members.
1316
1317    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1318    specialization of a member template.
1319
1320    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1321    template classes that appeared in the name of the function. See
1322    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1323
1324    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1325    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1326
1327    If it is impossible to determine the result, an error message is
1328    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1329
1330 static tree
1331 determine_specialization (tree template_id,
1332                           tree decl,
1333                           tree* targs_out,
1334                           int need_member_template,
1335                           int template_count)
1336 {
1337   tree fns;
1338   tree targs;
1339   tree explicit_targs;
1340   tree candidates = NULL_TREE;
1341   tree templates = NULL_TREE;
1342   int header_count;
1343   struct cp_binding_level *b;
1344
1345   *targs_out = NULL_TREE;
1346
1347   if (template_id == error_mark_node)
1348     return error_mark_node;
1349
1350   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1351   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1352
1353   if (fns == error_mark_node)
1354     return error_mark_node;
1355
1356   /* Check for baselinks.  */
1357   if (BASELINK_P (fns))
1358     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1359
1360   if (!is_overloaded_fn (fns))
1361     {
1362       error ("%qD is not a function template", fns);
1363       return error_mark_node;
1364     }
1365
1366   /* Count the number of template headers specified for this
1367      specialization.  */
1368   header_count = 0;
1369   for (b = current_binding_level;
1370        b->kind == sk_template_parms;
1371        b = b->level_chain)
1372     ++header_count;
1373
1374   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1375     {
1376       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1377
1378       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1379         {
1380           tree decl_arg_types;
1381           tree fn_arg_types;
1382
1383           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1384
1385           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1386           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1387           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1388               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1389             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1390
1391           /* Check that the number of function parameters matches.
1392              For example,
1393                template <class T> void f(int i = 0);
1394                template <> void f<int>();
1395              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1396              by get_bindings below.  */
1397
1398           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1399           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1400             continue;
1401
1402           /* For a non-static member function, we need to make sure that
1403              the const qualification is the same. This can be done by
1404              checking the 'this' in the argument list.  */
1405           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1406               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1407                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1408             continue;
1409
1410           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1411              the number of template headers appearing in the specialization
1412              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1413              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1414              member functions. Consider the following code:
1415
1416              template <> void A<int>::f(int);
1417              template <> template <> void A<int>::f(int);
1418
1419              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1420              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1421              member function, whilst the second line specializes "f" which
1422              is a template member function. So both lines are syntactically
1423              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1424              them.
1425
1426              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1427              against the declarations. We count the number of template
1428              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1429              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1430              plus there must be another header for the member template
1431              itself).
1432
1433              Notice that if header_count is zero, this is not a
1434              specialization but rather a template instantiation, so there
1435              is no check we can perform here.  */
1436           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1437             continue;
1438
1439           /* Check that the number of template arguments at the
1440              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1441           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1442               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1443               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1444                   != TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (current_template_parms))))
1445             continue;
1446
1447           /* See whether this function might be a specialization of this
1448              template.  */
1449           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1450
1451           if (!targs)
1452             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1453                specialize TMPL will produce DECL.  */
1454             continue;
1455
1456           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1457           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1458         }
1459       else if (need_member_template)
1460         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1461            specialization of a member template.  */
1462         ;
1463       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1464         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1465            cases.  */
1466         ;
1467       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1468         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1469            be a specialization of that.  */
1470         ;
1471       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1472         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1473         ;
1474       else
1475         {
1476           tree decl_arg_types;
1477
1478           /* This is an ordinary member function.  However, since
1479              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1480              template class.  For example,
1481
1482                template <typename T> struct S { void f(); };
1483                template <> void S<int>::f() {}
1484
1485              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1486              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1487              might be in business.  */
1488
1489           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1490             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1491                of a template class.  This is not a candidate.  */
1492             continue;
1493
1494           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1495                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1496             /* The return types differ.  */
1497             continue;
1498
1499           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1500           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1501           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1502               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1503             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1504
1505           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1506                          decl_arg_types))
1507             /* They match!  */
1508             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1509         }
1510     }
1511
1512   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1513     {
1514       /* We have:
1515
1516            [temp.expl.spec]
1517
1518            It is possible for a specialization with a given function
1519            signature to be instantiated from more than one function
1520            template.  In such cases, explicit specification of the
1521            template arguments must be used to uniquely identify the
1522            function template specialization being specialized.
1523
1524          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1525          determine which of the candidate templates is most
1526          specialized.  However, we, also have:
1527
1528            [temp.func.order]
1529
1530            Partial ordering of overloaded function template
1531            declarations is used in the following contexts to select
1532            the function template to which a function template
1533            specialization refers:
1534
1535            -- when an explicit specialization refers to a function
1536               template.
1537
1538          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1539          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1540          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1541          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1542          the EDG front-end has that behavior, and John Spicer claims
1543          that the committee simply forgot to delete the wording in
1544          [temp.expl.spec].  */
1545      tree tmpl = most_specialized (templates, decl, explicit_targs);
1546      if (tmpl && tmpl != error_mark_node)
1547        {
1548          targs = get_bindings (tmpl, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1549          templates = tree_cons (targs, tmpl, NULL_TREE);
1550        }
1551     }
1552
1553   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1554     {
1555       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1556              "declaration", template_id, decl);
1557       return error_mark_node;
1558     }
1559   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1560            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1561            || (templates && candidates))
1562     {
1563       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1564              template_id, decl);
1565       chainon (candidates, templates);
1566       print_candidates (candidates);
1567       return error_mark_node;
1568     }
1569
1570   /* We have one, and exactly one, match.  */
1571   if (candidates)
1572     {
1573       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1574          template class.  */
1575       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (TREE_VALUE (candidates)));
1576       return DECL_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (candidates));
1577     }
1578
1579   /* It was a specialization of a template.  */
1580   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1581   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1582     {
1583       *targs_out = copy_node (targs);
1584       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
1585                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1586                            TREE_PURPOSE (templates));
1587     }
1588   else
1589     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1590   return TREE_VALUE (templates);
1591 }
1592
1593 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1594    but with the default argument values filled in from those in the
1595    TMPL_TYPES.  */
1596
1597 static tree
1598 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1599                                       tree tmpl_types)
1600 {
1601   tree new_spec_types;
1602
1603   if (!spec_types)
1604     return NULL_TREE;
1605
1606   if (spec_types == void_list_node)
1607     return void_list_node;
1608
1609   /* Substitute into the rest of the list.  */
1610   new_spec_types =
1611     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1612                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1613
1614   /* Add the default argument for this parameter.  */
1615   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1616                          TREE_VALUE (spec_types),
1617                          new_spec_types);
1618 }
1619
1620 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1621    from the template it specializes.  (That way, code like:
1622
1623      template <class T> void f(T = 3);
1624      template <> void f(double);
1625      void g () { f (); }
1626
1627    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1628    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1629    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1630
1631 static void
1632 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
1633 {
1634   tree tmpl;
1635   tree spec_types;
1636   tree tmpl_types;
1637   tree new_spec_types;
1638   tree old_type;
1639   tree new_type;
1640   tree t;
1641   tree object_type = NULL_TREE;
1642   tree in_charge = NULL_TREE;
1643   tree vtt = NULL_TREE;
1644
1645   /* See if there's anything we need to do.  */
1646   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
1647   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
1648   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
1649     if (TREE_PURPOSE (t))
1650       break;
1651   if (!t)
1652     return;
1653
1654   old_type = TREE_TYPE (decl);
1655   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
1656
1657   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1658     {
1659       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
1660          CV quals.  */
1661       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
1662       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1663       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
1664
1665       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
1666         {
1667           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
1668              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
1669           in_charge = spec_types;
1670           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1671         }
1672       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
1673         {
1674           vtt = spec_types;
1675           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1676         }
1677     }
1678
1679   /* Compute the merged default arguments.  */
1680   new_spec_types =
1681     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
1682
1683   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
1684   if (object_type)
1685     {
1686       if (vtt)
1687         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
1688                                          TREE_VALUE (vtt),
1689                                          new_spec_types);
1690
1691       if (in_charge)
1692         /* Put the in-charge parameter back.  */
1693         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
1694                                          TREE_VALUE (in_charge),
1695                                          new_spec_types);
1696
1697       new_type = build_method_type_directly (object_type,
1698                                              TREE_TYPE (old_type),
1699                                              new_spec_types);
1700     }
1701   else
1702     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
1703                                     new_spec_types);
1704   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
1705                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
1706   new_type = build_exception_variant (new_type,
1707                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
1708   TREE_TYPE (decl) = new_type;
1709 }
1710
1711 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
1712    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
1713    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
1714    instantiation at this point.
1715
1716    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
1717    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
1718    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
1719    recoverable.
1720
1721    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
1722
1723    2: The function has a definition.
1724    4: The function is a friend.
1725
1726    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1727    template classes that appeared in the name of the function.  For
1728    example, in
1729
1730      template <class T> struct S { void f(); };
1731      void S<int>::f();
1732
1733    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
1734    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
1735
1736      template <class T> struct S {};
1737      template <> struct S<int> { void f(); }
1738      template <> void S<int>::f();
1739
1740    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
1741    invalid; there should be no template <>.)
1742
1743    If the function is a specialization, it is marked as such via
1744    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
1745    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
1746    for that template.  */
1747
1748 tree
1749 check_explicit_specialization (tree declarator,
1750                                tree decl,
1751                                int template_count,
1752                                int flags)
1753 {
1754   int have_def = flags & 2;
1755   int is_friend = flags & 4;
1756   int specialization = 0;
1757   int explicit_instantiation = 0;
1758   int member_specialization = 0;
1759   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
1760   tree dname = DECL_NAME (decl);
1761   tmpl_spec_kind tsk;
1762
1763   if (is_friend)
1764     {
1765       if (!processing_specialization)
1766         tsk = tsk_none;
1767       else
1768         tsk = tsk_excessive_parms;
1769     }
1770   else
1771     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
1772
1773   switch (tsk)
1774     {
1775     case tsk_none:
1776       if (processing_specialization)
1777         {
1778           specialization = 1;
1779           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1780         }
1781       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1782         {
1783           if (is_friend)
1784             /* This could be something like:
1785
1786                template <class T> void f(T);
1787                class S { friend void f<>(int); }  */
1788             specialization = 1;
1789           else
1790             {
1791               /* This case handles bogus declarations like template <>
1792                  template <class T> void f<int>(); */
1793
1794               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1795                      declarator);
1796               return decl;
1797             }
1798         }
1799       break;
1800
1801     case tsk_invalid_member_spec:
1802       /* The error has already been reported in
1803          check_specialization_scope.  */
1804       return error_mark_node;
1805
1806     case tsk_invalid_expl_inst:
1807       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
1808
1809       /* Fall through.  */
1810
1811     case tsk_expl_inst:
1812       if (have_def)
1813         error ("definition provided for explicit instantiation");
1814
1815       explicit_instantiation = 1;
1816       break;
1817
1818     case tsk_excessive_parms:
1819     case tsk_insufficient_parms:
1820       if (tsk == tsk_excessive_parms)
1821         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
1822                decl);
1823       else if (template_header_count)
1824         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
1825       else
1826         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
1827               "%<template <>%>", decl);
1828
1829       /* Fall through.  */
1830     case tsk_expl_spec:
1831       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1832       if (ctype)
1833         member_specialization = 1;
1834       else
1835         specialization = 1;
1836       break;
1837
1838     case tsk_template:
1839       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1840         {
1841           /* This case handles bogus declarations like template <>
1842              template <class T> void f<int>(); */
1843
1844           if (uses_template_parms (declarator))
1845             error ("function template partial specialization %qD "
1846                    "is not allowed", declarator);
1847           else
1848             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1849                    declarator);
1850           return decl;
1851         }
1852
1853       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
1854         /* This is a specialization of a member template, without
1855            specialization the containing class.  Something like:
1856
1857              template <class T> struct S {
1858                template <class U> void f (U);
1859              };
1860              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
1861
1862            That's a specialization -- but of the entire template.  */
1863         specialization = 1;
1864       break;
1865
1866     default:
1867       gcc_unreachable ();
1868     }
1869
1870   if (specialization || member_specialization)
1871     {
1872       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1873       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
1874         if (TREE_PURPOSE (t))
1875           {
1876             pedwarn
1877               ("default argument specified in explicit specialization");
1878             break;
1879           }
1880       if (current_lang_name == lang_name_c)
1881         error ("template specialization with C linkage");
1882     }
1883
1884   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
1885     {
1886       tree tmpl = NULL_TREE;
1887       tree targs = NULL_TREE;
1888
1889       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
1890       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
1891         {
1892           tree fns;
1893
1894           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
1895           if (ctype)
1896             fns = dname;
1897           else
1898             {
1899               /* If there is no class context, the explicit instantiation
1900                  must be at namespace scope.  */
1901               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
1902
1903               /* Find the namespace binding, using the declaration
1904                  context.  */
1905               fns = namespace_binding (dname, CP_DECL_CONTEXT (decl));
1906               if (!fns || !is_overloaded_fn (fns))
1907                 {
1908                   error ("%qD is not a template function", dname);
1909                   fns = error_mark_node;
1910                 }
1911             }
1912
1913           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
1914         }
1915
1916       if (declarator == error_mark_node)
1917         return error_mark_node;
1918
1919       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
1920         {
1921           if (!explicit_instantiation)
1922             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
1923                but the error will already have been flagged by
1924                check_specialization_scope.  */
1925             return error_mark_node;
1926           else
1927             {
1928               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
1929                  class scope, e.g.:
1930
1931                    class C { template void f(); }
1932
1933                    This case is caught by the parser.  However, on
1934                    something like:
1935
1936                    template class C { void f(); };
1937
1938                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
1939                    issued later.  */
1940               ;
1941             }
1942
1943           return decl;
1944         }
1945       else if (ctype != NULL_TREE
1946                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
1947                    IDENTIFIER_NODE))
1948         {
1949           /* Find the list of functions in ctype that have the same
1950              name as the declared function.  */
1951           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
1952           tree fns = NULL_TREE;
1953           int idx;
1954
1955           if (constructor_name_p (name, ctype))
1956             {
1957               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
1958
1959               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (ctype)
1960                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
1961                 {
1962                   /* From [temp.expl.spec]:
1963
1964                      If such an explicit specialization for the member
1965                      of a class template names an implicitly-declared
1966                      special member function (clause _special_), the
1967                      program is ill-formed.
1968
1969                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
1970                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
1971                   return error_mark_node;
1972                 }
1973
1974               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
1975             }
1976
1977           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
1978             {
1979               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
1980               if (idx >= 0)
1981                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
1982             }
1983           else
1984             {
1985               VEC(tree,gc) *methods;
1986               tree ovl;
1987
1988               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
1989                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
1990                  int' which will be a specialization of `operator T'.
1991                  So, we find *all* the conversion operators, and then
1992                  select from them.  */
1993               fns = NULL_TREE;
1994
1995               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
1996               if (methods)
1997                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
1998                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
1999                      ++idx)
2000                   {
2001                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2002                       /* There are no more conversion functions.  */
2003                       break;
2004
2005                     /* Glue all these conversion functions together
2006                        with those we already have.  */
2007                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2008                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2009                   }
2010             }
2011
2012           if (fns == NULL_TREE)
2013             {
2014               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2015               return error_mark_node;
2016             }
2017           else
2018             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2019         }
2020
2021       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2022          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2023          member function, we cannot tell apriori whether the
2024          instantiation is for a member template, or just a member
2025          function of a template class.  Even if a member template is
2026          being instantiated, the member template arguments may be
2027          elided if they can be deduced from the rest of the
2028          declaration.  */
2029       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2030                                        &targs,
2031                                        member_specialization,
2032                                        template_count);
2033
2034       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2035         /* We couldn't figure out what this declaration was
2036            specializing.  */
2037         return error_mark_node;
2038       else
2039         {
2040           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2041
2042           if (explicit_instantiation)
2043             {
2044               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2045                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2046
2047               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2048               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2049
2050               if (arg_depth > parm_depth)
2051                 {
2052                   /* If TMPL is not the most general template (for
2053                      example, if TMPL is a friend template that is
2054                      injected into namespace scope), then there will
2055                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2056                      here.  */
2057                   int i;
2058                   tree new_targs;
2059
2060                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2061                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2062                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2063                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2064                   targs = new_targs;
2065                 }
2066
2067               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2068             }
2069
2070           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2071              turns out to be specializing a static member function,
2072              make DECL a static member function as well.  */
2073           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2074               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2075             revert_static_member_fn (decl);
2076
2077           /* If this is a specialization of a member template of a
2078              template class.  In we want to return the TEMPLATE_DECL,
2079              not the specialization of it.  */
2080           if (tsk == tsk_template)
2081             {
2082               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2083               DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) = NULL_TREE;
2084               if (have_def)
2085                 {
2086                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2087                   DECL_SOURCE_LOCATION (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2088                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2089                   /* We want to use the argument list specified in the
2090                      definition, not in the original declaration.  */
2091                   DECL_ARGUMENTS (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2092                     = DECL_ARGUMENTS (decl);
2093                 }
2094               return tmpl;
2095             }
2096
2097           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2098           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2099
2100           /* Inherit default function arguments from the template
2101              DECL is specializing.  */
2102           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2103
2104           /* This specialization has the same protection as the
2105              template it specializes.  */
2106           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2107           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2108           /* The specialization has the same visibility as the
2109              template it specializes.  */
2110           if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (gen_tmpl))
2111             {
2112               DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2113               DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (gen_tmpl);
2114             }
2115           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2116              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2117              have been set incorrectly.  For example, in:
2118              
2119                template <typename T> void f(T); 
2120                namespace N {
2121                  struct S { friend void f<int>(int); }
2122                }
2123
2124              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2125              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2126           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2127             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2128
2129           if (is_friend && !have_def)
2130             /* This is not really a declaration of a specialization.
2131                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2132                a request for an instantiation, either.  */
2133             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2134           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2135             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2136                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2137                versions in V3 ABI.  */
2138             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2139
2140           /* Register this specialization so that we can find it
2141              again.  */
2142           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend);
2143         }
2144     }
2145
2146   return decl;
2147 }
2148
2149 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2150    parameters.  These are represented in the same format used for
2151    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2152
2153 int
2154 comp_template_parms (tree parms1, tree parms2)
2155 {
2156   tree p1;
2157   tree p2;
2158
2159   if (parms1 == parms2)
2160     return 1;
2161
2162   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2163        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2164        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2165     {
2166       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2167       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2168       int i;
2169
2170       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2171       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2172
2173       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2174         return 0;
2175
2176       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2177         {
2178           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2179           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2180
2181           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2182             return 0;
2183
2184           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
2185             continue;
2186           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2187             return 0;
2188         }
2189     }
2190
2191   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2192     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2193        other.  */
2194     return 0;
2195
2196   return 1;
2197 }
2198
2199 /* Complain if DECL shadows a template parameter.
2200
2201    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
2202    scope (including nested scopes).  */
2203
2204 void
2205 check_template_shadow (tree decl)
2206 {
2207   tree olddecl;
2208
2209   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
2210      parameter.  */
2211   if (!current_template_parms)
2212     return;
2213
2214   /* Figure out what we're shadowing.  */
2215   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
2216     decl = OVL_CURRENT (decl);
2217   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
2218
2219   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
2220      anything, let alone a template parameter.  */
2221   if (!olddecl)
2222     return;
2223
2224   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
2225      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
2226      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
2227      node.  */
2228   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
2229     return;
2230
2231   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
2232      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
2233      inline member templates.  */
2234   if (decl == olddecl
2235       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
2236     return;
2237
2238   error ("declaration of %q+#D", decl);
2239   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
2240 }
2241
2242 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
2243    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
2244
2245 static tree
2246 build_template_parm_index (int index,
2247                            int level,
2248                            int orig_level,
2249                            tree decl,
2250                            tree type)
2251 {
2252   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
2253   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
2254   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
2255   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
2256   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
2257   TREE_TYPE (t) = type;
2258   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
2259   TREE_INVARIANT (t) = TREE_INVARIANT (decl);
2260   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
2261
2262   return t;
2263 }
2264
2265 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
2266    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
2267    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
2268    new one is created.  */
2269
2270 static tree
2271 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels)
2272 {
2273   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
2274       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
2275           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
2276     {
2277       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
2278       tree decl, t;
2279
2280       decl = build_decl (TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
2281       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
2282       TREE_INVARIANT (decl) = TREE_INVARIANT (orig_decl);
2283       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
2284       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2285       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2286
2287       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
2288                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
2289                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
2290                                      decl, type);
2291       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
2292
2293         /* Template template parameters need this.  */
2294       if (TREE_CODE (decl) != CONST_DECL)
2295         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl)
2296           = DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index));
2297     }
2298
2299   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
2300 }
2301
2302 /* Process information from new template parameter NEXT and append it to the
2303    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
2304    IS_NON_TYPE is true.  */
2305
2306 tree
2307 process_template_parm (tree list, tree next, bool is_non_type)
2308 {
2309   tree parm;
2310   tree decl = 0;
2311   tree defval;
2312   int idx;
2313
2314   parm = next;
2315   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
2316   defval = TREE_PURPOSE (parm);
2317
2318   if (list)
2319     {
2320       tree p = TREE_VALUE (tree_last (list));
2321
2322       if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
2323         idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
2324       else
2325         idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
2326       ++idx;
2327     }
2328   else
2329     idx = 0;
2330
2331   if (is_non_type)
2332     {
2333       parm = TREE_VALUE (parm);
2334
2335       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2336
2337       /* [temp.param]
2338
2339          The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
2340          ignored when determining its type.  */
2341       TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
2342
2343       /* A template parameter is not modifiable.  */
2344       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
2345       TREE_INVARIANT (parm) = 1;
2346       TREE_READONLY (parm) = 1;
2347       if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
2348         TREE_TYPE (parm) = void_type_node;
2349       decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
2350       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
2351       TREE_INVARIANT (decl) = 1;
2352       TREE_READONLY (decl) = 1;
2353       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
2354         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2355                                      processing_template_decl,
2356                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2357     }
2358   else
2359     {
2360       tree t;
2361       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
2362
2363       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2364         {
2365           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
2366           /* This is for distinguishing between real templates and template
2367              template parameters */
2368           TREE_TYPE (parm) = t;
2369           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
2370           decl = parm;
2371         }
2372       else
2373         {
2374           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
2375           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
2376           decl = build_decl (TYPE_DECL, parm, t);
2377         }
2378
2379       TYPE_NAME (t) = decl;
2380       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
2381       parm = decl;
2382       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
2383         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2384                                      processing_template_decl,
2385                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2386     }
2387   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2388   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2389   pushdecl (decl);
2390   parm = build_tree_list (defval, parm);
2391   return chainon (list, parm);
2392 }
2393
2394 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
2395    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
2396    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
2397    as PARM_DECLs.  */
2398
2399 tree
2400 end_template_parm_list (tree parms)
2401 {
2402   int nparms;
2403   tree parm, next;
2404   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
2405
2406   current_template_parms
2407     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
2408                  saved_parmlist, current_template_parms);
2409
2410   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
2411     {
2412       next = TREE_CHAIN (parm);
2413       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
2414       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
2415     }
2416
2417   --processing_template_parmlist;
2418
2419   return saved_parmlist;
2420 }
2421
2422 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
2423
2424 void
2425 end_template_decl (void)
2426 {
2427   reset_specialization ();
2428
2429   if (! processing_template_decl)
2430     return;
2431
2432   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
2433   finish_scope ();
2434
2435   --processing_template_decl;
2436   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
2437 }
2438
2439 /* Given a template argument vector containing the template PARMS.
2440    The innermost PARMS are given first.  */
2441
2442 tree
2443 current_template_args (void)
2444 {
2445   tree header;
2446   tree args = NULL_TREE;
2447   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2448   int l = length;
2449
2450   /* If there is only one level of template parameters, we do not
2451      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
2452      TREE_VEC containing the arguments.  */
2453   if (length > 1)
2454     args = make_tree_vec (length);
2455
2456   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
2457     {
2458       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
2459       int i;
2460
2461       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
2462       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
2463         {
2464           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
2465
2466           /* T will be a list if we are called from within a
2467              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
2468              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
2469           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
2470             {
2471               t = TREE_VALUE (t);
2472
2473               if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
2474                   || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
2475                 t = TREE_TYPE (t);
2476               else
2477                 t = DECL_INITIAL (t);
2478               TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
2479             }
2480         }
2481
2482       if (length > 1)
2483         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
2484       else
2485         args = a;
2486     }
2487
2488   return args;
2489 }
2490
2491 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
2492    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
2493    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
2494
2495 static tree
2496 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
2497 {
2498   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
2499   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
2500   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
2501   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
2502   if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
2503     {
2504       DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl) = DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl);
2505       DECL_CONSTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2506       DECL_DESTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_DESTRUCTOR_P (decl);
2507       DECL_NONCONVERTING_P (tmpl) = DECL_NONCONVERTING_P (decl);
2508       DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (tmpl) = DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (decl);
2509       if (DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl))
2510         SET_OVERLOADED_OPERATOR_CODE (tmpl,
2511                                       DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl));
2512     }
2513
2514   return tmpl;
2515 }
2516
2517 struct template_parm_data
2518 {
2519   /* The level of the template parameters we are currently
2520      processing.  */
2521   int level;
2522
2523   /* The index of the specialization argument we are currently
2524      processing.  */
2525   int current_arg;
2526
2527   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
2528      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
2529      of the arguments processed so far.  */
2530   int* parms;
2531
2532   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
2533      elements are nonzero if the argument makes use of template
2534      parameters of this level.  */
2535   int* arg_uses_template_parms;
2536 };
2537
2538 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
2539    parameter in a partial specialization is used in the explicit
2540    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
2541    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
2542    appropriately.  */
2543
2544 static int
2545 mark_template_parm (tree t, void* data)
2546 {
2547   int level;
2548   int idx;
2549   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
2550
2551   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2552     {
2553       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2554       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
2555     }
2556   else
2557     {
2558       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2559       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
2560     }
2561
2562   if (level == tpd->level)
2563     {
2564       tpd->parms[idx] = 1;
2565       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
2566     }
2567
2568   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
2569      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
2570   return 0;
2571 }
2572
2573 /* Process the partial specialization DECL.  */
2574
2575 static tree
2576 process_partial_specialization (tree decl)
2577 {
2578   tree type = TREE_TYPE (decl);
2579   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
2580   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
2581   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
2582   tree inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
2583   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
2584   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
2585   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2586   int  i;
2587   int did_error_intro = 0;
2588   struct template_parm_data tpd;
2589   struct template_parm_data tpd2;
2590
2591   /* We check that each of the template parameters given in the
2592      partial specialization is used in the argument list to the
2593      specialization.  For example:
2594
2595        template <class T> struct S;
2596        template <class T> struct S<T*>;
2597
2598      The second declaration is OK because `T*' uses the template
2599      parameter T, whereas
2600
2601        template <class T> struct S<int>;
2602
2603      is no good.  Even trickier is:
2604
2605        template <class T>
2606        struct S1
2607        {
2608           template <class U>
2609           struct S2;
2610           template <class U>
2611           struct S2<T>;
2612        };
2613
2614      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
2615      full-specialization.  Of course,
2616
2617           template <class U>
2618           struct S2<T (*)(U)>;
2619
2620      or some such would have been OK.  */
2621   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2622   tpd.parms = alloca (sizeof (int) * ntparms);
2623   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
2624
2625   tpd.arg_uses_template_parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2626   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2627   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2628     {
2629       tpd.current_arg = i;
2630       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
2631                               &mark_template_parm,
2632                               &tpd,
2633                               NULL);
2634     }
2635   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2636     if (tpd.parms[i] == 0)
2637       {
2638         /* One of the template parms was not used in the
2639            specialization.  */
2640         if (!did_error_intro)
2641           {
2642             error ("template parameters not used in partial specialization:");
2643             did_error_intro = 1;
2644           }
2645
2646         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
2647       }
2648
2649   /* [temp.class.spec]
2650
2651      The argument list of the specialization shall not be identical to
2652      the implicit argument list of the primary template.  */
2653   if (comp_template_args
2654       (inner_args,
2655        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
2656                                                    (maintmpl)))))
2657     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
2658
2659   /* [temp.class.spec]
2660
2661      A partially specialized non-type argument expression shall not
2662      involve template parameters of the partial specialization except
2663      when the argument expression is a simple identifier.
2664
2665      The type of a template parameter corresponding to a specialized
2666      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
2667      specialization.  */
2668   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
2669   tpd2.parms = 0;
2670   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2671     {
2672       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
2673       if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
2674           !TYPE_P (arg)
2675           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
2676           /* This next line is the `argument expression is not just a
2677              simple identifier' condition and also the `specialized
2678              non-type argument' bit.  */
2679           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
2680         {
2681           if (tpd.arg_uses_template_parms[i])
2682             error ("template argument %qE involves template parameter(s)", arg);
2683           else
2684             {
2685               /* Look at the corresponding template parameter,
2686                  marking which template parameters its type depends
2687                  upon.  */
2688               tree type =
2689                 TREE_TYPE (TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms,
2690                                                      i)));
2691
2692               if (!tpd2.parms)
2693                 {
2694                   /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
2695                   tpd2.arg_uses_template_parms
2696                     = alloca (sizeof (int) * nargs);
2697                   /* The number of parameters here is the number in the
2698                      main template, which, as checked in the assertion
2699                      above, is NARGS.  */
2700                   tpd2.parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2701                   tpd2.level =
2702                     TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
2703                 }
2704
2705               /* Mark the template parameters.  But this time, we're
2706                  looking for the template parameters of the main
2707                  template, not in the specialization.  */
2708               tpd2.current_arg = i;
2709               tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
2710               memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2711               for_each_template_parm (type,
2712                                       &mark_template_parm,
2713                                       &tpd2,
2714                                       NULL);
2715
2716               if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
2717                 {
2718                   /* The type depended on some template parameters.
2719                      If they are fully specialized in the
2720                      specialization, that's OK.  */
2721                   int j;
2722                   for (j = 0; j < nargs; ++j)
2723                     if (tpd2.parms[j] != 0
2724                         && tpd.arg_uses_template_parms [j])
2725                       {
2726                         error ("type %qT of template argument %qE depends "
2727                                "on template parameter(s)",
2728                                type,
2729                                arg);
2730                         break;
2731                       }
2732                 }
2733             }
2734         }
2735     }
2736
2737   if (retrieve_specialization (maintmpl, specargs,
2738                                /*class_specializations_p=*/true))
2739     /* We've already got this specialization.  */
2740     return decl;
2741
2742   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
2743     = tree_cons (inner_args, inner_parms,
2744                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
2745   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
2746   return decl;
2747 }
2748
2749 /* Check that a template declaration's use of default arguments is not
2750    invalid.  Here, PARMS are the template parameters.  IS_PRIMARY is
2751    nonzero if DECL is the thing declared by a primary template.
2752    IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial specialization.  */
2753
2754 static void
2755 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, int is_partial)
2756 {
2757   const char *msg;
2758   int last_level_to_check;
2759   tree parm_level;
2760
2761   /* [temp.param]
2762
2763      A default template-argument shall not be specified in a
2764      function template declaration or a function template definition, nor
2765      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
2766      class template.  */
2767
2768   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
2769     /* You can't have a function template declaration in a local
2770        scope, nor you can you define a member of a class template in a
2771        local scope.  */
2772     return;
2773
2774   if (current_class_type
2775       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
2776       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2777       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
2778          or a member function.  */
2779       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2780           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
2781           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
2782           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
2783           : false)
2784       /* And, if it was a member function, it really was defined in
2785          the scope of the class.  */
2786       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2787           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
2788     /* We already checked these parameters when the template was
2789        declared, so there's no need to do it again now.  This function
2790        was defined in class scope, but we're processing it's body now
2791        that the class is complete.  */
2792     return;
2793
2794   /* [temp.param]
2795
2796      If a template-parameter has a default template-argument, all
2797      subsequent template-parameters shall have a default
2798      template-argument supplied.  */
2799   for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2800     {
2801       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2802       int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2803       int seen_def_arg_p = 0;
2804       int i;
2805
2806       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2807         {
2808           tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
2809           if (TREE_PURPOSE (parm))
2810             seen_def_arg_p = 1;
2811           else if (seen_def_arg_p)
2812             {
2813               error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
2814               /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
2815                  there should have been a default argument.  */
2816               TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
2817             }
2818         }
2819     }
2820
2821   if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL || is_partial || !is_primary)
2822     /* For an ordinary class template, default template arguments are
2823        allowed at the innermost level, e.g.:
2824          template <class T = int>
2825          struct S {};
2826        but, in a partial specialization, they're not allowed even
2827        there, as we have in [temp.class.spec]:
2828
2829          The template parameter list of a specialization shall not
2830          contain default template argument values.
2831
2832        So, for a partial specialization, or for a function template,
2833        we look at all of them.  */
2834     ;
2835   else
2836     /* But, for a primary class template that is not a partial
2837        specialization we look at all template parameters except the
2838        innermost ones.  */
2839     parms = TREE_CHAIN (parms);
2840
2841   /* Figure out what error message to issue.  */
2842   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2843     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
2844   else if (is_partial)
2845     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
2846   else
2847     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2848
2849   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
2850     /* If we're inside a class definition, there's no need to
2851        examine the parameters to the class itself.  On the one
2852        hand, they will be checked when the class is defined, and,
2853        on the other, default arguments are valid in things like:
2854          template <class T = double>
2855          struct S { template <class U> void f(U); };
2856        Here the default argument for `S' has no bearing on the
2857        declaration of `f'.  */
2858     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
2859   else
2860     /* Check everything.  */
2861     last_level_to_check = 0;
2862
2863   for (parm_level = parms;
2864        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
2865        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2866     {
2867       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2868       int i;
2869       int ntparms;
2870
2871       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2872       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2873         if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
2874           {
2875             if (msg)
2876               {
2877                 error (msg, decl);
2878                 msg = 0;
2879               }
2880
2881             /* Clear out the default argument so that we are not
2882                confused later.  */
2883             TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
2884           }
2885
2886       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
2887          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
2888       if (msg)
2889         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2890     }
2891 }
2892
2893 /* Worker for push_template_decl_real, called via
2894    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
2895    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
2896    parameter of that level, return nonzero.  */
2897
2898 static int
2899 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
2900 {
2901   int this_level = *(int *)data;
2902   int level;
2903
2904   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2905     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2906   else
2907     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2908   return level == this_level;
2909 }
2910
2911 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
2912    parameters given by current_template_args, or reuses a
2913    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
2914    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
2915
2916    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
2917
2918 tree
2919 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
2920 {
2921   tree tmpl;
2922   tree args;
2923   tree info;
2924   tree ctx;
2925   int primary;
2926   int is_partial;
2927   int new_template_p = 0;
2928   /* True if the template is a member template, in the sense of
2929      [temp.mem].  */
2930   bool member_template_p = false;
2931
2932   if (decl == error_mark_node)
2933     return decl;
2934
2935   /* See if this is a partial specialization.  */
2936   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2937                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
2938                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
2939
2940   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
2941     is_friend = true;
2942
2943   if (is_friend)
2944     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
2945        the type of which it is a friend.  */
2946     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
2947   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
2948            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
2949     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
2950        it is defined.  */
2951     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
2952   else
2953     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
2954        is assumed to be a member of the class.  */
2955     ctx = current_scope ();
2956
2957   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
2958     ctx = NULL_TREE;
2959
2960   if (!DECL_CONTEXT (decl))
2961     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
2962
2963   /* See if this is a primary template.  */
2964   primary = template_parm_scope_p ();
2965
2966   if (primary)
2967     {
2968       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
2969         member_template_p = true;
2970       if (current_lang_name == lang_name_c)
2971         error ("template with C linkage");
2972       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
2973                && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
2974         error ("template class without a name");
2975       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2976         {
2977           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2978             {
2979               /* [temp.mem]
2980
2981                  A destructor shall not be a member template.  */
2982               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
2983               return error_mark_node;
2984             }
2985           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
2986               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
2987                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
2988                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
2989                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
2990                       == void_list_node)))
2991             {
2992               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
2993
2994                  An allocation function can be a function
2995                  template. ... Template allocation functions shall
2996                  have two or more parameters.  */
2997               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
2998               return decl;
2999             }
3000         }
3001       else if ((DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3002                 && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
3003                || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL && ctx && CLASS_TYPE_P (ctx)))
3004         /* OK */;
3005       else
3006         {
3007           error ("template declaration of %q#D", decl);
3008           return error_mark_node;
3009         }
3010     }
3011
3012   /* Check to see that the rules regarding the use of default
3013      arguments are not being violated.  */
3014   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
3015                            primary, is_partial);
3016
3017   if (is_partial)
3018     return process_partial_specialization (decl);
3019
3020   args = current_template_args ();
3021
3022   if (!ctx
3023       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
3024       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
3025       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
3026     {
3027       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3028           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
3029           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
3030         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3031       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
3032          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
3033          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
3034       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3035                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3036                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3037         {
3038           /* Since a template declaration already existed for this
3039              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
3040              that the redeclaration is valid.  */
3041           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
3042                                     current_template_parms);
3043           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
3044              one we already had.  */
3045           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3046         }
3047       else
3048         {
3049           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3050                                       member_template_p);
3051           new_template_p = 1;
3052
3053           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3054               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
3055             {
3056               /* A specialization of a member template of a template
3057                  class.  */
3058               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
3059               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
3060               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
3061             }
3062         }
3063     }
3064   else
3065     {
3066       tree a, t, current, parms;
3067       int i;
3068
3069       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3070         {
3071           if ((IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)))
3072                || TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) == ENUMERAL_TYPE)
3073               && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3074               && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3075             tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3076           else
3077             {
3078               error ("%qD does not declare a template type", decl);
3079               return decl;
3080             }
3081         }
3082       else if (!DECL_LANG_SPECIFIC (decl) || !DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
3083         {
3084           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
3085           return decl;
3086         }
3087       else
3088         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3089
3090       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
3091           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
3092           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
3093           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
3094         {
3095           tree new_tmpl;
3096
3097           /* The declaration is a specialization of a member
3098              template, declared outside the class.  Therefore, the
3099              innermost template arguments will be NULL, so we
3100              replace them with the arguments determined by the
3101              earlier call to check_explicit_specialization.  */
3102           args = DECL_TI_ARGS (decl);
3103
3104           new_tmpl
3105             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3106                                    member_template_p);
3107           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
3108           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3109           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
3110           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
3111           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
3112             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3113
3114           register_specialization (new_tmpl,
3115                                    most_general_template (tmpl),
3116                                    args,
3117                                    is_friend);
3118           return decl;
3119         }
3120
3121       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
3122
3123       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3124       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
3125       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
3126         {
3127           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
3128                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
3129         }
3130       else
3131         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
3132           {
3133             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
3134             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3135
3136             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
3137               {
3138                 if (current == decl)
3139                   error ("got %d template parameters for %q#D",
3140                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
3141                 else
3142                   error ("got %d template parameters for %q#T",
3143                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
3144                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
3145                 return error_mark_node;
3146               }
3147
3148             /* Perhaps we should also check that the parms are used in the
3149                appropriate qualifying scopes in the declarator?  */
3150
3151             if (current == decl)
3152               current = ctx;
3153             else
3154               current = TYPE_CONTEXT (current);
3155           }
3156     }
3157
3158   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
3159   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3160
3161   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
3162      that we do not try to push a global template friend declared in a
3163      template class; such a thing may well depend on the template
3164      parameters of the class.  */
3165   if (new_template_p && !ctx
3166       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
3167     {
3168       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
3169       if (tmpl == error_mark_node)
3170         return error_mark_node;
3171
3172       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
3173       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3174         {
3175           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
3176           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
3177         }
3178     }
3179
3180   if (primary)
3181     {
3182       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
3183       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
3184         {
3185           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
3186
3187           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
3188              depends on innermost template operands.  */
3189
3190           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
3191                                          depth))
3192             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
3193         }
3194     }
3195
3196   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
3197      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
3198      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
3199      argument levels if necessary.  */
3200   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
3201     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
3202
3203   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3204
3205   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
3206     {
3207       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
3208       if ((!ctx || TREE_CODE (ctx) != FUNCTION_DECL)
3209           && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3210           /* Don't change the name if we've already set it up.  */
3211           && !IDENTIFIER_TEMPLATE (DECL_NAME (decl)))
3212         DECL_NAME (decl) = classtype_mangled_name (TREE_TYPE (decl));
3213     }
3214   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
3215     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
3216
3217   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
3218 }
3219
3220 tree
3221 push_template_decl (tree decl)
3222 {
3223   return push_template_decl_real (decl, false);
3224 }
3225
3226 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
3227    template PARMS, e.g.:
3228
3229      template <class T> struct S;
3230      template <class T> struct S {};  */
3231
3232 void
3233 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
3234 {
3235   tree tmpl;
3236   tree tmpl_parms;
3237   int i;
3238
3239   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
3240     {
3241       error ("%qT is not a template type", type);
3242       return;
3243     }
3244
3245   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
3246   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
3247     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
3248        about here; there are no new template parameters for the nested
3249        type.  */
3250     return;
3251
3252   if (!parms)
3253     {
3254       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
3255              tmpl);
3256       return;
3257     }
3258
3259   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3260   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3261
3262   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
3263     {
3264       error ("previous declaration %q+D", tmpl);
3265       error ("used %d template parameter(s) instead of %d",
3266              TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
3267              TREE_VEC_LENGTH (parms));
3268       return;
3269     }
3270
3271   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
3272     {
3273       tree tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3274       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3275       tree tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3276       tree parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3277
3278       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
3279          TEMPLATE_DECL.  */
3280       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
3281           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
3282               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm))))
3283         {
3284           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
3285           error ("redeclared here as %q#D", parm);
3286           return;
3287         }
3288
3289       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
3290         {
3291           /* We have in [temp.param]:
3292
3293              A template-parameter may not be given default arguments
3294              by two different declarations in the same scope.  */
3295           error ("redefinition of default argument for %q#D", parm);
3296           error ("%J  original definition appeared here", tmpl_parm);
3297           return;
3298         }
3299
3300       if (parm_default != NULL_TREE)
3301         /* Update the previous template parameters (which are the ones
3302            that will really count) with the new default value.  */
3303         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
3304       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
3305         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
3306            parameters for any members.  */
3307         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
3308     }
3309 }
3310
3311 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
3312    (possibly simplified) expression.  */
3313
3314 tree
3315 fold_non_dependent_expr (tree expr)
3316 {
3317   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
3318      it.  We're supposed to treat:
3319
3320        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
3321        template <typename T> void f(T[2]);
3322
3323      as two declarations of the same function, for example.  */
3324   if (processing_template_decl
3325       && !type_dependent_expression_p (expr)
3326       && !value_dependent_expression_p (expr))
3327     {
3328       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
3329
3330       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
3331       processing_template_decl = 0;
3332       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
3333                                     /*args=*/NULL_TREE,
3334                                     tf_error,
3335                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
3336                                     /*function_p=*/false);
3337       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
3338     }
3339   return expr;
3340 }
3341
3342 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
3343    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
3344    Extract the innest constant expression.
3345
3346    This is basically a more powerful version of
3347    integral_constant_value, which can be used also in templates where
3348    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
3349    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
3350
3351 tree
3352 fold_decl_constant_value (tree expr)
3353 {
3354   tree const_expr = expr;
3355   do
3356     {
3357       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
3358       const_expr = integral_constant_value (expr);
3359     }
3360   while (expr != const_expr);
3361
3362   return expr;
3363 }
3364
3365 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
3366    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
3367    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
3368    and check that the resulting function has external linkage.  */
3369
3370 static tree
3371 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
3372 {
3373   tree fns = expr;
3374   tree fn, fn_no_ptr;
3375
3376   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
3377   if (fn == error_mark_node)
3378     return error_mark_node;
3379
3380   fn_no_ptr = fn;
3381   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
3382     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
3383
3384   /* [temp.arg.nontype]/1
3385
3386      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3387      shall be one of:
3388      [...]
3389      -- the address of an object or function with external linkage.  */
3390   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
3391     {
3392       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3393              "because function %qD has not external linkage",
3394              expr, type, fn_no_ptr);
3395       return NULL_TREE;
3396     }
3397
3398   return fn;
3399 }
3400
3401 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
3402    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
3403    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
3404    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
3405    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
3406    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
3407    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
3408    must be non-dependent.
3409
3410    The conversion follows the special rules described in
3411    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
3412    conversion.
3413
3414    This function is called twice for each template argument (see
3415    lookup_template_class for a more accurate description of this
3416    problem). This means that we need to handle expressions which
3417    are not valid in a C++ source, but can be created from the
3418    first call (for instance, casts to perform conversions). These
3419    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
3420
3421 static tree
3422 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
3423 {
3424   tree expr_type;
3425
3426   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
3427      This special-case is not needed for correctness (we would easily
3428      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
3429      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
3430      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
3431   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
3432     {
3433       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3434              "because string literals can never be used in this context",
3435              expr, type);
3436       return NULL_TREE;
3437     }
3438
3439   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
3440      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
3441      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
3442      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
3443      so that access checking can be performed when the template is
3444      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
3445      convert the argument.  */
3446   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
3447   expr_type = TREE_TYPE (expr);
3448
3449   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
3450      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
3451      which is the tree that we built on the first call (see
3452      below when coercing to reference to object or to reference to
3453      function). We just strip everything and get to the arg.
3454      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
3455      for examples.  */
3456   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
3457     {
3458       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
3459         {
3460           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
3461              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
3462              could actually change the type to something more cv-qualified,
3463              and this is not folded by convert_from_reference.  */
3464           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3465           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
3466           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
3467           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
3468           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
3469                       (TREE_TYPE (expr_type),
3470                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
3471
3472           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
3473           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3474         }
3475
3476       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
3477          parameter is a pointer to object, through decay and
3478          qualification conversion. Let's strip everything.  */
3479       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3480         {
3481           STRIP_NOPS (expr);
3482           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
3483           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
3484           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
3485              an array. Otherwise, it is part of the original argument
3486              in the source code.  */
3487           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
3488             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3489           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3490         }
3491     }
3492
3493   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
3494
3495      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
3496      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
3497      (_conv.integral_) are applied.  */
3498   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3499     {
3500       if (!INTEGRAL_TYPE_P (expr_type))
3501         return error_mark_node;
3502
3503       expr = fold_decl_constant_value (expr);
3504       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
3505          do not fold into integer constants.  */
3506       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
3507         {
3508           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3509                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
3510           return NULL_TREE;
3511         }
3512
3513       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
3514          because we already know that the expression is of integral
3515          type.  */
3516       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
3517       if (expr == error_mark_node)
3518         return error_mark_node;
3519
3520       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
3521       expr = fold (expr);
3522     }
3523   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
3524
3525      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
3526      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
3527      conversion (_conv.array_) are applied.  */
3528   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3529     {
3530       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
3531
3532          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3533          shall be one of: [...]
3534
3535          -- the name of a non-type template-parameter;
3536          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
3537             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
3538             refers to a function or array, or if the corresponding
3539             template-parameter is a reference.
3540
3541         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
3542         for a parameter of type pointer-to-object.  */
3543       bool constant_address_p =
3544         (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR
3545          || TREE_CODE (expr_type) == ARRAY_TYPE
3546          || (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr)));
3547
3548       expr = decay_conversion (expr);
3549       if (expr == error_mark_node)
3550         return error_mark_node;
3551
3552       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3553       if (expr == error_mark_node)
3554         return error_mark_node;
3555
3556       if (!constant_address_p)
3557         {
3558             error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3559                   "because it is not a constant pointer", expr, type);
3560             return NULL_TREE;
3561         }
3562     }
3563   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
3564
3565      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
3566      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
3567      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
3568      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
3569      template-argument, which must be an lvalue.  */
3570   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
3571     {
3572       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
3573                                                       expr_type))
3574         return error_mark_node;
3575
3576       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
3577         {
3578           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3579                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
3580           return NULL_TREE;
3581         }
3582
3583       if (!real_lvalue_p (expr))
3584         {
3585           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3586                  "because it is not a lvalue", expr, type);
3587           return NULL_TREE;
3588         }
3589
3590       /* [temp.arg.nontype]/1
3591
3592          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3593          shall be one of: [...]
3594
3595          -- the address of an object or function with external linkage.  */
3596       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
3597         {
3598           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3599                  "because object %qD has not external linkage",
3600                  expr, type, expr);
3601           return NULL_TREE;
3602         }
3603
3604       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3605     }
3606   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
3607
3608      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
3609      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
3610      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
3611      pointer to such), the matching function is selected from the set
3612      (_over.over_).  */
3613   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
3614     {
3615       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
3616          context information to decay the pointer.
3617          ??? Why static5.C requires decay and subst1.C works fine
3618          even without it?  */
3619       if (!type_unknown_p (expr_type))
3620         {
3621           expr = decay_conversion (expr);
3622           if (expr == error_mark_node)
3623             return error_mark_node;
3624         }
3625
3626       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
3627       if (!expr || expr == error_mark_node)
3628         return expr;
3629     }
3630   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
3631
3632      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
3633      conversions apply. If the template-argument represents a set of
3634      overloaded functions, the matching function is selected from the set
3635      (_over.over_).  */
3636   else if (TYPE_REFFN_P (type))
3637     {
3638       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3639         {
3640           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3641                  "because it is a pointer", expr, type);
3642           inform ("try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
3643           return NULL_TREE;
3644         }
3645
3646       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
3647       if (!expr || expr == error_mark_node)
3648         return expr;
3649
3650       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3651     }
3652   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
3653
3654      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
3655      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
3656      overloaded member functions, the matching member function is selected
3657      from the set (_over.over_).  */
3658   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
3659     {
3660       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
3661       if (expr == error_mark_node)
3662         return error_mark_node;
3663
3664       /* There is no way to disable standard conversions in
3665          resolve_address_of_overloaded_function (called by
3666          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
3667          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
3668          to reject this conversion here.
3669
3670          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
3671          it would still be better to reject them here so that we can
3672          provide a superior diagnostic.  */
3673       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
3674         {
3675           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
3676           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
3677           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3678                  "because it is of type %qT", expr, type,
3679                  TREE_TYPE (expr));
3680           inform ("standard conversions are not allowed in this context");
3681           return NULL_TREE;
3682         }
3683     }
3684   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
3685
3686      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
3687      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
3688   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
3689     {
3690       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3691       if (expr == error_mark_node)
3692         return expr;
3693     }
3694   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
3695   else
3696     gcc_unreachable ();
3697
3698   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
3699      right type?  */
3700   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
3701   return expr;
3702 }
3703
3704
3705 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
3706    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
3707    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
3708    or PARM_DECL.
3709
3710    ARG_PARMS may contain more parameters than PARM_PARMS.  If this is
3711    the case, then extra parameters must have default arguments.
3712
3713    Consider the example:
3714      template <class T, class Allocator = allocator> class vector;
3715      template<template <class U> class TT> class C;
3716
3717    C<vector> is a valid instantiation.  PARM_PARMS for the above code
3718    contains a TYPE_DECL (for U),  ARG_PARMS contains two TYPE_DECLs (for
3719    T and Allocator) and OUTER_ARGS contains the argument that is used to
3720    substitute the TT parameter.  */
3721
3722 static int
3723 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
3724                                 tree arg_parms,
3725                                 tsubst_flags_t complain,
3726                                 tree in_decl,
3727                                 tree outer_args)
3728 {
3729   int nparms, nargs, i;
3730   tree parm, arg;
3731
3732   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
3733   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
3734
3735   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
3736   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
3737
3738   /* The rule here is opposite of coerce_template_parms.  */
3739   if (nargs < nparms
3740       || (nargs > nparms
3741           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, nparms)) == NULL_TREE))
3742     return 0;
3743
3744   for (i = 0; i < nparms; ++i)
3745     {
3746       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
3747       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
3748
3749       if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
3750           || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
3751         return 0;
3752
3753       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
3754         return 0;
3755
3756       switch (TREE_CODE (parm))
3757         {
3758         case TYPE_DECL:
3759           break;
3760
3761         case TEMPLATE_DECL:
3762           /* We encounter instantiations of templates like
3763                template <template <template <class> class> class TT>
3764                class C;  */
3765           {
3766             tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3767             tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3768
3769             if (!coerce_template_template_parms
3770                 (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
3771               return 0;
3772           }
3773           break;
3774
3775         case PARM_DECL:
3776           /* The tsubst call is used to handle cases such as
3777
3778                template <int> class C {};
3779                template <class T, template <T> class TT> class D {};
3780                D<int, C> d;
3781
3782              i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
3783           if (!dependent_type_p (TREE_TYPE (arg))
3784               && !same_type_p
3785                     (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
3786                              TREE_TYPE (arg)))
3787             return 0;
3788           break;
3789
3790         default:
3791           gcc_unreachable ();
3792         }
3793     }
3794   return 1;
3795 }
3796
3797 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
3798    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
3799    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
3800    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
3801    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
3802    the full set of template arguments deduced so far.  */
3803
3804 static tree
3805 convert_template_argument (tree parm,
3806                            tree arg,
3807                            tree args,
3808                            tsubst_flags_t complain,
3809                            int i,
3810                            tree in_decl)
3811 {
3812   tree val;
3813   tree inner_args;
3814   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
3815
3816   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3817
3818   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
3819       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
3820     {
3821       /* The template argument was the name of some
3822          member function.  That's usually
3823          invalid, but static members are OK.  In any
3824          case, grab the underlying fields/functions
3825          and issue an error later if required.  */
3826       arg = TREE_VALUE (arg);
3827       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
3828     }
3829
3830   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
3831   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
3832                    || requires_tmpl_type);
3833
3834   is_tmpl_type = ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
3835                    && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
3836                   || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3837                   || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
3838
3839   if (is_tmpl_type
3840       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3841           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
3842     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
3843
3844   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
3845
3846   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
3847       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
3848     {
3849       pedwarn ("to refer to a type member of a template parameter, "
3850                "use %<typename %E%>", arg);
3851
3852       arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
3853                                 TREE_OPERAND (arg, 1),
3854                                 typename_type,
3855                                 complain & tf_error);
3856       is_type = 1;
3857     }
3858   if (is_type != requires_type)
3859     {
3860       if (in_decl)
3861         {
3862           if (complain & tf_error)
3863             {
3864               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3865                      "parameter list for %qD",
3866                      i + 1, in_decl);
3867               if (is_type)
3868                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
3869                        TREE_TYPE (parm),
3870                        (is_tmpl_type ? DECL_NAME (arg) : arg));
3871               else if (requires_tmpl_type)
3872                 error ("  expected a class template, got %qE", arg);
3873               else
3874                 error ("  expected a type, got %qE", arg);
3875             }
3876         }
3877       return error_mark_node;
3878     }
3879   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
3880     {
3881       if (in_decl && (complain & tf_error))
3882         {
3883           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3884                  "parameter list for %qD",
3885                  i + 1, in_decl);
3886           if (is_tmpl_type)
3887             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
3888           else
3889             error ("  expected a class template, got %qT", arg);
3890         }
3891       return error_mark_node;
3892     }
3893
3894   if (is_type)
3895     {
3896       if (requires_tmpl_type)
3897         {
3898           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
3899             /* The number of argument required is not known yet.
3900                Just accept it for now.  */
3901             val = TREE_TYPE (arg);
3902           else
3903             {
3904               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3905               tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3906
3907               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
3908                                                   complain, in_decl,
3909                                                   inner_args))
3910                 {
3911                   val = arg;
3912
3913                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
3914                      TEMPLATE_DECL.  */
3915                   if (val != error_mark_node
3916                       && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
3917                     val = TREE_TYPE (val);
3918                 }
3919               else
3920                 {
3921                   if (in_decl && (complain & tf_error))
3922                     {
3923                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
3924                              "template parameter list for %qD",
3925                              i + 1, in_decl);
3926                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
3927                              parm, arg);
3928                     }
3929
3930                   val = error_mark_node;
3931                 }
3932             }
3933         }
3934       else
3935         val = arg;
3936     }
3937   else
3938     {
3939       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
3940
3941       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
3942         return error_mark_node;
3943
3944       if (!uses_template_parms (arg) && !uses_template_parms (t))
3945         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
3946            will report errors, which we don't want when complain
3947            is zero.  More importantly, digest_init will try too
3948            hard to convert things: for example, `0' should not be
3949            converted to pointer type at this point according to
3950            the standard.  Accepting this is not merely an
3951            extension, since deciding whether or not these
3952            conversions can occur is part of determining which
3953            function template to call, or whether a given explicit
3954            argument specification is valid.  */
3955         val = convert_nontype_argument (t, arg);
3956       else
3957         val = arg;
3958
3959       if (val == NULL_TREE)
3960         val = error_mark_node;
3961       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
3962         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  arg, t);
3963     }
3964
3965   return val;
3966 }
3967
3968 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
3969    return a vector containing the innermost resulting template
3970    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
3971    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
3972
3973    If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is nonzero, all arguments must be
3974    provided in ARGLIST, or else trailing parameters must have default
3975    values.  If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is zero, we will attempt argument
3976    deduction for any unspecified trailing arguments.  */
3977
3978 static tree
3979 coerce_template_parms (tree parms,
3980                        tree args,
3981                        tree in_decl,
3982                        tsubst_flags_t complain,
3983                        int require_all_arguments)
3984 {
3985   int nparms, nargs, i, lost = 0;
3986   tree inner_args;
3987   tree new_args;
3988   tree new_inner_args;
3989
3990   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3991   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
3992   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
3993
3994   if (nargs > nparms
3995       || (nargs < nparms
3996           && require_all_arguments
3997           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs)) == NULL_TREE))
3998     {
3999       if (complain & tf_error)
4000         {
4001           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
4002                  nargs, nparms);
4003
4004           if (in_decl)
4005             error ("provided for %q+D", in_decl);
4006         }
4007
4008       return error_mark_node;
4009     }
4010
4011   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
4012   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
4013   for (i = 0; i < nparms; i++)
4014     {
4015       tree arg;
4016       tree parm;
4017
4018       /* Get the Ith template parameter.  */
4019       parm = TREE_VEC_ELT (parms, i);
4020
4021       /* Calculate the Ith argument.  */
4022       if (i < nargs)
4023         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
4024       else if (require_all_arguments)
4025         /* There must be a default arg in this case.  */
4026         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
4027                                    complain, in_decl);
4028       else
4029         break;
4030
4031       gcc_assert (arg);
4032       if (arg == error_mark_node)
4033         {
4034           if (complain & tf_error)
4035             error ("template argument %d is invalid", i + 1);
4036         }
4037       else
4038         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
4039                                          arg, new_args, complain, i,
4040                                          in_decl);
4041
4042       if (arg == error_mark_node)
4043         lost++;
4044       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = arg;
4045     }
4046
4047   if (lost)
4048     return error_mark_node;
4049
4050   return new_inner_args;
4051 }
4052
4053 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
4054
4055 static int
4056 template_args_equal (tree ot, tree nt)
4057 {
4058   if (nt == ot)
4059     return 1;
4060
4061   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
4062     /* For member templates */
4063     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
4064   else if (TYPE_P (nt))
4065     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
4066   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
4067     return 0;
4068   else
4069     return cp_tree_equal (ot, nt);
4070 }
4071
4072 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
4073    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
4074
4075 int
4076 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
4077 {
4078   int i;
4079
4080   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
4081     return 0;
4082
4083   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
4084     {
4085       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
4086       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
4087
4088       if (! template_args_equal (ot, nt))
4089         return 0;
4090     }
4091   return 1;
4092 }
4093
4094 /* Given class template name and parameter list, produce a user-friendly name
4095    for the instantiation.  */
4096
4097 static char *
4098 mangle_class_name_for_template (const char* name, tree parms, tree arglist)
4099 {
4100   static struct obstack scratch_obstack;
4101   static char *scratch_firstobj;
4102   int i, nparms;
4103
4104   if (!scratch_firstobj)
4105     gcc_obstack_init (&scratch_obstack);
4106   else
4107     obstack_free (&scratch_obstack, scratch_firstobj);
4108   scratch_firstobj = obstack_alloc (&scratch_obstack, 1);
4109
4110 #define ccat(C) obstack_1grow (&scratch_obstack, (C));
4111 #define cat(S)  obstack_grow (&scratch_obstack, (S), strlen (S))
4112
4113   cat (name);
4114   ccat ('<');
4115   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4116   arglist = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
4117   gcc_assert (nparms == TREE_VEC_LENGTH (arglist));
4118   for (i = 0; i < nparms; i++)
4119     {
4120       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4121       tree arg = TREE_VEC_ELT (arglist, i);
4122
4123       if (i)
4124         ccat (',');
4125
4126       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
4127         {
4128           cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4129           continue;
4130         }
4131       else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4132         {
4133           if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
4134             {
4135               /* Already substituted with real template.  Just output
4136                  the template name here */
4137               tree context = DECL_CONTEXT (arg);
4138               if (context)
4139                 {
4140                   /* The template may be defined in a namespace, or
4141                      may be a member template.  */
4142                   gcc_assert (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL
4143                               || CLASS_TYPE_P (context));
4144                   cat (decl_as_string (DECL_CONTEXT (arg),
4145                                       TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4146                   cat ("::");
4147                 }
4148               cat (IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (arg)));
4149             }
4150           else
4151             /* Output the parameter declaration.  */
4152             cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4153           continue;
4154         }
4155       else
4156         gcc_assert (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL);
4157
4158       /* No need to check arglist against parmlist here; we did that
4159          in coerce_template_parms, called from lookup_template_class.  */
4160       cat (expr_as_string (arg, TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4161     }
4162   {
4163     char *bufp = obstack_next_free (&scratch_obstack);
4164     int offset = 0;
4165     while (bufp[offset - 1] == ' ')
4166       offset--;
4167     obstack_blank_fast (&scratch_obstack, offset);
4168
4169     /* B<C<char> >, not B<C<char>> */
4170     if (bufp[offset - 1] == '>')
4171       ccat (' ');
4172   }
4173   ccat ('>');
4174   ccat ('\0');
4175   return (char *) obstack_base (&scratch_obstack);
4176 }
4177
4178 static tree
4179 classtype_mangled_name (tree t)
4180 {
4181   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t)
4182       /* Specializations have already had their names set up in
4183          lookup_template_class.  */
4184       && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
4185     {
4186       tree tmpl = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
4187
4188       /* For non-primary templates, the template parameters are
4189          implicit from their surrounding context.  */
4190       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4191         {
4192           tree name = DECL_NAME (tmpl);
4193           char *mangled_name = mangle_class_name_for_template
4194             (IDENTIFIER_POINTER (name),
4195              DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
4196              CLASSTYPE_TI_ARGS (t));
4197           tree id = get_identifier (mangled_name);
4198           IDENTIFIER_TEMPLATE (id) = name;
4199           return id;
4200         }
4201     }
4202
4203   return TYPE_IDENTIFIER (t);
4204 }
4205
4206 static void
4207 add_pending_template (tree d)
4208 {
4209   tree ti = (TYPE_P (d)
4210              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
4211              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
4212   tree pt;
4213   int level;
4214
4215   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
4216     return;
4217
4218   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
4219      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
4220      Compensate.  */
4221   level = !(current_tinst_level && TINST_DECL (current_tinst_level) == d);
4222
4223   if (level)
4224     push_tinst_level (d);
4225
4226   pt = tree_cons (current_tinst_level, d, NULL_TREE);
4227   if (last_pending_template)
4228     TREE_CHAIN (last_pending_template) = pt;
4229   else
4230     pending_templates = pt;
4231
4232   last_pending_template = pt;
4233
4234   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
4235
4236   if (level)
4237     pop_tinst_level ();
4238 }
4239
4240
4241 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
4242    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
4243    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
4244
4245 tree
4246 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
4247 {
4248   tree type;
4249
4250   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
4251     return error_mark_node;
4252
4253   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
4254   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
4255                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
4256
4257   if (BASELINK_P (fns))
4258     {
4259       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
4260                                          unknown_type_node,
4261                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
4262                                          arglist);
4263       return fns;
4264     }
4265
4266   type = TREE_TYPE (fns);
4267   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
4268     type = unknown_type_node;
4269
4270   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
4271 }
4272
4273 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
4274    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
4275    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
4276    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
4277    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
4278    DECL is returned.  */
4279
4280 tree
4281 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
4282 {
4283   return (decl != NULL_TREE
4284           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4285           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
4286           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4287           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
4288     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
4289 }
4290
4291 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
4292    parameters, find the desired type.
4293
4294    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
4295
4296    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
4297    instantiate.
4298
4299    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
4300    the class we are looking up.
4301
4302    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
4303
4304    If the template class is really a local class in a template
4305    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
4306    being instantiated.
4307
4308    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
4309    template-id: the first time from the parser, while creating the
4310    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
4311    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
4312    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
4313    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
4314
4315 tree
4316 lookup_template_class (tree d1,
4317                        tree arglist,
4318                        tree in_decl,
4319                        tree context,
4320                        int entering_scope,
4321                        tsubst_flags_t complain)
4322 {
4323   tree template = NULL_TREE, parmlist;
4324   tree t;
4325
4326   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
4327
4328   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
4329     {
4330       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
4331       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
4332         template = value;
4333       else
4334         {
4335           if (context)
4336             push_decl_namespace (context);
4337           template = lookup_name (d1, /*prefer_type=*/0);
4338           template = maybe_get_template_decl_from_type_decl (template);
4339           if (context)
4340             pop_decl_namespace ();
4341         }
4342       if (template)
4343         context = DECL_CONTEXT (template);
4344     }
4345   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && IS_AGGR_TYPE (TREE_TYPE (d1)))
4346     {
4347       tree type = TREE_TYPE (d1);
4348
4349       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
4350          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
4351       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
4352         type = TREE_TYPE (type);
4353
4354       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4355         {
4356           template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4357           d1 = DECL_NAME (template);
4358         }
4359     }
4360   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
4361            || (TYPE_P (d1) && IS_AGGR_TYPE (d1)))
4362     {
4363       template = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
4364       d1 = DECL_NAME (template);
4365     }
4366   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
4367            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
4368     {
4369       template = d1;
4370       d1 = DECL_NAME (template);
4371       context = DECL_CONTEXT (template);
4372     }
4373
4374   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
4375   if (! template)
4376     {
4377       if (complain & tf_error)
4378         error ("%qT is not a template", d1);
4379       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4380     }
4381
4382   if (TREE_CODE (template) != TEMPLATE_DECL
4383          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
4384             the user.  */
4385       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (template)
4386           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)))
4387     {
4388       if (complain & tf_error)
4389         {
4390           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
4391           if (in_decl)
4392             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
4393         }
4394       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4395     }
4396
4397   complain &= ~tf_user;
4398
4399   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (template))
4400     {
4401       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
4402          template arguments */
4403
4404       tree parm;
4405       tree arglist2;
4406
4407       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (template);
4408
4409       /* Consider an example where a template template parameter declared as
4410
4411            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
4412
4413          The template parameter level of T and U are one level larger than
4414          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
4415          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
4416          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
4417          available when not appearing as default template argument, can be
4418          obtained from `current_template_args ()'.
4419
4420          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
4421          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
4422          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
4423          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
4424
4425       if (current_template_parms)
4426         arglist = add_to_template_args (current_template_args (), arglist);
4427
4428       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, template,
4429                                         complain, /*require_all_args=*/1);
4430       if (arglist2 == error_mark_node
4431           || (!uses_template_parms (arglist2)
4432               && check_instantiated_args (template, arglist2, complain)))
4433         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4434
4435       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (template), arglist2);
4436       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
4437     }
4438   else
4439     {
4440       tree template_type = TREE_TYPE (template);
4441       tree gen_tmpl;
4442       tree type_decl;
4443       tree found = NULL_TREE;
4444       int arg_depth;
4445       int parm_depth;
4446       int is_partial_instantiation;
4447
4448       gen_tmpl = most_general_template (template);
4449       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
4450       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
4451       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4452
4453       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
4454         {
4455           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
4456              For example, given:
4457
4458                template <class T> struct S1 {
4459                  template <class U> struct S2 {};
4460                  template <class U> struct S2<U*> {};
4461                 };
4462
4463              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
4464              TEMPLATE will be `template <class T> template
4465              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
4466              arguments.  */
4467           arglist
4468             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (template)),
4469                                            arglist);
4470           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4471         }
4472
4473       /* Now we should have enough arguments.  */
4474       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
4475
4476       /* From here on, we're only interested in the most general
4477          template.  */
4478       template = gen_tmpl;
4479
4480       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
4481          actually tsubst'd into the definition to create the
4482          instantiation.  */
4483       if (parm_depth > 1)
4484         {
4485           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
4486           int i;
4487           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4488
4489           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
4490
4491           for (i = saved_depth,
4492                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (template);
4493                i > 0 && t != NULL_TREE;
4494                --i, t = TREE_CHAIN (t))
4495             {
4496               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
4497                                               arglist, template,
4498                                               complain, /*require_all_args=*/1);
4499
4500               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
4501               if (a == error_mark_node)
4502                 {
4503                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4504                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4505                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4506                 }
4507
4508               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
4509
4510               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
4511                  that coerce_template_parms will see only the arguments
4512                  corresponding to the template parameters it is
4513                  examining.  */
4514               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4515             }
4516
4517           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4518           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4519
4520           arglist = bound_args;
4521         }
4522       else
4523         arglist
4524           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
4525                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4526                                    template,
4527                                    complain, /*require_all_args=*/1);
4528
4529       if (arglist == error_mark_node)
4530         /* We were unable to bind the arguments.  */
4531         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4532
4533       /* In the scope of a template class, explicit references to the
4534          template class refer to the type of the template, not any
4535          instantiation of it.  For example, in:
4536
4537            template <class T> class C { void f(C<T>); }
4538
4539          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
4540          class, however, such a reference is an instantiation.  */
4541       if (comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
4542                               arglist))
4543         {
4544           found = template_type;
4545
4546           if (!entering_scope && PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4547             {
4548               tree ctx;
4549
4550               for (ctx = current_class_type;
4551                    ctx && TREE_CODE (ctx) != NAMESPACE_DECL;
4552                    ctx = (TYPE_P (ctx)
4553                           ? TYPE_CONTEXT (ctx)
4554                           : DECL_CONTEXT (ctx)))
4555                 if (TYPE_P (ctx) && same_type_p (ctx, template_type))
4556                   goto found_ctx;
4557
4558               /* We're not in the scope of the class, so the
4559                  TEMPLATE_TYPE is not the type we want after all.  */
4560               found = NULL_TREE;
4561             found_ctx:;
4562             }
4563         }
4564       if (found)
4565         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4566
4567       /* If we already have this specialization, return it.  */
4568       found = retrieve_specialization (template, arglist,
4569                                        /*class_specializations_p=*/false);
4570       if (found)
4571         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4572
4573       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
4574          arguments still involve template parameters.  Note that we set
4575          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
4576          well.  */
4577       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
4578
4579       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
4580          failed.  */
4581       if (!is_partial_instantiation
4582           && check_instantiated_args (template,
4583                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4584                                       complain))
4585         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4586
4587       if (!is_partial_instantiation
4588           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)
4589           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (template)) == NAMESPACE_DECL)
4590         {
4591           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (template),
4592                                       DECL_NAME (template),
4593                                       /*tag_scope=*/ts_global);
4594           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4595         }
4596
4597       context = tsubst (DECL_CONTEXT (template), arglist,
4598                         complain, in_decl);
4599       if (!context)
4600         context = global_namespace;
4601
4602       /* Create the type.  */
4603       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
4604         {
4605           if (!is_partial_instantiation)
4606             {
4607               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
4608               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type));
4609             }
4610           else
4611             /* We don't want to call start_enum for this type, since
4612                the values for the enumeration constants may involve
4613                template parameters.  And, no one should be interested
4614                in the enumeration constants for such a type.  */
4615             t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
4616         }
4617       else
4618         {
4619           t = make_aggr_type (TREE_CODE (template_type));
4620           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
4621             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
4622           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
4623           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
4624
4625           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
4626           if (context == current_function_decl)
4627             pushtag (DECL_NAME (template), t, /*tag_scope=*/ts_current);
4628         }
4629
4630       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
4631          will already be set up.  */
4632       if (!TYPE_NAME (t))
4633         {
4634           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
4635
4636           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (template), t);
4637           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
4638           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
4639           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
4640             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4641         }
4642       else
4643         type_decl = TYPE_NAME (t);
4644
4645       TREE_PRIVATE (type_decl)
4646         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4647       TREE_PROTECTED (type_decl)
4648         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4649       DECL_IN_SYSTEM_HEADER (type_decl)
4650         = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (template);
4651       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
4652         {
4653           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
4654           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
4655         }
4656
4657       /* Set up the template information.  We have to figure out which
4658          template is the immediate parent if this is a full
4659          instantiation.  */
4660       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
4661           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4662         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
4663         found = template;
4664       else
4665         {
4666           /* This is a full instantiation of a member template.  Look
4667              for a partial instantiation of which this is an instance.  */
4668
4669           for (found = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template);
4670                found; found = TREE_CHAIN (found))
4671             {
4672               int success;
4673               tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (found));
4674
4675               /* We only want partial instantiations, here, not
4676                  specializations or full instantiations.  */
4677               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_VALUE (found))
4678                   || !uses_template_parms (TREE_VALUE (found)))
4679                 continue;
4680
4681               /* Temporarily reduce by one the number of levels in the
4682                  ARGLIST and in FOUND so as to avoid comparing the
4683                  last set of arguments.  */
4684               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4685               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found)) --;
4686
4687               /* See if the arguments match.  If they do, then TMPL is
4688                  the partial instantiation we want.  */
4689               success = comp_template_args (TREE_PURPOSE (found), arglist);
4690
4691               /* Restore the argument vectors to their full size.  */
4692               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4693               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found))++;
4694
4695               if (success)
4696                 {
4697                   found = tmpl;
4698                   break;
4699                 }
4700             }
4701
4702           if (!found)
4703             {
4704               /* There was no partial instantiation. This happens
4705                  where C<T> is a member template of A<T> and it's used
4706                  in something like
4707
4708                   template <typename T> struct B { A<T>::C<int> m; };
4709                   B<float>;
4710
4711                  Create the partial instantiation.
4712                */
4713               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4714               found = tsubst (template, arglist, complain, NULL_TREE);
4715               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4716             }
4717         }
4718
4719       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));
4720       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template)
4721         = tree_cons (arglist, t,
4722                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template));
4723
4724       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE
4725           && !is_partial_instantiation)
4726         /* Now that the type has been registered on the instantiations
4727            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
4728            constants may involve the enumeration type itself, we make
4729            sure to register the type first, and then create the
4730            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
4731            constants won't result in recursive calls here; we'll find
4732            the instantiation and exit above.  */
4733         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
4734
4735       /* Reset the name of the type, now that CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO
4736          is set up.  */
4737       if (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE)
4738         DECL_NAME (type_decl) = classtype_mangled_name (t);
4739       if (is_partial_instantiation)
4740         /* If the type makes use of template parameters, the
4741            code that generates debugging information will crash.  */
4742         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
4743
4744       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
4745     }
4746   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
4747 }
4748 \f
4749 struct pair_fn_data
4750 {
4751   tree_fn_t fn;
4752   void *data;
4753   struct pointer_set_t *visited;
4754 };
4755
4756 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
4757
4758 static tree
4759 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
4760 {
4761   tree t = *tp;
4762   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
4763   tree_fn_t fn = pfd->fn;
4764   void *data = pfd->data;
4765
4766   if (TYPE_P (t)
4767       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited))
4768     return error_mark_node;
4769
4770   switch (TREE_CODE (t))
4771     {
4772     case RECORD_TYPE:
4773       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
4774         break;
4775       /* Fall through.  */
4776
4777     case UNION_TYPE:
4778     case ENUMERAL_TYPE:
4779       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
4780         *walk_subtrees = 0;
4781       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
4782                                        fn, data, pfd->visited))
4783         return error_mark_node;
4784       break;
4785
4786     case METHOD_TYPE:
4787       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
4788          explicitly here.  */
4789       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
4790                                   pfd->visited))
4791         return error_mark_node;
4792       /* Fall through.  */
4793
4794     case FUNCTION_TYPE:
4795       /* Check the return type.  */
4796       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4797         return error_mark_node;
4798
4799       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
4800          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
4801          contain expressions that involve template parameters.  But,
4802          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
4803          instantiated, they don't contain template parameters, so
4804          there's no point in looking at them then, either.  */
4805       {
4806         tree parm;
4807
4808         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
4809           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
4810                                       pfd->visited))
4811             return error_mark_node;
4812
4813         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
4814            want walk_tree walking into them itself.  */
4815         *walk_subtrees = 0;
4816       }
4817       break;
4818
4819     case TYPEOF_TYPE:
4820       if (for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
4821                                   pfd->visited))
4822         return error_mark_node;
4823       break;
4824
4825     case FUNCTION_DECL:
4826     case VAR_DECL:
4827       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
4828           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
4829                                      pfd->visited))
4830         return error_mark_node;
4831       /* Fall through.  */
4832
4833     case PARM_DECL:
4834     case CONST_DECL:
4835       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
4836           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
4837                                      pfd->visited))
4838         return error_mark_node;
4839       if (DECL_CONTEXT (t)
4840           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
4841                                      pfd->visited))
4842         return error_mark_node;
4843       break;
4844
4845     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4846       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
4847       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited))
4848         return error_mark_node;
4849       /* Fall through.  */
4850
4851     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4852     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
4853     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
4854       if (fn && (*fn)(t, data))
4855         return error_mark_node;
4856       else if (!fn)
4857         return error_mark_node;
4858       break;
4859
4860     case TEMPLATE_DECL:
4861       /* A template template parameter is encountered.  */
4862       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
4863           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4864         return error_mark_node;
4865
4866       /* Already substituted template template parameter */
4867       *walk_subtrees = 0;
4868       break;
4869
4870     case TYPENAME_TYPE:
4871       if (!fn
4872           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
4873                                      data, pfd->visited))
4874         return error_mark_node;
4875       break;
4876
4877     case CONSTRUCTOR:
4878       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
4879           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
4880                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
4881                                      pfd->visited))
4882         return error_mark_node;
4883       break;
4884
4885     case INDIRECT_REF:
4886     case COMPONENT_REF:
4887       /* If there's no type, then this thing must be some expression
4888          involving template parameters.  */
4889       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
4890         return error_mark_node;
4891       break;
4892
4893     case MODOP_EXPR:
4894     case CAST_EXPR:
4895     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
4896     case CONST_CAST_EXPR:
4897     case STATIC_CAST_EXPR:
4898     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
4899     case ARROW_EXPR:
4900     case DOTSTAR_EXPR:
4901     case TYPEID_EXPR:
4902     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
4903       if (!fn)
4904         return error_mark_node;
4905       break;
4906
4907     case BASELINK:
4908       /* If we do not handle this case specially, we end up walking
4909          the BINFO hierarchy, which is circular, and therefore
4910          confuses walk_tree.  */
4911       *walk_subtrees = 0;
4912       if (for_each_template_parm (BASELINK_FUNCTIONS (*tp), fn, data,
4913                                   pfd->visited))
4914         return error_mark_node;
4915       break;
4916
4917     default:
4918       break;
4919     }
4920
4921   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
4922   return NULL_TREE;
4923 }
4924
4925 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
4926    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
4927    call FN with the parameter and the DATA.
4928    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
4929    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
4930    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
4931    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
4932    considered to be the function which always returns 1.  */
4933
4934 static int
4935 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
4936                         struct pointer_set_t *visited)
4937 {
4938   struct pair_fn_data pfd;
4939   int result;
4940
4941   /* Set up.  */
4942   pfd.fn = fn;
4943   pfd.data = data;
4944
4945   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
4946      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
4947      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
4948      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
4949      visited list.)  */
4950   if (visited)
4951     pfd.visited = visited;
4952   else
4953     pfd.visited = pointer_set_create ();
4954   result = walk_tree (&t,
4955                       for_each_template_parm_r,
4956                       &pfd,
4957                       pfd.visited) != NULL_TREE;
4958
4959   /* Clean up.  */
4960   if (!visited)
4961     {
4962       pointer_set_destroy (pfd.visited);
4963       pfd.visited = 0;
4964     }
4965
4966   return result;
4967 }
4968
4969 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
4970
4971 int
4972 uses_template_parms (tree t)
4973 {
4974   bool dependent_p;
4975   int saved_processing_template_decl;
4976
4977   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4978   if (!saved_processing_template_decl)
4979     processing_template_decl = 1;
4980   if (TYPE_P (t))
4981     dependent_p = dependent_type_p (t);
4982   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
4983     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
4984   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
4985     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
4986                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
4987   else if (DECL_P (t)
4988            || EXPR_P (t)
4989            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4990            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
4991            || TREE_CODE (t) == BASELINK
4992            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
4993            || CONSTANT_CLASS_P (t))
4994     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
4995                    || value_dependent_expression_p (t));
4996   else
4997     {
4998       gcc_assert (t == error_mark_node);
4999       dependent_p = false;
5000     }
5001
5002   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
5003
5004   return dependent_p;
5005 }
5006
5007 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
5008
5009 int
5010 uses_template_parms_level (tree t, int level)
5011 {
5012   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL);
5013 }
5014
5015 static int tinst_depth;
5016 extern int max_tinst_depth;
5017 #ifdef GATHER_STATISTICS
5018 int depth_reached;
5019 #endif
5020 static int tinst_level_tick;
5021 static int last_template_error_tick;
5022
5023 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
5024    for diagnostics and to restore it later.  */
5025
5026 int
5027 push_tinst_level (tree d)
5028 {
5029   tree new;
5030
5031   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
5032     {
5033       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
5034          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
5035          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
5036       if (uses_template_parms (d))
5037         return 0;
5038
5039       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
5040       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
5041              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
5042              max_tinst_depth, d);
5043
5044       print_instantiation_context ();
5045
5046       return 0;
5047     }
5048
5049   new = make_node (TINST_LEVEL);
5050   TINST_DECL (new) = d;
5051   TINST_LOCATION (new) = input_location;
5052   TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (new) = in_system_header;
5053   TREE_CHAIN (new) = current_tinst_level;
5054   current_tinst_level = new;
5055
5056   ++tinst_depth;
5057 #ifdef GATHER_STATISTICS
5058   if (tinst_depth > depth_reached)
5059     depth_reached = tinst_depth;
5060 #endif
5061
5062   ++tinst_level_tick;
5063   return 1;
5064 }
5065
5066 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
5067    context.  */
5068
5069 void
5070 pop_tinst_level (void)
5071 {
5072   tree old = current_tinst_level;
5073
5074   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
5075      this instantiation.  */
5076   input_location = TINST_LOCATION (old);
5077   in_system_header = TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (old);
5078   current_tinst_level = TREE_CHAIN (old);
5079   --tinst_depth;
5080   ++tinst_level_tick;
5081 }
5082
5083 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
5084    instantiation context in which the instantiation was requested, which
5085    is one step out from LEVEL.  */
5086
5087 static void
5088 reopen_tinst_level (tree level)
5089 {
5090   tree t;
5091
5092   tinst_depth = 0;
5093   for (t = level; t; t = TREE_CHAIN (t))
5094     ++tinst_depth;
5095
5096   current_tinst_level = level;
5097   pop_tinst_level ();
5098 }
5099
5100 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
5101    vector of template arguments, as for tsubst.
5102
5103    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
5104
5105 static tree
5106 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
5107 {
5108   tree new_friend;
5109
5110   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
5111       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
5112       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
5113     /* This was a friend declared with an explicit template
5114        argument list, e.g.:
5115
5116        friend void f<>(T);
5117
5118        to indicate that f was a template instantiation, not a new
5119        function declaration.  Now, we have to figure out what
5120        instantiation of what template.  */
5121     {
5122       tree template_id, arglist, fns;
5123       tree new_args;
5124       tree tmpl;
5125       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
5126
5127       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
5128          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
5129          current cless with same name.  */
5130       push_nested_namespace (ns);
5131       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
5132                          tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5133       pop_nested_namespace (ns);
5134       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
5135                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5136       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
5137
5138       new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5139       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
5140                                        &new_args,
5141                                        /*need_member_template=*/0,
5142                                        TREE_VEC_LENGTH (args));
5143       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
5144     }
5145
5146   new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5147
5148   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
5149      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
5150      the language.  For example, we might have had:
5151
5152      template <class T> struct S {
5153        template <class U> friend void f(T, U);
5154      };
5155
5156      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
5157      instantiation of anything.  */
5158   if (new_friend == error_mark_node)
5159     return error_mark_node;
5160
5161   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
5162   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
5163     {
5164       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
5165       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
5166         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
5167     }
5168
5169   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
5170      is not a template instantiation and should not be mangled like
5171      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
5172      later if we need it.  */
5173   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
5174     {
5175       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
5176       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
5177     }
5178
5179   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
5180     {
5181       tree old_decl;
5182       tree new_friend_template_info;
5183       tree new_friend_result_template_info;
5184       tree ns;
5185       int  new_friend_is_defn;
5186
5187       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
5188          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
5189          possible.  */
5190       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
5191       new_friend_is_defn =
5192             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
5193                            (template_for_substitution (new_friend)))
5194              != NULL_TREE);
5195       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
5196         {
5197           /* This declaration is a `primary' template.  */
5198           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
5199
5200           new_friend_result_template_info
5201             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
5202         }
5203       else
5204         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
5205
5206       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
5207          current namespace. However, the friend function should go
5208          into the namespace of the template.  */
5209       ns = decl_namespace_context (new_friend);
5210       push_nested_namespace (ns);
5211       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
5212       pop_nested_namespace (ns);
5213
5214       if (old_decl != new_friend)
5215         {
5216           /* This new friend declaration matched an existing
5217              declaration.  For example, given:
5218
5219                template <class T> void f(T);
5220                template <class U> class C {
5221                  template <class T> friend void f(T) {}
5222                };
5223
5224              the friend declaration actually provides the definition
5225              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
5226              old_decl will be the out-of-class template declaration,
5227              while new_friend is the in-class definition.
5228
5229              But, if `f' was called before this point, the
5230              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
5231              to `T' but not to `U', references to which might appear
5232              in the definition of `f'.  Previously, the most general
5233              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
5234              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
5235              run through all specialization of `f', adding to their
5236              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
5237              new set of outer arguments, corresponding to the
5238              arguments for this class instantiation.
5239
5240              The same situation can arise with something like this:
5241
5242                friend void f(int);
5243                template <class T> class C {
5244                  friend void f(T) {}
5245                };
5246
5247              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
5248              in the class.  */
5249
5250           if (!new_friend_is_defn)
5251             /* On the other hand, if the in-class declaration does
5252                *not* provide a definition, then we don't want to alter
5253                existing definitions.  We can just leave everything
5254                alone.  */
5255             ;
5256           else
5257             {
5258               /* Overwrite whatever template info was there before, if
5259                  any, with the new template information pertaining to
5260                  the declaration.  */
5261               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
5262
5263               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
5264                 reregister_specialization (new_friend,
5265                                            most_general_template (old_decl),
5266                                            old_decl);
5267               else
5268                 {
5269                   tree t;
5270                   tree new_friend_args;
5271
5272                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
5273                     = new_friend_result_template_info;
5274
5275                   new_friend_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
5276                   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl);
5277                        t != NULL_TREE;
5278                        t = TREE_CHAIN (t))
5279                     {
5280                       tree spec = TREE_VALUE (t);
5281
5282                       DECL_TI_ARGS (spec)
5283                         = add_outermost_template_args (new_friend_args,
5284                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
5285                     }
5286
5287                   /* Now, since specializations are always supposed to
5288                      hang off of the most general template, we must move
5289                      them.  */
5290                   t = most_general_template (old_decl);
5291                   if (t != old_decl)
5292                     {
5293                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t)
5294                         = chainon (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t),
5295                                    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl));
5296                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
5297                     }
5298                 }
5299             }
5300
5301           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
5302              by duplicate_decls.  */
5303           new_friend = old_decl;
5304         }
5305     }
5306   else
5307     {
5308       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
5309       bool dependent_p;
5310
5311       /* In the code
5312            template <class T> class C {
5313              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
5314              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
5315            };
5316          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
5317          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
5318          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
5319          this isn't true for case 2.  */
5320       ++processing_template_decl;
5321       dependent_p = dependent_type_p (context);
5322       --processing_template_decl;
5323
5324       if (!dependent_p
5325           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
5326         return error_mark_node;
5327
5328       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
5329         {
5330           /* Check to see that the declaration is really present, and,
5331              possibly obtain an improved declaration.  */
5332           tree fn = check_classfn (context,
5333                                    new_friend, NULL_TREE);
5334
5335           if (fn)
5336             new_friend = fn;
5337         }
5338     }
5339
5340   return new_friend;
5341 }
5342
5343 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
5344    template arguments, as for tsubst.
5345
5346    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
5347    failure.  */
5348
5349 static tree
5350 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
5351 {
5352   tree friend_type;
5353   tree tmpl;
5354   tree context;
5355
5356   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
5357
5358   if (context)
5359     {
5360       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5361         push_nested_namespace (context);
5362       else
5363         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
5364     }
5365
5366   /* First, we look for a class template.  */
5367   tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/0);
5368
5369   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
5370      situation like this:
5371
5372        template <class T>
5373        struct S {
5374          template <class U>
5375          friend struct S;
5376        };
5377
5378      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
5379      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
5380   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5381     {
5382       tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/1);
5383       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
5384     }
5385
5386   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5387     {
5388       /* The friend template has already been declared.  Just
5389          check to see that the declarations match, and install any new
5390          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
5391          of course.  We only need the innermost template parameters
5392          because that is all that redeclare_class_template will look
5393          at.  */
5394       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
5395           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
5396         {
5397           tree parms;
5398           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
5399                                          args, tf_error | tf_warning);
5400           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
5401         }
5402
5403       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
5404     }
5405   else
5406     {
5407       /* The friend template has not already been declared.  In this
5408          case, the instantiation of the template class will cause the
5409          injection of this template into the global scope.  */
5410       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5411
5412       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
5413          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
5414          the new type because that is supposed to be the corresponding
5415          template decl, i.e., TMPL.  */
5416       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
5417       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
5418       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
5419       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
5420         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
5421
5422       /* Inject this template into the global scope.  */
5423       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
5424     }
5425
5426   if (context)
5427     {
5428       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5429         pop_nested_namespace (context);
5430       else
5431         pop_nested_class ();
5432     }
5433
5434   return friend_type;
5435 }
5436
5437 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
5438    Otherwise returns one.  */
5439
5440 static int
5441 can_complete_type_without_circularity (tree type)
5442 {
5443   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
5444     return 0;
5445   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
5446     return 1;
5447   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
5448     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
5449   else if (CLASS_TYPE_P (type)
5450            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
5451     return 0;
5452   else
5453     return 1;
5454 }
5455
5456 tree
5457 instantiate_class_template (tree type)
5458 {
5459   tree template, args, pattern, t, member;
5460   tree typedecl;
5461   tree pbinfo;
5462   tree base_list;
5463
5464   if (type == error_mark_node)
5465     return error_mark_node;
5466
5467   if (TYPE_BEING_DEFINED (type)
5468       || COMPLETE_TYPE_P (type)
5469       || dependent_type_p (type))
5470     return type;
5471
5472   /* Figure out which template is being instantiated.  */
5473   template = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
5474   gcc_assert (TREE_CODE (template) == TEMPLATE_DECL);
5475
5476   /* Figure out which arguments are being used to do the
5477      instantiation.  */
5478   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
5479
5480   /* Determine what specialization of the original template to
5481      instantiate.  */
5482   t = most_specialized_class (template, args);
5483   if (t == error_mark_node)
5484     {
5485       const char *str = "candidates are:";
5486       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
5487       for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (template); t;
5488            t = TREE_CHAIN (t))
5489         {
5490           if (get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args))
5491             {
5492               error ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
5493               str = "               ";
5494             }
5495         }
5496       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5497       return error_mark_node;
5498     }
5499
5500   if (t)
5501     pattern = TREE_TYPE (t);
5502   else
5503     pattern = TREE_TYPE (template);
5504
5505   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
5506      there's nothing we can do.  */
5507   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
5508     return type;
5509
5510   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
5511   if (! push_tinst_level (type))
5512     return type;
5513
5514   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
5515      the process of being defined.  */
5516   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5517
5518   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
5519      it now.  */
5520   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
5521
5522   push_to_top_level ();
5523
5524   if (t)
5525     {
5526       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
5527          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
5528          the arguments appropriate for substitution.  For example,
5529          given:
5530
5531            template <class T> struct S {};
5532            template <class T> struct S<T*> {};
5533
5534          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
5535          present be {int*} but we need {int}.  */
5536       tree inner_args
5537         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t),
5538                               args);
5539
5540       /* If there were multiple levels in ARGS, replacing the
5541          innermost level would alter CLASSTYPE_TI_ARGS, which we don't
5542          want, so we make a copy first.  */
5543       if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
5544         {
5545           args = copy_node (args);
5546           SET_TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args), inner_args);
5547         }
5548       else
5549         args = inner_args;
5550     }
5551
5552   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
5553
5554   /* Set the input location to the template definition. This is needed
5555      if tsubsting causes an error.  */
5556   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (type);
5557   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5558   in_system_header = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (typedecl);
5559
5560   TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (pattern);
5561   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
5562   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
5563   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
5564   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
5565   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
5566   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
5567   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
5568   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
5569   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
5570   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
5571   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
5572   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
5573   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
5574   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
5575     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
5576   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
5577     {
5578       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
5579       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
5580     }
5581
5582   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
5583
5584   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
5585      class; we need to look up the nested class by name before we can
5586      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
5587      class.  */
5588   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
5589               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
5590               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
5591
5592   base_list = NULL_TREE;
5593   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
5594     {
5595       tree pbase_binfo;
5596       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
5597       tree pushed_scope;
5598       int i;
5599
5600       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
5601          the accessibility of types named in dependent bases are
5602          looked up from.  */
5603       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
5604
5605       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
5606          basetypes.  */
5607       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
5608         {
5609           tree base;
5610           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
5611
5612           /* Substitute to figure out the base class.  */
5613           base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, NULL_TREE);
5614           if (base == error_mark_node)
5615             continue;
5616
5617           base_list = tree_cons (access, base, base_list);
5618           if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
5619             TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
5620         }
5621
5622       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
5623       base_list = nreverse (base_list);
5624
5625       if (pushed_scope)
5626         pop_scope (pushed_scope);
5627     }
5628   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
5629      information.  */
5630   xref_basetypes (type, base_list);
5631
5632
5633   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
5634      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
5635      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
5636      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
5637      class.  */
5638   pushclass (type);
5639
5640   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
5641   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
5642        member; member = TREE_CHAIN (member))
5643     {
5644       tree t = TREE_VALUE (member);
5645
5646       if (TREE_PURPOSE (member))
5647         {
5648           if (TYPE_P (t))
5649             {
5650               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
5651
5652               tree tag = t;
5653               tree name = TYPE_IDENTIFIER (tag);
5654               tree newtag;
5655               bool class_template_p;
5656
5657               class_template_p = (TREE_CODE (tag) != ENUMERAL_TYPE
5658                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (tag)
5659                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (tag));
5660               /* If the member is a class template, then -- even after
5661                  substitution -- there may be dependent types in the
5662                  template argument list for the class.  We increment
5663                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
5664                  that function will assume that no types are dependent
5665                  when outside of a template.  */
5666               if (class_template_p)
5667                 ++processing_template_decl;
5668               newtag = tsubst (tag, args, tf_error, NULL_TREE);
5669               if (class_template_p)
5670                 --processing_template_decl;
5671               if (newtag == error_mark_node)
5672                 continue;
5673
5674               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
5675                 {
5676                   if (class_template_p)
5677                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
5678                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
5679                        instantiation (i.e., for the type of a member
5680                        template class nested within a template class.)
5681                        This behavior is required for
5682                        maybe_process_partial_specialization to work
5683                        correctly, but is not accurate in this case;
5684                        the TAG is not an instantiation of anything.
5685                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
5686                        instantiation, but the TYPE is not.) */
5687                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
5688
5689                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
5690                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
5691                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
5692                      this for enums because it will already have been done in
5693                      tsubst_enum.  */
5694                   if (name)
5695                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
5696                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
5697                 }
5698             }
5699           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5700                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
5701             {
5702               /* Build new TYPE_METHODS.  */
5703               tree r;
5704
5705               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5706                 ++processing_template_decl;
5707               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5708               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5709                 --processing_template_decl;
5710               set_current_access_from_decl (r);
5711               grok_special_member_properties (r);
5712               finish_member_declaration (r);
5713             }
5714           else
5715             {
5716               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
5717
5718               if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
5719                 {
5720                   tree r;
5721
5722                   /* The the file and line for this declaration, to
5723                      assist in error message reporting.  Since we
5724                      called push_tinst_level above, we don't need to
5725                      restore these.  */
5726                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5727
5728                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5729                     ++processing_template_decl;
5730                   r = tsubst (t, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5731                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5732                     --processing_template_decl;
5733                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
5734                     {
5735                       /* In [temp.inst]:
5736
5737                            [t]he initialization (and any associated
5738                            side-effects) of a static data member does
5739                            not occur unless the static data member is
5740                            itself used in a way that requires the
5741                            definition of the static data member to
5742                            exist.  
5743
5744                          Therefore, we do not substitute into the
5745                          initialized for the static data member here.  */
5746                       finish_static_data_member_decl 
5747                         (r, 
5748                          /*init=*/NULL_TREE, 
5749                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE, 
5750                          /*flags=*/0);
5751                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5752                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
5753                     }
5754                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
5755                     {
5756                       /* Determine whether R has a valid type and can be
5757                          completed later.  If R is invalid, then it is
5758                          replaced by error_mark_node so that it will not be
5759                          added to TYPE_FIELDS.  */
5760                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
5761                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
5762                         complete_type (rtype);
5763
5764                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
5765                         {
5766                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
5767                           r = error_mark_node;
5768                         }
5769                     }
5770
5771                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
5772                      such a thing will already have been added to the field
5773                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
5774                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
5775                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
5776                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
5777                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
5778                     {
5779                       set_current_access_from_decl (r);
5780                       finish_member_declaration (r);
5781                     }
5782                 }
5783             }
5784         }
5785       else
5786         {
5787           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
5788             {
5789               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
5790
5791               tree friend_type = t;
5792               bool adjust_processing_template_decl = false;
5793
5794               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5795                 {
5796                   /* template <class T> friend class C;  */
5797                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
5798                   adjust_processing_template_decl = true;
5799                 }
5800               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5801                 {
5802                   /* template <class T> friend class C::D;  */
5803                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5804                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5805                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5806                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
5807                   adjust_processing_template_decl = true;
5808                 }
5809               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
5810                 {
5811                   /* This could be either
5812
5813                        friend class T::C;
5814
5815                      when dependent_type_p is false or
5816
5817                        template <class U> friend class T::C;
5818
5819                      otherwise.  */
5820                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5821                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5822                   /* Bump processing_template_decl for correct
5823                      dependent_type_p calculation.  */
5824                   ++processing_template_decl;
5825                   if (dependent_type_p (friend_type))
5826                     adjust_processing_template_decl = true;
5827                   --processing_template_decl;
5828                 }
5829               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
5830                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
5831                 {
5832                   /* friend class C;
5833
5834                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
5835                      from namespace scope directly, bypassing any name that
5836                      come from dependent base class.  */
5837                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
5838
5839                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
5840                      classes.  */
5841                   push_nested_namespace (ns);
5842                   friend_type =
5843                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
5844                                         /*tag_scope=*/ts_current);
5845                   pop_nested_namespace (ns);
5846                 }
5847               else if (uses_template_parms (friend_type))
5848                 /* friend class C<T>;  */
5849                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
5850                                       tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5851               /* Otherwise it's
5852
5853                    friend class C;
5854
5855                  where C is already declared or
5856
5857                    friend class C<int>;
5858
5859                  We don't have to do anything in these cases.  */
5860
5861               if (adjust_processing_template_decl)
5862                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
5863                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
5864                    important that we use make_friend_class since it will
5865                    perform some error-checking and output cross-reference
5866                    information.  */
5867                 ++processing_template_decl;
5868
5869               if (friend_type != error_mark_node)
5870                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
5871
5872               if (adjust_processing_template_decl)
5873                 --processing_template_decl;
5874             }
5875           else
5876             {
5877               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
5878               tree r;
5879
5880               /* The the file and line for this declaration, to
5881                  assist in error message reporting.  Since we
5882                  called push_tinst_level above, we don't need to
5883                  restore these.  */
5884               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5885
5886               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5887                 {
5888                   ++processing_template_decl;
5889                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
5890                 }
5891
5892               r = tsubst_friend_function (t, args);
5893               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
5894               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5895                 {
5896                   pop_deferring_access_checks ();
5897                   --processing_template_decl;
5898                 }
5899             }
5900         }
5901     }
5902
5903   /* Set the file and line number information to whatever is given for
5904      the class itself.  This puts error messages involving generated
5905      implicit functions at a predictable point, and the same point
5906      that would be used for non-template classes.  */
5907   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5908
5909   unreverse_member_declarations (type);
5910   finish_struct_1 (type);
5911   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
5912
5913   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
5914      any member functions.  We don't do this earlier because the
5915      default arguments may reference members of the class.  */
5916   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
5917     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
5918       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5919           /* Implicitly generated member functions will not have template
5920              information; they are not instantiations, but instead are
5921              created "fresh" for each instantiation.  */
5922           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
5923         tsubst_default_arguments (t);
5924
5925   popclass ();
5926   pop_from_top_level ();
5927   pop_deferring_access_checks ();
5928   pop_tinst_level ();
5929
5930   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
5931      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
5932      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
5933      the keyed_classes list.  */
5934   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
5935     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
5936
5937   return type;
5938 }
5939
5940 static tree
5941 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5942 {
5943   tree r;
5944
5945   if (!t)
5946     r = t;
5947   else if (TYPE_P (t))
5948     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
5949   else
5950     {
5951       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl);
5952       r = fold_non_dependent_expr (r);
5953     }
5954   return r;
5955 }
5956
5957 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
5958
5959 static tree
5960 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5961 {
5962   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
5963   int need_new = 0, i;
5964   tree *elts = alloca (len * sizeof (tree));
5965
5966   for (i = 0; i < len; i++)
5967     {
5968       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
5969       tree new_arg;
5970
5971       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
5972         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
5973       else
5974         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
5975
5976       if (new_arg == error_mark_node)
5977         return error_mark_node;
5978
5979       elts[i] = new_arg;
5980       if (new_arg != orig_arg)
5981         need_new = 1;
5982     }
5983
5984   if (!need_new)
5985     return t;
5986
5987   t = make_tree_vec (len);
5988   for (i = 0; i < len; i++)
5989     TREE_VEC_ELT (t, i) = elts[i];
5990
5991   return t;
5992 }
5993
5994 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
5995    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
5996    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
5997    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
5998    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
5999    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
6000
6001 static tree
6002 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
6003 {
6004   tree r = NULL_TREE;
6005   tree* new_parms;
6006
6007   for (new_parms = &r;
6008        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6009        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
6010          parms = TREE_CHAIN (parms))
6011     {
6012       tree new_vec =
6013         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
6014       int i;
6015
6016       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
6017         {
6018           tree tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
6019           tree default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
6020           tree parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
6021
6022           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
6023           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
6024               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
6025             parm_decl = error_mark_node;
6026           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
6027                                                complain, NULL_TREE);
6028
6029           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
6030           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
6031         }
6032
6033       *new_parms =
6034         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
6035                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
6036                    new_vec, NULL_TREE);
6037     }
6038
6039   return r;
6040 }
6041
6042 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
6043    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
6044    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
6045    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
6046    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
6047
6048 static tree
6049 tsubst_aggr_type (tree t,
6050                   tree args,
6051                   tsubst_flags_t complain,
6052                   tree in_decl,
6053                   int entering_scope)
6054 {
6055   if (t == NULL_TREE)
6056     return NULL_TREE;
6057
6058   switch (TREE_CODE (t))
6059     {
6060     case RECORD_TYPE:
6061       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6062         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6063
6064       /* Else fall through.  */
6065     case ENUMERAL_TYPE:
6066     case UNION_TYPE:
6067       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6068         {
6069           tree argvec;
6070           tree context;
6071           tree r;
6072           bool saved_skip_evaluation;
6073
6074           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
6075           saved_skip_evaluation = skip_evaluation;
6076           skip_evaluation = false;
6077
6078           /* First, determine the context for the type we are looking
6079              up.  */
6080           context = TYPE_CONTEXT (t);
6081           if (context)
6082             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
6083                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6084
6085           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
6086              type we are trying to find.  For example, given:
6087
6088                template <class T> struct S;
6089                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
6090
6091              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
6092              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
6093              S we only want {double}.  */
6094           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
6095                                          complain, in_decl);
6096           if (argvec == error_mark_node)
6097             r = error_mark_node;
6098           else
6099             {
6100               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
6101                                          entering_scope, complain);
6102               r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
6103             }
6104           
6105           skip_evaluation = saved_skip_evaluation;
6106
6107           return r;
6108         }
6109       else
6110         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
6111         return t;
6112
6113     default:
6114       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
6115     }
6116 }
6117
6118 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
6119    FN), which has the indicated TYPE.  */
6120
6121 tree
6122 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
6123 {
6124   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
6125   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
6126
6127   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
6128      default argument here, not in tsubst.  In the case of
6129      something like:
6130
6131        template <class T>
6132        struct S {
6133          static T t();
6134          void f(T = t());
6135        };
6136
6137      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
6138      rather than in the current class.  */
6139   push_access_scope (fn);
6140   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
6141   if (cfun)
6142     {
6143       saved_class_ptr = current_class_ptr;
6144       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
6145       saved_class_ref = current_class_ref;
6146       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
6147     }
6148
6149   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
6150   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
6151                      tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
6152   pop_deferring_access_checks();
6153
6154   /* Restore the "this" pointer.  */
6155   if (cfun)
6156     {
6157       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
6158       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
6159     }
6160
6161   pop_access_scope (fn);
6162
6163   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
6164   arg = check_default_argument (type, arg);
6165
6166   return arg;
6167 }
6168
6169 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
6170
6171 static void
6172 tsubst_default_arguments (tree fn)
6173 {
6174   tree arg;
6175   tree tmpl_args;
6176
6177   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
6178
6179   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
6180      its default arguments.  */
6181   if (uses_template_parms (tmpl_args))
6182     return;
6183
6184   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
6185        arg;
6186        arg = TREE_CHAIN (arg))
6187     if (TREE_PURPOSE (arg))
6188       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
6189                                                     TREE_VALUE (arg),
6190                                                     TREE_PURPOSE (arg));
6191 }
6192
6193 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
6194    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
6195    control of COMPLAIN.  */
6196
6197 static tree
6198 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
6199 {
6200   location_t saved_loc;
6201   tree r = NULL_TREE;
6202   tree in_decl = t;
6203
6204   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
6205   saved_loc = input_location;
6206   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6207
6208   switch (TREE_CODE (t))
6209     {
6210     case TEMPLATE_DECL:
6211       {
6212         /* We can get here when processing a member function template,
6213            member class template, and template template parameter of
6214            a template class.  */
6215         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
6216         tree spec;
6217         tree tmpl_args;
6218         tree full_args;
6219
6220         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
6221           {
6222             /* Template template parameter is treated here.  */
6223             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6224             if (new_type == error_mark_node)
6225               return error_mark_node;
6226
6227             r = copy_decl (t);
6228             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6229             TREE_TYPE (r) = new_type;
6230             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
6231               = build_decl (TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
6232             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6233               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6234                                        complain);
6235             TYPE_NAME (new_type) = r;
6236             break;
6237           }
6238
6239         /* We might already have an instance of this template.
6240            The ARGS are for the surrounding class type, so the
6241            full args contain the tsubst'd args for the context,
6242            plus the innermost args from the template decl.  */
6243         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
6244           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
6245           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
6246         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
6247                                           complain, in_decl);
6248         if (full_args == error_mark_node)
6249           return error_mark_node;
6250
6251         /* tsubst_template_args doesn't copy the vector if
6252            nothing changed.  But, *something* should have
6253            changed.  */
6254         gcc_assert (full_args != tmpl_args);
6255
6256         spec = retrieve_specialization (t, full_args,
6257                                         /*class_specializations_p=*/true);
6258         if (spec != NULL_TREE)
6259           {
6260             r = spec;
6261             break;
6262           }
6263
6264         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
6265            original, but will record the current template arguments.
6266            We also create a new function declaration, which is just
6267            like the old one, but points to this new template, rather
6268            than the old one.  */
6269         r = copy_decl (t);
6270         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
6271         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6272
6273         DECL_CONTEXT (r)
6274           = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6275                               complain, in_decl,
6276                               /*entering_scope=*/1);
6277         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
6278
6279         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
6280           {
6281             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6282             if (new_type == error_mark_node)
6283               return error_mark_node;
6284
6285             TREE_TYPE (r) = new_type;
6286             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
6287             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
6288             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
6289           }
6290         else
6291           {
6292             tree new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
6293             if (new_decl == error_mark_node)
6294               return error_mark_node;
6295
6296             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
6297             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
6298             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
6299             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
6300           }
6301
6302         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6303         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
6304         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
6305
6306         /* The template parameters for this new template are all the
6307            template parameters for the old template, except the
6308            outermost level of parameters.  */
6309         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6310           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6311                                    complain);
6312
6313         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
6314           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
6315
6316         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
6317           /* Record this non-type partial instantiation.  */
6318           register_specialization (r, t,
6319                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
6320                                    false);
6321       }
6322       break;
6323
6324     case FUNCTION_DECL:
6325       {
6326         tree ctx;
6327         tree argvec = NULL_TREE;
6328         tree *friends;
6329         tree gen_tmpl;
6330         tree type;
6331         int member;
6332         int args_depth;
6333         int parms_depth;
6334
6335         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
6336         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
6337
6338         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
6339           {
6340             tree spec;
6341             bool dependent_p;
6342
6343             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
6344                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
6345                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
6346                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
6347             ++processing_template_decl;
6348             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
6349             --processing_template_decl;
6350             if (!dependent_p)
6351               return t;
6352
6353             /* Calculate the most general template of which R is a
6354                specialization, and the complete set of arguments used to
6355                specialize R.  */
6356             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
6357             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
6358                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
6359                                            args, complain, in_decl);
6360
6361             /* Check to see if we already have this specialization.  */
6362             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6363                                             /*class_specializations_p=*/false);
6364
6365             if (spec)
6366               {
6367                 r = spec;
6368                 break;
6369               }
6370
6371             /* We can see more levels of arguments than parameters if
6372                there was a specialization of a member template, like
6373                this:
6374
6375                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
6376                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
6377
6378                Here, we'll be substituting into the specialization,
6379                because that's where we can find the code we actually
6380                want to generate, but we'll have enough arguments for
6381                the most general template.
6382
6383                We also deal with the peculiar case:
6384
6385                  template <class T> struct S {
6386                    template <class U> friend void f();
6387                  };
6388                  template <class U> void f() {}
6389                  template S<int>;
6390                  template void f<double>();
6391
6392                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
6393                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
6394                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
6395                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
6396                situations like:
6397
6398                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
6399                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
6400
6401                which we can spot because the pattern will be a
6402                specialization in this case.  */
6403             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6404             parms_depth =
6405               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
6406             if (args_depth > parms_depth
6407                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
6408               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
6409           }
6410         else
6411           {
6412             /* This special case arises when we have something like this:
6413
6414                  template <class T> struct S {
6415                    friend void f<int>(int, double);
6416                  };
6417
6418                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
6419                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
6420                tsubst_friend_function, and we want only to create a
6421                new decl (R) with appropriate types so that we can call
6422                determine_specialization.  */
6423             gen_tmpl = NULL_TREE;
6424           }
6425
6426         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6427           {
6428             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
6429               member = 2;
6430             else
6431               member = 1;
6432             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6433                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
6434           }
6435         else
6436           {
6437             member = 0;
6438             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6439           }
6440         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6441         if (type == error_mark_node)
6442           return error_mark_node;
6443
6444         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
6445            point, as they may not represent instantiations of this
6446            template, and in any case are considered separate under the
6447            discrete model.  */
6448         r = copy_decl (t);
6449         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
6450         TREE_TYPE (r) = type;
6451         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6452         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6453         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6454         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6455         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6456
6457         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
6458           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
6459              case it's the name of one of the template's parameters.  */
6460           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
6461
6462         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
6463                                      complain, t);
6464         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
6465
6466         TREE_STATIC (r) = 0;
6467         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
6468         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6469         /* If this is an instantiation of a function with internal
6470            linkage, we already know what object file linkage will be
6471            assigned to the instantiation.  */
6472         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
6473         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
6474         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6475         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
6476         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
6477         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
6478         TREE_USED (r) = 0;
6479         if (DECL_CLONED_FUNCTION (r))
6480           {
6481             DECL_CLONED_FUNCTION (r) = tsubst (DECL_CLONED_FUNCTION (t),
6482                                                args, complain, t);
6483             TREE_CHAIN (r) = TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r));
6484             TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r)) = r;
6485           }
6486
6487         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
6488            this in the special friend case mentioned above where
6489            GEN_TMPL is NULL.  */
6490         if (gen_tmpl)
6491           {
6492             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
6493               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
6494             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6495             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false);
6496
6497             /* We're not supposed to instantiate default arguments
6498                until they are called, for a template.  But, for a
6499                declaration like:
6500
6501                  template <class T> void f ()
6502                  { extern void g(int i = T()); }
6503
6504                we should do the substitution when the template is
6505                instantiated.  We handle the member function case in
6506                instantiate_class_template since the default arguments
6507                might refer to other members of the class.  */
6508             if (!member
6509                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6510                 && !uses_template_parms (argvec))
6511               tsubst_default_arguments (r);
6512           }
6513
6514         /* Copy the list of befriending classes.  */
6515         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
6516              *friends;
6517              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
6518           {
6519             *friends = copy_node (*friends);
6520             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
6521                                             args, complain,
6522                                             in_decl);
6523           }
6524
6525         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
6526           {
6527             maybe_retrofit_in_chrg (r);
6528             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
6529               grok_ctor_properties (ctx, r);
6530             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
6531                If it isn't, that'll be handled by
6532                clone_constructors_and_destructors.  */
6533             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6534               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
6535           }
6536         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r)))
6537           grok_op_properties (r, (complain & tf_error) != 0);
6538
6539         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
6540           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
6541                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
6542                                             args, complain, in_decl));
6543       }
6544       break;
6545
6546     case PARM_DECL:
6547       {
6548         tree type;
6549
6550         r = copy_node (t);
6551         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
6552           SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
6553
6554         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6555         type = type_decays_to (type);
6556         TREE_TYPE (r) = type;
6557         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6558
6559         if (DECL_INITIAL (r))
6560           {
6561             if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
6562               DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
6563             else
6564               DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
6565                                          complain, in_decl);
6566           }
6567
6568         DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
6569
6570         if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
6571           DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
6572         if (TREE_CHAIN (t))
6573           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
6574                                    complain, TREE_CHAIN (t));
6575       }
6576       break;
6577
6578     case FIELD_DECL:
6579       {
6580         tree type;
6581
6582         r = copy_decl (t);
6583         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6584         if (type == error_mark_node)
6585           return error_mark_node;
6586         TREE_TYPE (r) = type;
6587         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6588
6589         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
6590            finish_member_declaration.  */
6591         DECL_INITIAL (r) = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
6592                                         complain, in_decl);
6593         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6594         if (VOID_TYPE_P (type))
6595           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
6596       }
6597       break;
6598
6599     case USING_DECL:
6600       /* We reach here only for member using decls.  */
6601       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
6602         {
6603           r = do_class_using_decl
6604             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
6605              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
6606           if (!r)
6607             r = error_mark_node;
6608         }
6609       else
6610         {
6611           r = copy_node (t);
6612           TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6613         }
6614       break;
6615
6616     case TYPE_DECL:
6617     case VAR_DECL:
6618       {
6619         tree argvec = NULL_TREE;
6620         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
6621         tree spec;
6622         tree tmpl = NULL_TREE;
6623         tree ctx;
6624         tree type = NULL_TREE;
6625         int local_p;
6626
6627         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6628           {
6629             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6630             if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6631                 || t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
6632               {
6633                 /* If this is the canonical decl, we don't have to
6634                    mess with instantiations, and often we can't (for
6635                    typename, template type parms and such).  Note that
6636                    TYPE_NAME is not correct for the above test if
6637                    we've copied the type for a typedef.  */
6638                 r = TYPE_NAME (type);
6639                 break;
6640               }
6641           }
6642
6643         /* Assume this is a non-local variable.  */
6644         local_p = 0;
6645
6646         if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (t)))
6647           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6648                                   complain,
6649                                   in_decl, /*entering_scope=*/1);
6650         else if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
6651           ctx = DECL_CONTEXT (t);
6652         else
6653           {
6654             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
6655             ctx = NULL_TREE;
6656             local_p = 1;
6657           }
6658
6659         /* Check to see if we already have this specialization.  */
6660         if (!local_p)
6661           {
6662             tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
6663             gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
6664             argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
6665             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6666                                             /*class_specializations_p=*/false);
6667           }
6668         else
6669           spec = retrieve_local_specialization (t);
6670
6671         if (spec)
6672           {
6673             r = spec;
6674             break;
6675           }
6676
6677         r = copy_decl (t);
6678         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6679           {
6680             /* Even if the original location is out of scope, the
6681                newly substituted one is not.  */
6682             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
6683             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
6684             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
6685             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6686             if (type == error_mark_node)
6687               return error_mark_node;
6688             type = complete_type (type);
6689             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
6690               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
6691             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
6692
6693             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
6694               {
6695                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
6696                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl);
6697                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
6698               }
6699           }
6700         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
6701           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
6702         TREE_TYPE (r) = type;
6703         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6704         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6705         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6706         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6707         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6708           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6709         /* The initializer must not be expanded until it is required;
6710            see [temp.inst].  */
6711         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6712         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6713           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6714         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
6715
6716         if (!local_p)
6717           {
6718             /* A static data member declaration is always marked
6719                external when it is declared in-class, even if an
6720                initializer is present.  We mimic the non-template
6721                processing here.  */
6722             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6723
6724             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false);
6725             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
6726             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6727           }
6728         else
6729           register_local_specialization (r, t);
6730
6731         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6732         layout_decl (r, 0);
6733       }
6734       break;
6735
6736     default:
6737       gcc_unreachable ();
6738     }
6739
6740   /* Restore the file and line information.  */
6741   input_location = saved_loc;
6742
6743   return r;
6744 }
6745
6746 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
6747
6748 static tree
6749 tsubst_arg_types (tree arg_types,
6750                   tree args,
6751                   tsubst_flags_t complain,
6752                   tree in_decl)
6753 {
6754   tree remaining_arg_types;
6755   tree type;
6756   tree default_arg;
6757   tree result = NULL_TREE;
6758
6759   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
6760     return arg_types;
6761
6762   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
6763                                           args, complain, in_decl);
6764   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
6765     return error_mark_node;
6766
6767   type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
6768   if (type == error_mark_node)
6769     return error_mark_node;
6770   if (VOID_TYPE_P (type))
6771     {
6772       if (complain & tf_error)
6773         {
6774           error ("invalid parameter type %qT", type);
6775           if (in_decl)
6776             error ("in declaration %q+D", in_decl);
6777         }
6778       return error_mark_node;
6779     }
6780
6781   /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
6782      top-level qualifiers as required.  */
6783   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
6784
6785   /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
6786      mandates that they be instantiated only when needed, which is
6787      done in build_over_call.  */
6788   default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
6789
6790   if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
6791     {
6792       /* We've instantiated a template before its default arguments
6793          have been parsed.  This can happen for a nested template
6794          class, and is not an error unless we require the default
6795          argument in a call of this function.  */
6796       result = tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
6797       VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), result);
6798     }
6799   else
6800     result = hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
6801
6802   return result;
6803 }
6804
6805 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
6806    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
6807    initial substitution of explicitly provided template parameters
6808    during argument deduction forbids substitution into the
6809    exception-specification:
6810
6811      [temp.deduct]
6812
6813      All references in the function type of the function template to  the
6814      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
6815      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
6816      in  the function type of the function template results in an invalid
6817      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
6818      exception specifications is done only when the function is instanti-
6819      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
6820      results in an invalid type.]  */
6821
6822 static tree
6823 tsubst_function_type (tree t,
6824                       tree args,
6825                       tsubst_flags_t complain,
6826                       tree in_decl)
6827 {
6828   tree return_type;
6829   tree arg_types;
6830   tree fntype;
6831
6832   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
6833   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
6834
6835   /* Substitute the return type.  */
6836   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6837   if (return_type == error_mark_node)
6838     return error_mark_node;
6839   /* The standard does not presently indicate that creation of a
6840      function type with an invalid return type is a deduction failure.
6841      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
6842      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
6843   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
6844       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
6845     {
6846       if (complain & tf_error)
6847         {
6848           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
6849             error ("function returning an array");
6850           else
6851             error ("function returning a function");
6852         }
6853       return error_mark_node;
6854     }
6855
6856   /* Substitute the argument types.  */
6857   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
6858                                 complain, in_decl);
6859   if (arg_types == error_mark_node)
6860     return error_mark_node;
6861
6862   /* Construct a new type node and return it.  */
6863   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
6864     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
6865   else
6866     {
6867       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
6868       if (! IS_AGGR_TYPE (r))
6869         {
6870           /* [temp.deduct]
6871
6872              Type deduction may fail for any of the following
6873              reasons:
6874
6875              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
6876              is not a class type.  */
6877           if (complain & tf_error)
6878             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
6879                       r);
6880           return error_mark_node;
6881         }
6882
6883       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
6884                                            TREE_CHAIN (arg_types));
6885     }
6886   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
6887   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
6888
6889   return fntype;
6890 }
6891
6892 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
6893    ARGS into that specification, and return the substituted
6894    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
6895
6896 static tree
6897 tsubst_exception_specification (tree fntype,
6898                                 tree args,
6899                                 tsubst_flags_t complain,
6900                                 tree in_decl)
6901 {
6902   tree specs;
6903   tree new_specs;
6904
6905   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
6906   new_specs = NULL_TREE;
6907   if (specs)
6908     {
6909       if (! TREE_VALUE (specs))
6910         new_specs = specs;
6911       else
6912         while (specs)
6913           {
6914             tree spec;
6915             spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
6916             if (spec == error_mark_node)
6917               return spec;
6918             new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, complain);
6919             specs = TREE_CHAIN (specs);
6920           }
6921     }
6922   return new_specs;
6923 }
6924
6925 /* Substitute into the PARMS of a call-declarator.  */
6926
6927 static tree
6928 tsubst_call_declarator_parms (tree parms,
6929                               tree args,
6930                               tsubst_flags_t complain,
6931                               tree in_decl)
6932 {
6933   tree new_parms;
6934   tree type;
6935   tree defarg;
6936
6937   if (!parms || parms == void_list_node)
6938     return parms;
6939
6940   new_parms = tsubst_call_declarator_parms (TREE_CHAIN (parms),
6941                                             args, complain, in_decl);
6942
6943   /* Figure out the type of this parameter.  */
6944   type = tsubst (TREE_VALUE (parms), args, complain, in_decl);
6945
6946   /* Figure out the default argument as well.  Note that we use
6947      tsubst_expr since the default argument is really an expression.  */
6948   defarg = tsubst_expr (TREE_PURPOSE (parms), args, complain, in_decl);
6949
6950   /* Chain this parameter on to the front of those we have already
6951      processed.  We don't use hash_tree_cons because that function
6952      doesn't check TREE_PARMLIST.  */
6953   new_parms = tree_cons (defarg, type, new_parms);
6954
6955   return new_parms;
6956 }
6957
6958 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
6959    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
6960    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
6961    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
6962    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
6963    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
6964    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
6965    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
6966    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
6967    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
6968    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
6969    yet.
6970
6971    This function is used for dealing with types, decls and the like;
6972    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
6973
6974 static tree
6975 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6976 {
6977   tree type, r;
6978
6979   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
6980       || t == integer_type_node
6981       || t == void_type_node
6982       || t == char_type_node
6983       || t == unknown_type_node
6984       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
6985     return t;
6986
6987   if (DECL_P (t))
6988     return tsubst_decl (t, args, complain);
6989
6990   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
6991     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
6992   else
6993     type = TREE_TYPE (t);
6994
6995   gcc_assert (type != unknown_type_node);
6996
6997   if (type
6998       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
6999       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
7000       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
7001       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
7002     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
7003   if (type == error_mark_node)
7004     return error_mark_node;
7005
7006   switch (TREE_CODE (t))
7007     {
7008     case RECORD_TYPE:
7009     case UNION_TYPE:
7010     case ENUMERAL_TYPE:
7011       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
7012                                /*entering_scope=*/0);
7013
7014     case ERROR_MARK:
7015     case IDENTIFIER_NODE:
7016     case VOID_TYPE:
7017     case REAL_TYPE:
7018     case COMPLEX_TYPE:
7019     case VECTOR_TYPE:
7020     case BOOLEAN_TYPE:
7021     case INTEGER_CST:
7022     case REAL_CST:
7023     case STRING_CST:
7024       return t;
7025
7026     case INTEGER_TYPE:
7027       if (t == integer_type_node)
7028         return t;
7029
7030       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
7031           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
7032         return t;
7033
7034       {
7035         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
7036
7037         /* The array dimension behaves like a non-type template arg,
7038            in that we want to fold it as much as possible.  */
7039         max = tsubst_template_arg (omax, args, complain, in_decl);
7040         max = fold_decl_constant_value (max);
7041
7042         if (integer_zerop (omax))
7043           {
7044             /* Still allow an explicit array of size zero.  */
7045             if (pedantic)
7046               pedwarn ("creating array with size zero");
7047           }
7048         else if (integer_zerop (max)
7049                  || (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
7050                      && INT_CST_LT (max, integer_zero_node)))
7051           {
7052             /* [temp.deduct]
7053
7054                Type deduction may fail for any of the following
7055                reasons:
7056
7057                  Attempting to create an array with a size that is
7058                  zero or negative.  */
7059             if (complain & tf_error)
7060               error ("creating array with size zero (%qE)", max);
7061
7062             return error_mark_node;
7063           }
7064
7065         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
7066       }
7067
7068     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7069     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7070     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7071     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7072       {
7073         int idx;
7074         int level;
7075         int levels;
7076         tree arg = NULL_TREE;
7077
7078         r = NULL_TREE;
7079
7080         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
7081         if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7082             || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
7083             || TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7084           {
7085             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
7086             level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
7087           }
7088         else
7089           {
7090             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
7091             level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
7092           }
7093
7094         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7095         if (level <= levels)
7096           arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
7097
7098         if (arg == error_mark_node)
7099           return error_mark_node;
7100         else if (arg != NULL_TREE)
7101           {
7102             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
7103               {
7104                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
7105                 return cp_build_qualified_type_real
7106                   (arg, cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t),
7107                    complain | tf_ignore_bad_quals);
7108               }
7109             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7110               {
7111                 /* We are processing a type constructed from a
7112                    template template parameter.  */
7113                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
7114                                       args, complain, in_decl);
7115                 if (argvec == error_mark_node)
7116                   return error_mark_node;
7117
7118                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
7119                    are resolving nested-types in the signature of a
7120                    member function templates.  Otherwise ARG is a
7121                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
7122                    instantiated.  */
7123                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7124                   arg = TYPE_NAME (arg);
7125
7126                 r = lookup_template_class (arg,
7127                                            argvec, in_decl,
7128                                            DECL_CONTEXT (arg),
7129                                             /*entering_scope=*/0,
7130                                            complain);
7131                 return cp_build_qualified_type_real
7132                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7133               }
7134             else
7135               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
7136               return arg;
7137           }
7138
7139         if (level == 1)
7140           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
7141              unify.  This means that we don't yet have any information
7142              about the template parameter in question.  */
7143           return t;
7144
7145         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
7146            more deeply nested template.  Make a new version of this
7147            template parameter, but with a lower level.  */
7148         switch (TREE_CODE (t))
7149           {
7150           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7151           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7152           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7153             if (cp_type_quals (t))
7154               {
7155                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
7156                 r = cp_build_qualified_type_real
7157                   (r, cp_type_quals (t),
7158                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7159                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
7160               }
7161             else
7162               {
7163                 r = copy_type (t);
7164                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
7165                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
7166                                                 r, levels);
7167                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
7168                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
7169                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
7170                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
7171
7172                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7173                   {
7174                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
7175                                           complain, in_decl);
7176                     if (argvec == error_mark_node)
7177                       return error_mark_node;
7178
7179                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
7180                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
7181                   }
7182               }
7183             break;
7184
7185           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7186             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels);
7187             break;
7188
7189           default:
7190             gcc_unreachable ();
7191           }
7192
7193         return r;
7194       }
7195
7196     case TREE_LIST:
7197       {
7198         tree purpose, value, chain;
7199
7200         if (t == void_list_node)
7201           return t;
7202
7203         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7204         if (purpose)
7205           {
7206             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
7207             if (purpose == error_mark_node)
7208               return error_mark_node;
7209           }
7210         value = TREE_VALUE (t);
7211         if (value)
7212           {
7213             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
7214             if (value == error_mark_node)
7215               return error_mark_node;
7216           }
7217         chain = TREE_CHAIN (t);
7218         if (chain && chain != void_type_node)
7219           {
7220             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
7221             if (chain == error_mark_node)
7222               return error_mark_node;
7223           }
7224         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7225             && value == TREE_VALUE (t)
7226             && chain == TREE_CHAIN (t))
7227           return t;
7228         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
7229       }
7230
7231     case TREE_BINFO:
7232       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
7233       gcc_unreachable ();
7234
7235     case TREE_VEC:
7236       /* A vector of template arguments.  */
7237       gcc_assert (!type);
7238       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
7239
7240     case POINTER_TYPE:
7241     case REFERENCE_TYPE:
7242       {
7243         enum tree_code code;
7244
7245         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
7246           return t;
7247
7248         code = TREE_CODE (t);
7249
7250
7251         /* [temp.deduct]
7252
7253            Type deduction may fail for any of the following
7254            reasons:
7255
7256            -- Attempting to create a pointer to reference type.
7257            -- Attempting to create a reference to a reference type or
7258               a reference to void.  */
7259         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
7260             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
7261           {
7262             static location_t last_loc;
7263
7264             /* We keep track of the last time we issued this error
7265                message to avoid spewing a ton of messages during a
7266                single bad template instantiation.  */
7267             if (complain & tf_error
7268 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
7269                 && last_loc != input_location
7270 #else
7271                 && (last_loc.line != input_line
7272                     || last_loc.file != input_filename)
7273 #endif
7274                   )
7275               {
7276                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7277                   error ("forming reference to void");
7278                 else
7279                   error ("forming %s to reference type %qT",
7280                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
7281                          type);
7282                 last_loc = input_location;
7283               }
7284
7285             return error_mark_node;
7286           }
7287         else if (code == POINTER_TYPE)
7288           {
7289             r = build_pointer_type (type);
7290             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
7291               r = build_ptrmemfunc_type (r);
7292           }
7293         else
7294           r = build_reference_type (type);
7295         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7296
7297         if (r != error_mark_node)
7298           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
7299           layout_type (r);
7300
7301         return r;
7302       }
7303     case OFFSET_TYPE:
7304       {
7305         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
7306         if (r == error_mark_node || !IS_AGGR_TYPE (r))
7307           {
7308             /* [temp.deduct]
7309
7310                Type deduction may fail for any of the following
7311                reasons:
7312
7313                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7314                   is not a class type.  */
7315             if (complain & tf_error)
7316               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
7317             return error_mark_node;
7318           }
7319         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7320           {
7321             if (complain & tf_error)
7322               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
7323             return error_mark_node;
7324           }
7325         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7326           {
7327             if (complain & tf_error)
7328               error ("creating pointer to member of type void");
7329             return error_mark_node;
7330           }
7331         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
7332         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
7333           {
7334             /* The type of the implicit object parameter gets its
7335                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
7336             tree method_type;
7337             tree this_type = cp_build_qualified_type (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
7338                                                       cp_type_quals (type));
7339             tree memptr;
7340             method_type = build_method_type_directly (this_type,
7341                                                       TREE_TYPE (type),
7342                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
7343             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
7344             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
7345                                                  complain);
7346           }
7347         else
7348           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
7349                                                TYPE_QUALS (t),
7350                                                complain);
7351       }
7352     case FUNCTION_TYPE:
7353     case METHOD_TYPE:
7354       {
7355         tree fntype;
7356         tree specs;
7357         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
7358         if (fntype == error_mark_node)
7359           return error_mark_node;
7360
7361         /* Substitute the exception specification.  */
7362         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
7363                                                 in_decl);
7364         if (specs == error_mark_node)
7365           return error_mark_node;
7366         if (specs)
7367           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
7368         return fntype;
7369       }
7370     case ARRAY_TYPE:
7371       {
7372         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
7373         if (domain == error_mark_node)
7374           return error_mark_node;
7375
7376         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
7377            it will obviously be the same as T.  */
7378         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
7379           return t;
7380
7381         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
7382
7383            [temp.deduct]
7384
7385            The deduction may fail for any of the following reasons:
7386
7387            -- Attempting to create an array with an element type that
7388               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
7389               an abstract class type.  */
7390         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
7391             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
7392             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7393           {
7394             if (complain & tf_error)
7395               error ("creating array of %qT", type);
7396             return error_mark_node;
7397           }
7398         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
7399           {
7400             if (complain & tf_error)
7401               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
7402                      type);
7403             return error_mark_node;
7404           }
7405
7406         r = build_cplus_array_type (type, domain);
7407         return r;
7408       }
7409
7410     case PLUS_EXPR:
7411     case MINUS_EXPR:
7412       {
7413         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7414         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7415
7416         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7417           return error_mark_node;
7418
7419         return fold_build2 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
7420       }
7421
7422     case NEGATE_EXPR:
7423     case NOP_EXPR:
7424       {
7425         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7426         if (e == error_mark_node)
7427           return error_mark_node;
7428
7429         return fold_build1 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
7430       }
7431
7432     case TYPENAME_TYPE:
7433       {
7434         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7435                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7436         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
7437                               complain, in_decl);
7438
7439         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
7440           return error_mark_node;
7441
7442         if (!IS_AGGR_TYPE (ctx))
7443           {
7444             if (complain & tf_error)
7445               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
7446             return error_mark_node;
7447           }
7448         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
7449           {
7450             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
7451                have complete type in order to allow things like:
7452
7453                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
7454
7455                But, such constructs have already been resolved by this
7456                point, so here CTX really should have complete type, unless
7457                it's a partial instantiation.  */
7458             ctx = complete_type (ctx);
7459             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
7460               {
7461                 if (complain & tf_error)
7462                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
7463                 return error_mark_node;
7464               }
7465           }
7466
7467         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
7468                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
7469         if (f == error_mark_node)
7470           return f;
7471         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
7472           {
7473             complain |= tf_ignore_bad_quals;
7474             f = TREE_TYPE (f);
7475           }
7476
7477         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
7478           {
7479             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
7480               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
7481                      t, f);
7482             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
7483               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
7484                      t, f);
7485           }
7486
7487         return cp_build_qualified_type_real
7488           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
7489       }
7490
7491     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7492       {
7493         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7494                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7495         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7496         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
7497
7498         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
7499           return error_mark_node;
7500
7501         if (parm_list)
7502           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
7503         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
7504       }
7505
7506     case INDIRECT_REF:
7507     case ADDR_EXPR:
7508     case CALL_EXPR:
7509       gcc_unreachable ();
7510
7511     case ARRAY_REF:
7512       {
7513         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7514         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7515         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7516           return error_mark_node;
7517
7518         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
7519       }
7520
7521     case SCOPE_REF:
7522       {
7523         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7524         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7525         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7526           return error_mark_node;
7527
7528         return build_nt (TREE_CODE (t), e1, e2);
7529       }
7530
7531     case TYPEOF_TYPE:
7532       {
7533         tree type;
7534
7535         type = finish_typeof (tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
7536                                            complain, in_decl));
7537         return cp_build_qualified_type_real (type,
7538                                              cp_type_quals (t)
7539                                              | cp_type_quals (type),
7540                                              complain);
7541       }
7542
7543     default:
7544       sorry ("use of %qs in template",
7545              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
7546       return error_mark_node;
7547     }
7548 }
7549
7550 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
7551    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
7552    operator.  */
7553
7554 static tree
7555 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
7556                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7557 {
7558     tree name;
7559     tree qualifying_scope;
7560     tree fns;
7561     tree template_args = 0;
7562     bool template_id_p = false;
7563
7564     /* A baselink indicates a function from a base class.  The
7565        BASELINK_ACCESS_BINFO and BASELINK_BINFO are going to have
7566        non-dependent types; otherwise, the lookup could not have
7567        succeeded.  However, they may indicate bases of the template
7568        class, rather than the instantiated class.
7569
7570        In addition, lookups that were not ambiguous before may be
7571        ambiguous now.  Therefore, we perform the lookup again.  */
7572     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
7573     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7574     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7575       {
7576         template_id_p = true;
7577         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
7578         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
7579         if (template_args)
7580           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7581                                                 complain, in_decl);
7582       }
7583     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
7584     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
7585
7586     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
7587        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
7588        later by overload resolution will be marked as used at that
7589        point.)  */
7590     if (BASELINK_P (baselink))
7591       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7592     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
7593       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
7594
7595     /* Add back the template arguments, if present.  */
7596     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
7597       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
7598         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
7599                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
7600                     template_args);
7601
7602     if (!object_type)
7603       object_type = current_class_type;
7604     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
7605                                                    qualifying_scope,
7606                                                    object_type);
7607 }
7608
7609 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
7610    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
7611    itself; false if more of the postfix-expression follows the
7612    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
7613    of "&".  */
7614
7615 static tree
7616 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
7617                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
7618                      bool done, bool address_p)
7619 {
7620   tree expr;
7621   tree scope;
7622   tree name;
7623   bool is_template;
7624   tree template_args;
7625
7626   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
7627
7628   /* Figure out what name to look up.  */
7629   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
7630   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7631     {
7632       is_template = true;
7633       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
7634       if (template_args)
7635         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7636                                               complain, in_decl);
7637       name = TREE_OPERAND (name, 0);
7638     }
7639   else
7640     {
7641       is_template = false;
7642       template_args = NULL_TREE;
7643     }
7644
7645   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
7646      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
7647      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
7648      substituting will not help.  */
7649   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
7650   if (args)
7651     {
7652       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
7653       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7654     }
7655   else
7656     expr = name;
7657
7658   if (dependent_type_p (scope))
7659     return build_nt (SCOPE_REF, scope, expr);
7660
7661   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
7662     {
7663       expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
7664       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
7665                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
7666         {
7667           if (complain & tf_error)
7668             {
7669               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
7670                      "instantiation yields a type", qualified_id);
7671               inform ("say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
7672             }
7673           return error_mark_node;
7674         }
7675     }
7676
7677   if (DECL_P (expr))
7678     {
7679       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
7680                                            scope);
7681       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
7682       mark_used (expr);
7683     }
7684
7685   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
7686     {
7687       if (complain & tf_error)
7688         qualified_name_lookup_error (scope,
7689                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7690                                      expr);
7691       return error_mark_node;
7692     }
7693
7694   if (is_template)
7695     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
7696
7697   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
7698     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7699                                  expr);
7700   else if (TYPE_P (scope))
7701     {
7702       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
7703               (expr, scope, current_class_type));
7704       expr = finish_qualified_id_expr (scope, expr, done, address_p);
7705     }
7706
7707   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF)
7708     expr = convert_from_reference (expr);
7709
7710   return expr;
7711 }
7712
7713 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
7714    template parms; to finish processing the resultant expression, use
7715    tsubst_expr.  */
7716
7717 static tree
7718 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7719 {
7720   enum tree_code code;
7721   tree r;
7722
7723   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
7724     return t;
7725
7726   code = TREE_CODE (t);
7727
7728   switch (code)
7729     {
7730     case PARM_DECL:
7731       r = retrieve_local_specialization (t);
7732       gcc_assert (r != NULL);
7733       mark_used (r);
7734       return r;
7735
7736     case CONST_DECL:
7737       {
7738         tree enum_type;
7739         tree v;
7740
7741         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
7742           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
7743         /* There is no need to substitute into namespace-scope
7744            enumerators.  */
7745         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
7746           return t;
7747         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
7748         if (args == NULL_TREE)
7749           return integral_constant_value (t);
7750
7751         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
7752            Consider:
7753
7754              template <int I> int f() {
7755              enum E { a = I };
7756              struct S { void g() { E e = a; } };
7757              };
7758
7759            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
7760            clever enough to find f<7>::a.  */
7761         enum_type
7762           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
7763                               /*entering_scope=*/0);
7764
7765         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
7766              v != NULL_TREE;
7767              v = TREE_CHAIN (v))
7768           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
7769             return TREE_VALUE (v);
7770
7771           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
7772              name-lookup found it during preliminary parsing, we
7773              should find it again here during instantiation.  */
7774         gcc_unreachable ();
7775       }
7776       return t;
7777
7778     case FIELD_DECL:
7779       if (DECL_CONTEXT (t))
7780         {
7781           tree ctx;
7782
7783           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
7784                                   /*entering_scope=*/1);
7785           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
7786             {
7787               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
7788               if (!r)
7789                 {
7790                   if (complain & tf_error)
7791                     error ("using invalid field %qD", t);
7792                   return error_mark_node;
7793                 }
7794               return r;
7795             }
7796         }
7797
7798       return t;
7799
7800     case VAR_DECL:
7801     case FUNCTION_DECL:
7802       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7803           || local_variable_p (t))
7804         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
7805       mark_used (t);
7806       return t;
7807
7808     case BASELINK:
7809       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
7810
7811     case TEMPLATE_DECL:
7812       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
7813         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
7814                        args, complain, in_decl);
7815       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
7816         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7817       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
7818                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
7819         {
7820           /* Template template argument like the following example need
7821              special treatment:
7822
7823                template <template <class> class TT> struct C {};
7824                template <class T> struct D {
7825                  template <class U> struct E {};
7826                  C<E> c;                                // #1
7827                };
7828                D<int> d;                                // #2
7829
7830              We are processing the template argument `E' in #1 for
7831              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
7832              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
7833              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
7834
7835           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
7836           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
7837         }
7838       else
7839         /* Ordinary template template argument.  */
7840         return t;
7841
7842     case CAST_EXPR:
7843     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7844     case CONST_CAST_EXPR:
7845     case STATIC_CAST_EXPR:
7846     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7847     case NOP_EXPR:
7848       return build1
7849         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7850          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7851
7852     case INDIRECT_REF:
7853     case NEGATE_EXPR:
7854     case TRUTH_NOT_EXPR:
7855     case BIT_NOT_EXPR:
7856     case ADDR_EXPR:
7857     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
7858     case SIZEOF_EXPR:
7859     case ALIGNOF_EXPR:
7860     case ARROW_EXPR:
7861     case THROW_EXPR:
7862     case TYPEID_EXPR:
7863     case REALPART_EXPR:
7864     case IMAGPART_EXPR:
7865       return build1
7866         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7867          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7868
7869     case COMPONENT_REF:
7870       {
7871         tree object;
7872         tree name;
7873
7874         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7875         name = TREE_OPERAND (t, 1);
7876         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
7877           {
7878             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7879                                 complain, in_decl);
7880             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7881           }
7882         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
7883                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
7884           {
7885             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7886                                      complain, in_decl);
7887             name = TREE_OPERAND (name, 1);
7888             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7889                                 complain, in_decl);
7890             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7891             name = build_nt (SCOPE_REF, base, name);
7892           }
7893         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
7894           name = tsubst_baselink (name,
7895                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
7896                                   args, complain,
7897                                   in_decl);
7898         else
7899           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7900         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
7901       }
7902
7903     case PLUS_EXPR:
7904     case MINUS_EXPR:
7905     case MULT_EXPR:
7906     case TRUNC_DIV_EXPR:
7907     case CEIL_DIV_EXPR:
7908     case FLOOR_DIV_EXPR:
7909     case ROUND_DIV_EXPR:
7910     case EXACT_DIV_EXPR:
7911     case BIT_AND_EXPR:
7912     case BIT_IOR_EXPR:
7913     case BIT_XOR_EXPR:
7914     case TRUNC_MOD_EXPR:
7915     case FLOOR_MOD_EXPR:
7916     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
7917     case TRUTH_ORIF_EXPR:
7918     case TRUTH_AND_EXPR:
7919     case TRUTH_OR_EXPR:
7920     case RSHIFT_EXPR:
7921     case LSHIFT_EXPR:
7922     case RROTATE_EXPR:
7923     case LROTATE_EXPR:
7924     case EQ_EXPR:
7925     case NE_EXPR:
7926     case MAX_EXPR:
7927     case MIN_EXPR:
7928     case LE_EXPR:
7929     case GE_EXPR:
7930     case LT_EXPR:
7931     case GT_EXPR:
7932     case COMPOUND_EXPR:
7933     case SCOPE_REF:
7934     case DOTSTAR_EXPR:
7935     case MEMBER_REF:
7936     case PREDECREMENT_EXPR:
7937     case PREINCREMENT_EXPR:
7938     case POSTDECREMENT_EXPR:
7939     case POSTINCREMENT_EXPR:
7940       return build_nt
7941         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7942          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7943
7944     case ARRAY_REF:
7945       return build_nt
7946         (ARRAY_REF,
7947          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7948          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7949          NULL_TREE, NULL_TREE);
7950
7951     case CALL_EXPR:
7952       return build_nt (code,
7953                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args,
7954                                     complain, in_decl),
7955                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain,
7956                                     in_decl),
7957                        NULL_TREE);
7958
7959     case COND_EXPR:
7960     case MODOP_EXPR:
7961     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7962       {
7963         r = build_nt
7964           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7965            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7966            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7967         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
7968         return r;
7969       }
7970
7971     case NEW_EXPR:
7972       {
7973         r = build_nt
7974         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7975          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7976          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7977         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7978         return r;
7979       }
7980
7981     case DELETE_EXPR:
7982       {
7983         r = build_nt
7984         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7985          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7986         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7987         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
7988         return r;
7989       }
7990
7991     case TEMPLATE_ID_EXPR:
7992       {
7993         /* Substituted template arguments */
7994         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
7995         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
7996
7997         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
7998         if (targs)
7999           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8000
8001         return lookup_template_function (fn, targs);
8002       }
8003
8004     case TREE_LIST:
8005       {
8006         tree purpose, value, chain;
8007
8008         if (t == void_list_node)
8009           return t;
8010
8011         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8012         if (purpose)
8013           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
8014         value = TREE_VALUE (t);
8015         if (value)
8016           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
8017         chain = TREE_CHAIN (t);
8018         if (chain && chain != void_type_node)
8019           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
8020         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8021             && value == TREE_VALUE (t)
8022             && chain == TREE_CHAIN (t))
8023           return t;
8024         return tree_cons (purpose, value, chain);
8025       }
8026
8027     case RECORD_TYPE:
8028     case UNION_TYPE:
8029     case ENUMERAL_TYPE:
8030     case INTEGER_TYPE:
8031     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
8032     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8033     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8034     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
8035     case POINTER_TYPE:
8036     case REFERENCE_TYPE:
8037     case OFFSET_TYPE:
8038     case FUNCTION_TYPE:
8039     case METHOD_TYPE:
8040     case ARRAY_TYPE:
8041     case TYPENAME_TYPE:
8042     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
8043     case TYPEOF_TYPE:
8044     case TYPE_DECL:
8045       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8046
8047     case IDENTIFIER_NODE:
8048       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8049         {
8050           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8051           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8052         }
8053       else
8054         return t;
8055
8056     case CONSTRUCTOR:
8057       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
8058       gcc_unreachable ();
8059
8060     case VA_ARG_EXPR:
8061       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
8062                                           in_decl),
8063                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
8064
8065     case CLEANUP_POINT_EXPR:
8066       /* We shouldn't have built any of these during initial template
8067          generation.  Instead, they should be built during instantiation
8068          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
8069       gcc_unreachable ();
8070
8071     default:
8072       return t;
8073     }
8074 }
8075
8076 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
8077    processing.  */
8078
8079 static tree
8080 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8081 {
8082   tree stmt, tmp;
8083
8084   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8085     return t;
8086
8087   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
8088     input_location = EXPR_LOCATION (t);
8089   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
8090     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
8091
8092   switch (TREE_CODE (t))
8093     {
8094     case STATEMENT_LIST:
8095       {
8096         tree_stmt_iterator i;
8097         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
8098           tsubst_expr (tsi_stmt (i), args, complain, in_decl);
8099         break;
8100       }
8101
8102     case CTOR_INITIALIZER:
8103       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
8104                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
8105       break;
8106
8107     case RETURN_EXPR:
8108       finish_return_stmt (tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 0),
8109                                        args, complain, in_decl));
8110       break;
8111
8112     case EXPR_STMT:
8113       tmp = tsubst_expr (EXPR_STMT_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8114       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
8115         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
8116       else
8117         finish_expr_stmt (tmp);
8118       break;
8119
8120     case USING_STMT:
8121       do_using_directive (tsubst_expr (USING_STMT_NAMESPACE (t),
8122                                        args, complain, in_decl));
8123       break;
8124
8125     case DECL_EXPR:
8126       {
8127         tree decl;
8128         tree init;
8129
8130         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
8131         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
8132           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
8133         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
8134           {
8135             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
8136             tree name = DECL_NAME (decl);
8137             tree decl;
8138
8139             scope = tsubst_expr (scope, args, complain, in_decl);
8140             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
8141                                           /*is_type_p=*/false,
8142                                           /*complain=*/false);
8143             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
8144               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl);
8145             else
8146               do_local_using_decl (decl, scope, name);
8147           }
8148         else
8149           {
8150             init = DECL_INITIAL (decl);
8151             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8152             if (decl != error_mark_node)
8153               {
8154                 if (init)
8155                   DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
8156                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
8157                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
8158                    handle local variables, and since we've already done
8159                    all that needs to be done, that's the right thing to
8160                    do.  */
8161                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
8162                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8163                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8164                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
8165                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
8166                   finish_anon_union (decl);
8167                 else
8168                   {
8169                     maybe_push_decl (decl);
8170                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8171                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
8172                       {
8173                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
8174                            initializer.  */
8175                         const char *const name
8176                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
8177                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
8178                       }
8179                     else
8180                       init = tsubst_expr (init, args, complain, in_decl);
8181                     cp_finish_decl (decl, init, NULL_TREE, 0);
8182                   }
8183               }
8184           }
8185
8186         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
8187            clause of an if/for/while construct.  */
8188         return decl;
8189       }
8190
8191     case FOR_STMT:
8192       stmt = begin_for_stmt ();
8193       tsubst_expr (FOR_INIT_STMT (t), args, complain, in_decl);
8194       finish_for_init_stmt (stmt);
8195       tmp = tsubst_expr (FOR_COND (t), args, complain, in_decl);
8196       finish_for_cond (tmp, stmt);
8197       tmp = tsubst_expr (FOR_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8198       finish_for_expr (tmp, stmt);
8199       tsubst_expr (FOR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8200       finish_for_stmt (stmt);
8201       break;
8202
8203     case WHILE_STMT:
8204       stmt = begin_while_stmt ();
8205       tmp = tsubst_expr (WHILE_COND (t), args, complain, in_decl);
8206       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8207       tsubst_expr (WHILE_BODY (t), args, complain, in_decl);
8208       finish_while_stmt (stmt);
8209       break;
8210
8211     case DO_STMT:
8212       stmt = begin_do_stmt ();
8213       tsubst_expr (DO_BODY (t), args, complain, in_decl);
8214       finish_do_body (stmt);
8215       tmp = tsubst_expr (DO_COND (t), args, complain, in_decl);
8216       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8217       break;
8218
8219     case IF_STMT:
8220       stmt = begin_if_stmt ();
8221       tmp = tsubst_expr (IF_COND (t), args, complain, in_decl);
8222       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8223       tsubst_expr (THEN_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8224       finish_then_clause (stmt);
8225
8226       if (ELSE_CLAUSE (t))
8227         {
8228           begin_else_clause (stmt);
8229           tsubst_expr (ELSE_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8230           finish_else_clause (stmt);
8231         }
8232
8233       finish_if_stmt (stmt);
8234       break;
8235
8236     case BIND_EXPR:
8237       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8238         stmt = begin_function_body ();
8239       else
8240         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8241                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8242
8243       tsubst_expr (BIND_EXPR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8244
8245       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8246         finish_function_body (stmt);
8247       else
8248         finish_compound_stmt (stmt);
8249       break;
8250
8251     case BREAK_STMT:
8252       finish_break_stmt ();
8253       break;
8254
8255     case CONTINUE_STMT:
8256       finish_continue_stmt ();
8257       break;
8258
8259     case SWITCH_STMT:
8260       stmt = begin_switch_stmt ();
8261       tmp = tsubst_expr (SWITCH_STMT_COND (t), args, complain, in_decl);
8262       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8263       tsubst_expr (SWITCH_STMT_BODY (t), args, complain, in_decl);
8264       finish_switch_stmt (stmt);
8265       break;
8266
8267     case CASE_LABEL_EXPR:
8268       finish_case_label (tsubst_expr (CASE_LOW (t), args, complain, in_decl),
8269                          tsubst_expr (CASE_HIGH (t), args, complain,
8270                                       in_decl));
8271       break;
8272
8273     case LABEL_EXPR:
8274       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8275       break;
8276
8277     case GOTO_EXPR:
8278       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8279       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8280         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8281            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8282            will have no binding.  */
8283         tmp = tsubst_expr (tmp, args, complain, in_decl);
8284       else
8285         tmp = DECL_NAME (tmp);
8286       finish_goto_stmt (tmp);
8287       break;
8288
8289     case ASM_EXPR:
8290       tmp = finish_asm_stmt
8291         (ASM_VOLATILE_P (t),
8292          tsubst_expr (ASM_STRING (t), args, complain, in_decl),
8293          tsubst_expr (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8294          tsubst_expr (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
8295          tsubst_expr (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8296       {
8297         tree asm_expr = tmp;
8298         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8299           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8300         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8301       }
8302       break;
8303
8304     case TRY_BLOCK:
8305       if (CLEANUP_P (t))
8306         {
8307           stmt = begin_try_block ();
8308           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8309           finish_cleanup_try_block (stmt);
8310           finish_cleanup (tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args,
8311                                        complain, in_decl),
8312                           stmt);
8313         }
8314       else
8315         {
8316           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8317             stmt = begin_function_try_block ();
8318           else
8319             stmt = begin_try_block ();
8320
8321           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8322
8323           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8324             finish_function_try_block (stmt);
8325           else
8326             finish_try_block (stmt);
8327
8328           tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args, complain, in_decl);
8329           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8330             finish_function_handler_sequence (stmt);
8331           else
8332             finish_handler_sequence (stmt);
8333         }
8334       break;
8335
8336     case HANDLER:
8337       {
8338         tree decl;
8339
8340         stmt = begin_handler ();
8341         if (HANDLER_PARMS (t))
8342           {
8343             decl = HANDLER_PARMS (t);
8344             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8345             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8346                this variable.  We've already done all that needs to be
8347                done.  */
8348             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8349           }
8350         else
8351           decl = NULL_TREE;
8352         finish_handler_parms (decl, stmt);
8353         tsubst_expr (HANDLER_BODY (t), args, complain, in_decl);
8354         finish_handler (stmt);
8355       }
8356       break;
8357
8358     case TAG_DEFN:
8359       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8360       break;
8361
8362     default:
8363       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8364
8365       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8366                                     /*function_p=*/false);
8367     }
8368
8369   return NULL_TREE;
8370 }
8371
8372 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8373    call.  Return the substituted version of T.  */
8374
8375 static tree
8376 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
8377                                     tsubst_flags_t complain,
8378                                     tree in_decl)
8379 {
8380   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8381     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8382                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8383   else
8384     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8385                                /*function_p=*/false);
8386
8387   return t;
8388 }
8389
8390 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8391    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8392
8393 tree
8394 tsubst_copy_and_build (tree t,
8395                        tree args,
8396                        tsubst_flags_t complain,
8397                        tree in_decl,
8398                        bool function_p)
8399 {
8400 #define RECUR(NODE) \
8401   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false)
8402
8403   tree op1;
8404
8405   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8406     return t;
8407
8408   switch (TREE_CODE (t))
8409     {
8410     case USING_DECL:
8411       t = DECL_NAME (t);
8412       /* Fall through.  */
8413     case IDENTIFIER_NODE:
8414       {
8415         tree decl;
8416         cp_id_kind idk;
8417         tree qualifying_class;
8418         bool non_integral_constant_expression_p;
8419         const char *error_msg;
8420
8421         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8422           {
8423             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8424             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8425           }
8426
8427         /* Look up the name.  */
8428         decl = lookup_name (t, 0);
8429
8430         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8431            failure, not NULL_TREE.  */
8432         if (decl == NULL_TREE)
8433           decl = error_mark_node;
8434
8435         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8436                                      &idk,
8437                                      &qualifying_class,
8438                                      /*integral_constant_expression_p=*/false,
8439                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8440                                      &non_integral_constant_expression_p,
8441                                      &error_msg);
8442         if (error_msg)
8443           error (error_msg);
8444         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8445           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8446         return decl;
8447       }
8448
8449     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8450       {
8451         tree object;
8452         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8453         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8454
8455         if (targs)
8456           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8457
8458         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8459           {
8460             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8461             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8462           }
8463         else
8464           object = NULL_TREE;
8465         template = lookup_template_function (template, targs);
8466
8467         if (object)
8468           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template),
8469                          object, template, NULL_TREE);
8470         else
8471           return template;
8472       }
8473
8474     case INDIRECT_REF:
8475       {
8476         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8477
8478         if (REFERENCE_REF_P (t))
8479           {
8480             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
8481                such an indirect ref, but the substitution of the cast
8482                will have also added such an indirect ref.  */
8483             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
8484               r = convert_from_reference (r);
8485           }
8486         else
8487           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *");
8488         return r;
8489       }
8490
8491     case NOP_EXPR:
8492       return build_nop
8493         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8494          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8495
8496     case CAST_EXPR:
8497       return build_functional_cast
8498         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8499          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8500
8501     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8502       return build_reinterpret_cast
8503         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8504          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8505
8506     case CONST_CAST_EXPR:
8507       return build_const_cast
8508         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8509          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8510
8511     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8512       return build_dynamic_cast
8513         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8514          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8515
8516     case STATIC_CAST_EXPR:
8517       return build_static_cast
8518         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8519          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8520
8521     case POSTDECREMENT_EXPR:
8522     case POSTINCREMENT_EXPR:
8523       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8524                                                 args, complain, in_decl);
8525       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
8526
8527     case PREDECREMENT_EXPR:
8528     case PREINCREMENT_EXPR:
8529     case NEGATE_EXPR:
8530     case BIT_NOT_EXPR:
8531     case ABS_EXPR:
8532     case TRUTH_NOT_EXPR:
8533     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
8534     case REALPART_EXPR:
8535     case IMAGPART_EXPR:
8536       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8537
8538     case ADDR_EXPR:
8539       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8540       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
8541         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
8542                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
8543       else
8544         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
8545                                                   in_decl);
8546       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
8547         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
8548       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
8549
8550     case PLUS_EXPR:
8551     case MINUS_EXPR:
8552     case MULT_EXPR:
8553     case TRUNC_DIV_EXPR:
8554     case CEIL_DIV_EXPR:
8555     case FLOOR_DIV_EXPR:
8556     case ROUND_DIV_EXPR:
8557     case EXACT_DIV_EXPR:
8558     case BIT_AND_EXPR:
8559     case BIT_IOR_EXPR:
8560     case BIT_XOR_EXPR:
8561     case TRUNC_MOD_EXPR:
8562     case FLOOR_MOD_EXPR:
8563     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
8564     case TRUTH_ORIF_EXPR:
8565     case TRUTH_AND_EXPR:
8566     case TRUTH_OR_EXPR:
8567     case RSHIFT_EXPR:
8568     case LSHIFT_EXPR:
8569     case RROTATE_EXPR:
8570     case LROTATE_EXPR:
8571     case EQ_EXPR:
8572     case NE_EXPR:
8573     case MAX_EXPR:
8574     case MIN_EXPR:
8575     case LE_EXPR:
8576     case GE_EXPR:
8577     case LT_EXPR:
8578     case GT_EXPR:
8579     case MEMBER_REF:
8580     case DOTSTAR_EXPR:
8581       return build_x_binary_op
8582         (TREE_CODE (t),
8583          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8584          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8585          /*overloaded_p=*/NULL);
8586
8587     case SCOPE_REF:
8588       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
8589                                   /*address_p=*/false);
8590     case ARRAY_REF:
8591       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8592                                                 args, complain, in_decl);
8593       return build_x_binary_op (ARRAY_REF, op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8594                                 /*overloaded_p=*/NULL);
8595
8596     case SIZEOF_EXPR:
8597     case ALIGNOF_EXPR:
8598       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8599       if (!args)
8600         {
8601           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
8602              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
8603              the substitutions may not work.  */
8604           if (!TYPE_P (op1))
8605             op1 = TREE_TYPE (op1);
8606         }
8607       else
8608         {
8609           ++skip_evaluation;
8610           op1 = RECUR (op1);
8611           --skip_evaluation;
8612         }
8613       if (TYPE_P (op1))
8614         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
8615       else
8616         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
8617
8618     case MODOP_EXPR:
8619       {
8620         tree r = build_x_modify_expr
8621           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8622            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
8623            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8624         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
8625            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
8626            than plain assignment.  In the former case, it was already
8627            set and must be copied.  In the latter case,
8628            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
8629            here.  */
8630         if (TREE_NO_WARNING (t))
8631           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
8632         return r;
8633       }
8634
8635     case ARROW_EXPR:
8636       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8637                                                 args, complain, in_decl);
8638       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8639       if (DECL_P (op1))
8640         mark_used (op1);
8641       return build_x_arrow (op1);
8642
8643     case NEW_EXPR:
8644       return build_new
8645         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8646          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8647          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
8648          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
8649          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8650
8651     case DELETE_EXPR:
8652      return delete_sanity
8653        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8654         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8655         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
8656         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8657
8658     case COMPOUND_EXPR:
8659       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8660                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
8661
8662     case CALL_EXPR:
8663       {
8664         tree function;
8665         tree call_args;
8666         bool qualified_p;
8667         bool koenig_p;
8668
8669         function = TREE_OPERAND (t, 0);
8670         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
8671            not Koenig lookup should be performed.  */
8672         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
8673         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
8674           {
8675             qualified_p = true;
8676             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
8677                                             /*done=*/false,
8678                                             /*address_p=*/false);
8679           }
8680         else
8681           {
8682             qualified_p = (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF
8683                            && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (function, 1))
8684                                == SCOPE_REF));
8685             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
8686                                               in_decl,
8687                                               !qualified_p);
8688             if (BASELINK_P (function))
8689               qualified_p = true;
8690           }
8691
8692         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8693
8694         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
8695            lookup finds a non-function, in accordance with the
8696            expected resolution of DR 218.  */
8697         if (koenig_p
8698             && ((is_overloaded_fn (function)
8699                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
8700                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
8701                     to denote the function.  */
8702                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
8703                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
8704           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
8705
8706         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
8707           {
8708             unqualified_name_lookup_error (function);
8709             return error_mark_node;
8710           }
8711
8712         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8713         if (DECL_P (function))
8714           mark_used (function);
8715
8716         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
8717           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
8718         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
8719           {
8720             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
8721               return finish_call_expr (function, call_args,
8722                                        /*disallow_virtual=*/false,
8723                                        /*koenig_p=*/false);
8724             else
8725               return (build_new_method_call
8726                       (TREE_OPERAND (function, 0),
8727                        TREE_OPERAND (function, 1),
8728                        call_args, NULL_TREE,
8729                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL));
8730           }
8731         return finish_call_expr (function, call_args,
8732                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
8733                                  koenig_p);
8734       }
8735
8736     case COND_EXPR:
8737       return build_x_conditional_expr
8738         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8739          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8740          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8741
8742     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
8743       return finish_pseudo_destructor_expr
8744         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8745          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8746          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8747
8748     case TREE_LIST:
8749       {
8750         tree purpose, value, chain;
8751
8752         if (t == void_list_node)
8753           return t;
8754
8755         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8756         if (purpose)
8757           purpose = RECUR (purpose);
8758         value = TREE_VALUE (t);
8759         if (value)
8760           value = RECUR (value);
8761         chain = TREE_CHAIN (t);
8762         if (chain && chain != void_type_node)
8763           chain = RECUR (chain);
8764         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8765             && value == TREE_VALUE (t)
8766             && chain == TREE_CHAIN (t))
8767           return t;
8768         return tree_cons (purpose, value, chain);
8769       }
8770
8771     case COMPONENT_REF:
8772       {
8773         tree object;
8774         tree member;
8775
8776         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8777                                                      args, complain, in_decl);
8778         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8779         if (DECL_P (object))
8780           mark_used (object);
8781
8782         member = TREE_OPERAND (t, 1);
8783         if (BASELINK_P (member))
8784           member = tsubst_baselink (member,
8785                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
8786                                     args, complain, in_decl);
8787         else
8788           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
8789
8790         if (member == error_mark_node)
8791           return error_mark_node;
8792         else if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (object)))
8793           {
8794             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
8795               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
8796                                                     NULL_TREE,
8797                                                     TREE_TYPE (object));
8798             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8799                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
8800               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
8801                                                     object,
8802                                                     TREE_TYPE (object));
8803           }
8804         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8805                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
8806           {
8807             tree tmpl;
8808             tree args;
8809
8810             /* Lookup the template functions now that we know what the
8811                scope is.  */
8812             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
8813             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
8814             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
8815                                             /*is_type_p=*/false,
8816                                             /*complain=*/false);
8817             if (BASELINK_P (member))
8818               {
8819                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
8820                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
8821                               args);
8822                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
8823                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
8824                            TREE_TYPE (object)));
8825               }
8826             else
8827               {
8828                 qualified_name_lookup_error (TREE_TYPE (object), tmpl,
8829                                              member);
8830                 return error_mark_node;
8831               }
8832           }
8833         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8834                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
8835                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
8836           {
8837             if (complain & tf_error)
8838               {
8839                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
8840                   error ("%qT is not a class or namespace",
8841                          TREE_OPERAND (member, 0));
8842                 else
8843                   error ("%qD is not a class or namespace",
8844                          TREE_OPERAND (member, 0));
8845               }
8846             return error_mark_node;
8847           }
8848         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
8849           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
8850
8851         return finish_class_member_access_expr (object, member);
8852       }
8853
8854     case THROW_EXPR:
8855       return build_throw
8856         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8857
8858     case CONSTRUCTOR:
8859       {
8860         VEC(constructor_elt,gc) *n;
8861         constructor_elt *ce;
8862         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
8863         tree r;
8864         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8865         bool process_index_p;
8866
8867         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
8868         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
8869           return t;
8870
8871         /* We do not want to process the index of aggregate
8872            initializers as they are identifier nodes which will be
8873            looked up by digest_init.  */
8874         process_index_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
8875
8876         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
8877         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
8878           {
8879             if (ce->index && process_index_p)
8880               ce->index = RECUR (ce->index);
8881             ce->value = RECUR (ce->value);
8882           }
8883
8884         r = build_constructor (NULL_TREE, n);
8885         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
8886
8887         if (type)
8888           return digest_init (type, r);
8889         return r;
8890       }
8891
8892     case TYPEID_EXPR:
8893       {
8894         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8895         if (TYPE_P (operand_0))
8896           return get_typeid (operand_0);
8897         return build_typeid (operand_0);
8898       }
8899
8900     case VAR_DECL:
8901       if (!args)
8902         return t;
8903       /* Fall through */
8904
8905     case PARM_DECL:
8906       {
8907         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8908
8909         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
8910           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
8911              the appropriate INDIRECT_REF.  */
8912           r = convert_from_reference (r);
8913         return r;
8914       }
8915
8916     case VA_ARG_EXPR:
8917       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8918                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
8919                                           in_decl));
8920
8921     case OFFSETOF_EXPR:
8922       return fold_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8923
8924     case STMT_EXPR:
8925       {
8926         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
8927         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
8928
8929         cur_stmt_expr = stmt_expr;
8930         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl);
8931         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
8932         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
8933
8934         return stmt_expr;
8935       }
8936
8937     case CONST_DECL:
8938       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8939       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
8940          to their underlying values.  */
8941       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
8942         return DECL_INITIAL (t);
8943       return t;
8944
8945     default:
8946       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
8947       {
8948         tree subst
8949           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
8950                                          in_decl, /*function_p=*/false);
8951         if (subst)
8952           return subst;
8953       }
8954       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8955     }
8956
8957 #undef RECUR
8958 }
8959
8960 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
8961    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
8962    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
8963    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
8964
8965 static bool
8966 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
8967 {
8968   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
8969   bool result = false;
8970
8971   for (ix = 0; ix != len; ix++)
8972     {
8973       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
8974
8975       if (TYPE_P (t))
8976         {
8977           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
8978              of a class or enumeration declared in a local scope)
8979              shall not be used to declare an entity with linkage.
8980              This implies that names with no linkage cannot be used as
8981              template arguments.  */
8982           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
8983
8984           if (nt)
8985             {
8986               /* DR 488 makes use of a type with no linkage causes
8987                  type deduction to fail.  */ 
8988               if (complain & tf_error)
8989                 {
8990                   if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
8991                     error ("%qT is/uses anonymous type", t);
8992                   else
8993                     error ("%qT uses local type %qT", t, nt);
8994                 }
8995               result = true;
8996             }
8997           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
8998              allow variably-modified types as template arguments.  */
8999           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
9000             {
9001               if (complain & tf_error)
9002                 error ("%qT is a variably modified type", t);
9003               result = true;
9004             }
9005         }
9006       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
9007          constant.  */
9008       else if (TREE_TYPE (t)
9009                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
9010                && !TREE_CONSTANT (t))
9011         {
9012           if (complain & tf_error)
9013             error ("integral expression %qE is not constant", t);
9014           result = true;
9015         }
9016     }
9017   if (result && (complain & tf_error))
9018     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
9019   return result;
9020 }
9021
9022 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
9023    the template arguments in TARG_PTR.  */
9024
9025 tree
9026 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
9027 {
9028   tree fndecl;
9029   tree gen_tmpl;
9030   tree spec;
9031
9032   if (tmpl == error_mark_node)
9033     return error_mark_node;
9034
9035   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
9036
9037   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
9038   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
9039     {
9040       tree spec;
9041       tree clone;
9042
9043       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
9044                                    complain);
9045       if (spec == error_mark_node)
9046         return error_mark_node;
9047
9048       /* Look for the clone.  */
9049       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
9050         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
9051           return clone;
9052       /* We should always have found the clone by now.  */
9053       gcc_unreachable ();
9054       return NULL_TREE;
9055     }
9056
9057   /* Check to see if we already have this specialization.  */
9058   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr,
9059                                   /*class_specializations_p=*/false);
9060   if (spec != NULL_TREE)
9061     return spec;
9062
9063   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9064   if (tmpl != gen_tmpl)
9065     {
9066       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
9067          arguments we must add the arguments used to perform the
9068          partial instantiation.  */
9069       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
9070                                               targ_ptr);
9071
9072       /* Check to see if we already have this specialization.  */
9073       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
9074                                       /*class_specializations_p=*/false);
9075       if (spec != NULL_TREE)
9076         return spec;
9077     }
9078
9079   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
9080                                complain))
9081     return error_mark_node;
9082
9083   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
9084      parameters and return types have to be checked.  However this
9085      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
9086      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
9087      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
9088   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
9089
9090   /* Substitute template parameters.  */
9091   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
9092                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
9093
9094   /* Now we know the specialization, compute access previously
9095      deferred.  */
9096   push_access_scope (fndecl);
9097   perform_deferred_access_checks ();
9098   pop_access_scope (fndecl);
9099   pop_deferring_access_checks ();
9100
9101   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9102      template, not the most general template.  */
9103   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9104
9105   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9106      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9107      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9108      instantiating the template clones.  */
9109   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9110     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9111
9112   return fndecl;
9113 }
9114
9115 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9116    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9117    into which the deduced template arguments are placed.
9118
9119    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9120    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9121    printed only for an incomplete match.
9122
9123    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9124    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9125
9126    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9127    template-id.
9128
9129    The parameter STRICT is one of:
9130
9131    DEDUCE_CALL:
9132      We are deducing arguments for a function call, as in
9133      [temp.deduct.call].
9134
9135    DEDUCE_CONV:
9136      We are deducing arguments for a conversion function, as in
9137      [temp.deduct.conv].
9138
9139    DEDUCE_EXACT:
9140      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9141      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9142      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9143      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
9144
9145 int
9146 fn_type_unification (tree fn,
9147                      tree explicit_targs,
9148                      tree targs,
9149                      tree args,
9150                      tree return_type,
9151                      unification_kind_t strict,
9152                      int flags)
9153 {
9154   tree parms;
9155   tree fntype;
9156   int result;
9157
9158   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9159
9160   fntype = TREE_TYPE (fn);
9161   if (explicit_targs)
9162     {
9163       /* [temp.deduct]
9164
9165          The specified template arguments must match the template
9166          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9167          must not be more arguments than there are parameters;
9168          otherwise type deduction fails.
9169
9170          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9171          nontype template parameters, or must be convertible to the
9172          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9173          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9174
9175          All references in the function type of the function template
9176          to the corresponding template parameters are replaced by the
9177          specified template argument values.  If a substitution in a
9178          template parameter or in the function type of the function
9179          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9180       int i;
9181       tree converted_args;
9182       bool incomplete;
9183
9184       if (explicit_targs == error_mark_node)
9185         return 1;
9186
9187       converted_args
9188         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9189                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
9190                                   /*require_all_arguments=*/0));
9191       if (converted_args == error_mark_node)
9192         return 1;
9193
9194       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9195          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9196          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9197          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9198          processing during substitution as we could create partial
9199          instantiations.  */
9200       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9201       processing_template_decl += incomplete;
9202       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9203       processing_template_decl -= incomplete;
9204
9205       if (fntype == error_mark_node)
9206         return 1;
9207
9208       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9209       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9210         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9211     }
9212
9213   parms = TYPE_ARG_TYPES (fntype);
9214   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9215   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn))
9216     parms = TREE_CHAIN (parms);
9217
9218   if (return_type)
9219     {
9220       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9221       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9222     }
9223
9224   /* We allow incomplete unification without an error message here
9225      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9226      callers must be ready to deal with unification failures in any
9227      event.  */
9228   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9229                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9230                                   strict, flags);
9231
9232   if (result == 0)
9233     /* All is well so far.  Now, check:
9234
9235        [temp.deduct]
9236
9237        When all template arguments have been deduced, all uses of
9238        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9239        the corresponding deduced argument values.  If the
9240        substitution results in an invalid type, as described above,
9241        type deduction fails.  */
9242     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9243         == error_mark_node)
9244       return 1;
9245
9246   return result;
9247 }
9248
9249 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9250    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9251    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9252    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9253    the argument passed to the call, or the type of the value
9254    initialized with the result of the conversion function.  */
9255
9256 static int
9257 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
9258                                   tree* parm,
9259                                   tree* arg)
9260 {
9261   int result = 0;
9262
9263   switch (strict)
9264     {
9265     case DEDUCE_CALL:
9266       break;
9267
9268     case DEDUCE_CONV:
9269       {
9270         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9271            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9272            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9273         tree* temp = parm;
9274         parm = arg;
9275         arg = temp;
9276         break;
9277       }
9278
9279     case DEDUCE_EXACT:
9280       /* There is nothing to do in this case.  */
9281       return 0;
9282
9283     default:
9284       gcc_unreachable ();
9285     }
9286
9287   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9288     {
9289       /* [temp.deduct.call]
9290
9291          If P is not a reference type:
9292
9293          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9294          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9295          used in place of A for type deduction; otherwise,
9296
9297          --If A is a function type, the pointer type produced by
9298          the function-to-pointer standard conversion
9299          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9300          otherwise,
9301
9302          --If A is a cv-qualified type, the top level
9303          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9304          deduction.  */
9305       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9306         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9307       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9308         *arg = build_pointer_type (*arg);
9309       else
9310         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9311     }
9312
9313   /* [temp.deduct.call]
9314
9315      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9316      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9317      reference type, the type referred to by P is used for
9318      type deduction.  */
9319   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9320   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9321     {
9322       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9323       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9324     }
9325
9326   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9327      too (which has been swapped into ARG).  */
9328   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9329     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9330
9331   return result;
9332 }
9333
9334 /* Most parms like fn_type_unification.
9335
9336    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9337    arguments of a function or method parameter of a function
9338    template). */
9339
9340 static int
9341 type_unification_real (tree tparms,
9342                        tree targs,
9343                        tree xparms,
9344                        tree xargs,
9345                        int subr,
9346                        unification_kind_t strict,
9347                        int flags)
9348 {
9349   tree parm, arg;
9350   int i;
9351   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9352   int sub_strict;
9353   int saw_undeduced = 0;
9354   tree parms, args;
9355
9356   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9357   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9358   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9359   gcc_assert (ntparms > 0);
9360
9361   switch (strict)
9362     {
9363     case DEDUCE_CALL:
9364       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9365                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9366       break;
9367
9368     case DEDUCE_CONV:
9369       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9370       break;
9371
9372     case DEDUCE_EXACT:
9373       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9374       break;
9375
9376     default:
9377       gcc_unreachable ();
9378     }
9379
9380  again:
9381   parms = xparms;
9382   args = xargs;
9383
9384   while (parms && parms != void_list_node
9385          && args && args != void_list_node)
9386     {
9387       parm = TREE_VALUE (parms);
9388       parms = TREE_CHAIN (parms);
9389       arg = TREE_VALUE (args);
9390       args = TREE_CHAIN (args);
9391
9392       if (arg == error_mark_node)
9393         return 1;
9394       if (arg == unknown_type_node)
9395         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9396            template args from other function args.  */
9397         continue;
9398
9399       /* Conversions will be performed on a function argument that
9400          corresponds with a function parameter that contains only
9401          non-deducible template parameters and explicitly specified
9402          template parameters.  */
9403       if (!uses_template_parms (parm))
9404         {
9405           tree type;
9406
9407           if (!TYPE_P (arg))
9408             type = TREE_TYPE (arg);
9409           else
9410             type = arg;
9411
9412           if (same_type_p (parm, type))
9413             continue;
9414           if (strict != DEDUCE_EXACT
9415               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg, 
9416                                   flags))
9417             continue;
9418           
9419           return 1;
9420         }
9421
9422       if (!TYPE_P (arg))
9423         {
9424           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9425           if (type_unknown_p (arg))
9426             {
9427               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from
9428                  a pointer to function or pointer to member function
9429                  argument if the set of overloaded functions does not
9430                  contain function templates and at most one of a set of
9431                  overloaded functions provides a unique match.  */
9432
9433               if (resolve_overloaded_unification
9434                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict)
9435                   != 0)
9436                 return 1;
9437               continue;
9438             }
9439           arg = TREE_TYPE (arg);
9440           if (arg == error_mark_node)
9441             return 1;
9442         }
9443
9444       {
9445         int arg_strict = sub_strict;
9446
9447         if (!subr)
9448           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9449
9450         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
9451           return 1;
9452       }
9453     }
9454
9455   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
9456      are present, and the parm list isn't variadic.  */
9457   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
9458     return 1;
9459   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
9460   if (parms && parms != void_list_node
9461       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
9462     return 1;
9463
9464   if (!subr)
9465     for (i = 0; i < ntparms; i++)
9466       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
9467         {
9468           tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
9469
9470           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
9471              a type parameter, try another pass; its type may have been
9472              deduced from a later argument than the one from which
9473              this parameter can be deduced.  */
9474           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
9475               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
9476               && !saw_undeduced++)
9477             goto again;
9478
9479           return 2;
9480         }
9481
9482   return 0;
9483 }
9484
9485 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables at the
9486    call site.  ARG is an overloaded function (or template-id); we try
9487    deducing template args from each of the overloads, and if only one
9488    succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns 0 on success.  */
9489
9490 static int
9491 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
9492                                 tree targs,
9493                                 tree parm,
9494                                 tree arg,
9495                                 unification_kind_t strict,
9496                                 int sub_strict)
9497 {
9498   tree tempargs = copy_node (targs);
9499   int good = 0;
9500   bool addr_p;
9501
9502   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
9503     {
9504       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9505       addr_p = true;
9506     }
9507   else
9508     addr_p = false;
9509
9510   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
9511     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
9512        function name.  */
9513     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9514
9515   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
9516     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9517
9518   /* Strip baselink information.  */
9519   if (BASELINK_P (arg))
9520     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
9521
9522   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9523     {
9524       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
9525          the affected templates before we try to unify, in case the
9526          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
9527
9528       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
9529       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9530
9531       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9532         {
9533           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
9534           tree subargs, elem;
9535
9536           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
9537             continue;
9538
9539           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
9540                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
9541           if (subargs)
9542             {
9543               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
9544               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9545                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
9546             }
9547         }
9548     }
9549   else
9550     {
9551       gcc_assert (TREE_CODE (arg) == OVERLOAD
9552                   || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_DECL);
9553
9554       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9555         good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9556                                   TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
9557                                   strict, sub_strict, addr_p);
9558     }
9559
9560   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9561      to function or pointer to member function argument if the set of
9562      overloaded functions does not contain function templates and at most
9563      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9564
9565      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
9566      deduce anything.  */
9567
9568   if (good == 1)
9569     {
9570       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9571       for (; i--; )
9572         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
9573           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9574     }
9575   if (good)
9576     return 0;
9577
9578   return 1;
9579 }
9580
9581 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
9582    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
9583    different overloads deduce different arguments for a given parm.
9584    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
9585    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
9586
9587    Returns 1 on success.  */
9588
9589 static int
9590 try_one_overload (tree tparms,
9591                   tree orig_targs,
9592                   tree targs,
9593                   tree parm,
9594                   tree arg,
9595                   unification_kind_t strict,
9596                   int sub_strict,
9597                   bool addr_p)
9598 {
9599   int nargs;
9600   tree tempargs;
9601   int i;
9602
9603   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9604      to function or pointer to member function argument if the set of
9605      overloaded functions does not contain function templates and at most
9606      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9607
9608      So if this is a template, just return success.  */
9609
9610   if (uses_template_parms (arg))
9611     return 1;
9612
9613   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9614     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
9615   else if (addr_p)
9616     arg = build_pointer_type (arg);
9617
9618   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9619
9620   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
9621      some template args from previous args, unify would complain when we
9622      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
9623      there isn't really a conflict.  */
9624   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9625   tempargs = make_tree_vec (nargs);
9626
9627   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
9628     return 0;
9629
9630   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
9631      explicitly specified args.  */
9632   for (i = nargs; i--; )
9633     {
9634       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9635       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
9636
9637       if (!elt)
9638         /*NOP*/;
9639       else if (uses_template_parms (elt))
9640         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
9641            template args used in the function parm list with our own
9642            template parms.  Discard them.  */
9643         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
9644       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
9645         return 0;
9646     }
9647
9648   for (i = nargs; i--; )
9649     {
9650       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9651
9652       if (elt)
9653         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
9654     }
9655
9656   return 1;
9657 }
9658
9659 /* Verify that nondeduce template argument agrees with the type
9660    obtained from argument deduction.  Return nonzero if the
9661    verification fails.
9662
9663    For example:
9664
9665      struct A { typedef int X; };
9666      template <class T, class U> struct C {};
9667      template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
9668
9669    Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
9670    `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
9671    is `int'.  This function ensure that they agree.
9672
9673    TARGS, PARMS are the same as the arguments of unify.
9674    ARGS contains template arguments from all levels.  */
9675
9676 static int
9677 verify_class_unification (tree targs, tree parms, tree args)
9678 {
9679   parms = tsubst (parms, add_outermost_template_args (args, targs),
9680                   tf_none, NULL_TREE);
9681   if (parms == error_mark_node)
9682     return 1;
9683
9684   return !comp_template_args (parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args));
9685 }
9686
9687 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
9688    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
9689    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
9690    TARGS are as for unify.  */
9691
9692 static tree
9693 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9694 {
9695   tree copy_of_targs;
9696
9697   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
9698       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
9699           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
9700     return NULL_TREE;
9701
9702   /* We need to make a new template argument vector for the call to
9703      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
9704      the attempted unification, even if this class didn't work out.
9705      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
9706      we've already done, since unification is supposed to be done on
9707      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
9708      following pathological case:
9709
9710        template <int I, int J, int K>
9711        struct S {};
9712
9713        template <int I, int J>
9714        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
9715
9716        template <int I, int J, int K>
9717        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
9718
9719        void g() {
9720          S<0, 0, 0> s0;
9721          S<0, 1, 2> s2;
9722
9723          f(s0, s2);
9724        }
9725
9726      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
9727      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
9728      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
9729      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
9730      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
9731      would reject the possibility I=1.  */
9732   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
9733
9734   /* If unification failed, we're done.  */
9735   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
9736              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
9737     return NULL_TREE;
9738
9739   return arg;
9740 }
9741
9742 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
9743    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
9744    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
9745    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
9746    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
9747    by unify.  */
9748
9749 static tree
9750 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9751 {
9752   tree rval = NULL_TREE;
9753   tree binfo;
9754
9755   gcc_assert (IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (arg)));
9756
9757   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
9758   if (!binfo)
9759     /* The type could not be completed.  */
9760     return NULL_TREE;
9761
9762   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
9763      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
9764   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
9765     {
9766       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
9767
9768       if (r)
9769         {
9770           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
9771
9772                [temp.deduct.call]
9773
9774               If they yield more than one possible deduced A, the type
9775               deduction fails.
9776
9777              applies.  */
9778           if (rval && !same_type_p (r, rval))
9779             return NULL_TREE;
9780
9781           rval = r;
9782         }
9783     }
9784
9785   return rval;
9786 }
9787
9788 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
9789
9790 static int
9791 template_decl_level (tree decl)
9792 {
9793   switch (TREE_CODE (decl))
9794     {
9795     case TYPE_DECL:
9796     case TEMPLATE_DECL:
9797       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
9798
9799     case PARM_DECL:
9800       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
9801
9802     default:
9803       gcc_unreachable ();
9804     }
9805   return 0;
9806 }
9807
9808 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
9809    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
9810    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
9811
9812 static int
9813 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
9814 {
9815   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
9816   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
9817
9818   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9819       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9820     {
9821       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
9822           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
9823           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
9824           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
9825           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
9826           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
9827       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
9828            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
9829            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9830           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
9831         return 0;
9832
9833       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
9834           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
9835         return 0;
9836     }
9837
9838   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9839       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
9840     return 0;
9841
9842   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
9843       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
9844     return 0;
9845
9846   return 1;
9847 }
9848
9849 /* Takes parameters as for type_unification.  Returns 0 if the
9850    type deduction succeeds, 1 otherwise.  The parameter STRICT is a
9851    bitwise or of the following flags:
9852
9853      UNIFY_ALLOW_NONE:
9854        Require an exact match between PARM and ARG.
9855      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
9856        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
9857        conversion) than ARG.
9858      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
9859        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
9860      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
9861        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
9862        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
9863        ARG.
9864      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
9865        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
9866        case for more information.
9867      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
9868        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
9869        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
9870        have const qualified pointers leading up to the inner type which
9871        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
9872        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
9873        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
9874      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
9875        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
9876        qualified at this point.
9877      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
9878        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
9879        qualified at this point.  */
9880
9881 static int
9882 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
9883 {
9884   int idx;
9885   tree targ;
9886   tree tparm;
9887   int strict_in = strict;
9888
9889   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
9890      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
9891      signedness is the only information lost, and I think that will be
9892      okay.  */
9893   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
9894     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
9895
9896   if (arg == error_mark_node)
9897     return 1;
9898   if (arg == unknown_type_node)
9899     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9900        template args from other function args.  */
9901     return 0;
9902
9903   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
9904      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
9905      template parameters.  We might need them if we're trying to
9906      figure out which of two things is more specialized.  */
9907   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
9908     return 0;
9909
9910   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
9911      cv-qualification mismatches.  */
9912   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9913       && TYPE_P (arg)
9914       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
9915          type, and the elements might be template type parms. We'll check
9916          when we recurse.  */
9917       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
9918       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
9919          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
9920          PARM `T' for example, when computing which of two templates
9921          is more specialized, for example.  */
9922       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
9923       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
9924     return 1;
9925
9926   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
9927       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
9928     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
9929   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
9930   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
9931   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9932   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
9933
9934   switch (TREE_CODE (parm))
9935     {
9936     case TYPENAME_TYPE:
9937     case SCOPE_REF:
9938     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
9939       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
9940          argument values cannot be deduced for template parameters used
9941          within the nested-name-specifier.  */
9942       return 0;
9943
9944     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9945     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9946     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9947       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
9948
9949       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
9950           != template_decl_level (tparm))
9951         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
9952            to see if it matches ARG.  */
9953         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9954                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
9955       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
9956       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
9957       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
9958
9959       /* Check for mixed types and values.  */
9960       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9961            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
9962           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9963               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
9964         return 1;
9965
9966       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9967         {
9968           /* ARG must be constructed from a template class or a template
9969              template parameter.  */
9970           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9971               && (TREE_CODE (arg) != RECORD_TYPE || !CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)))
9972             return 1;
9973
9974           {
9975             tree parmtmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (parm);
9976             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
9977             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
9978             tree argtmplvec
9979               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_TI_TEMPLATE (arg));
9980             int i;
9981
9982             /* The parameter and argument roles have to be switched here
9983                in order to handle default arguments properly.  For example,
9984                template<template <class> class TT> void f(TT<int>)
9985                should be able to accept vector<int> which comes from
9986                template <class T, class Allocator = allocator>
9987                class vector.  */
9988
9989             if (coerce_template_parms (argtmplvec, parmvec, parmtmpl, 0, 1)
9990                 == error_mark_node)
9991               return 1;
9992
9993             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
9994                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
9995                rather than the whole TREE_VEC since they can have
9996                different number of elements.  */
9997
9998             for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parmvec); ++i)
9999               {
10000                 if (unify (tparms, targs,
10001                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
10002                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
10003                            UNIFY_ALLOW_NONE))
10004                   return 1;
10005               }
10006           }
10007           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
10008
10009           /* Fall through to deduce template name.  */
10010         }
10011
10012       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10013           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10014         {
10015           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
10016
10017           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10018           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
10019             return 0;
10020           else if (targ)
10021             return 1;
10022         }
10023       else
10024         {
10025           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
10026              a match unless we are allowing additional qualification.
10027              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
10028              that binds `const int' to `T'.  */
10029           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
10030                                          arg, parm))
10031             return 1;
10032
10033           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
10034              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
10035           arg = cp_build_qualified_type_real
10036             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
10037           if (arg == error_mark_node)
10038             return 1;
10039
10040           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10041           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
10042             return 0;
10043           else if (targ)
10044             return 1;
10045
10046           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
10047              that were talking about variable-sized arrays (like
10048              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
10049              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
10050              the bound of the array will not be computable in an
10051              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
10052              ISO C++, so we can do as we please here.  */
10053           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
10054             return 1;
10055         }
10056
10057       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10058       return 0;
10059
10060     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10061       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10062
10063       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
10064           != template_decl_level (tparm))
10065         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10066            to see if it matches ARG.  */
10067         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10068                  && cp_tree_equal (parm, arg));
10069
10070       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
10071       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
10072
10073       if (targ)
10074         return !cp_tree_equal (targ, arg);
10075
10076       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
10077          with a non-type template-parameter, the non-type
10078          template-parameter is used in an expression in the function
10079          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
10080          deduced, the template-argument type shall match the type of the
10081          template-parameter exactly, except that a template-argument
10082          deduced from an array bound may be of any integral type.
10083          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
10084       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
10085       if (!TREE_TYPE (arg))
10086         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
10087            It will later be processed in convert_template_argument.  */
10088         ;
10089       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
10090         /* OK */;
10091       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
10092                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
10093                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
10094         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
10095            template argument must exactly match the types of the
10096            corresponding parameter.  */
10097         arg = fold (build_nop (TREE_TYPE (parm), arg));
10098       else if (uses_template_parms (tparm))
10099         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
10100            later.  */
10101         return 0;
10102       else
10103         return 1;
10104
10105       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10106       return 0;
10107
10108     case PTRMEM_CST:
10109      {
10110         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
10111          another constant.  */
10112       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
10113         return 1;
10114
10115       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
10116          wrong, depending on the strict flags) to unify also
10117          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
10118          arg refer to the same variable, even if through different
10119          classes. For instance:
10120
10121          struct A { int x; };
10122          struct B : A { };
10123
10124          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
10125       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
10126                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
10127      }
10128
10129     case POINTER_TYPE:
10130       {
10131         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
10132           return 1;
10133
10134         /* [temp.deduct.call]
10135
10136            A can be another pointer or pointer to member type that can
10137            be converted to the deduced A via a qualification
10138            conversion (_conv.qual_).
10139
10140            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
10141            This will allow for additional cv-qualification of the
10142            pointed-to types if appropriate.  */
10143
10144         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
10145           /* The derived-to-base conversion only persists through one
10146              level of pointers.  */
10147           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
10148
10149         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10150                       TREE_TYPE (arg), strict);
10151       }
10152
10153     case REFERENCE_TYPE:
10154       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
10155         return 1;
10156       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10157                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10158
10159     case ARRAY_TYPE:
10160       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
10161         return 1;
10162       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
10163           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
10164         return 1;
10165       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
10166         {
10167           tree parm_max;
10168           tree arg_max;
10169
10170           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
10171           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
10172
10173           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
10174              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
10175              not an integer constant.  */
10176           if (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR)
10177             {
10178               arg_max = fold_build2 (PLUS_EXPR,
10179                                      integer_type_node,
10180                                      arg_max,
10181                                      TREE_OPERAND (parm_max, 1));
10182               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
10183             }
10184
10185           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
10186             return 1;
10187         }
10188       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10189                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10190
10191     case REAL_TYPE:
10192     case COMPLEX_TYPE:
10193     case VECTOR_TYPE:
10194     case INTEGER_TYPE:
10195     case BOOLEAN_TYPE:
10196     case ENUMERAL_TYPE:
10197     case VOID_TYPE:
10198       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10199         return 1;
10200
10201       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
10202          function.  */
10203       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
10204         return 1;
10205
10206       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
10207          will invalidate it if necessary.  */
10208       return 0;
10209
10210       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
10211       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
10212     case INTEGER_CST:
10213       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
10214         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10215
10216       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
10217         return 1;
10218       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
10219
10220     case TREE_VEC:
10221       {
10222         int i;
10223         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
10224           return 1;
10225         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
10226           return 1;
10227         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
10228           if (unify (tparms, targs,
10229                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
10230                      UNIFY_ALLOW_NONE))
10231             return 1;
10232         return 0;
10233       }
10234
10235     case RECORD_TYPE:
10236     case UNION_TYPE:
10237       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10238         return 1;
10239
10240       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
10241         {
10242           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10243             return 1;
10244
10245           return unify (tparms, targs,
10246                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
10247                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
10248                         strict);
10249         }
10250
10251       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
10252         {
10253           tree t = NULL_TREE;
10254
10255           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
10256             {
10257               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
10258               t = try_class_unification (tparms, targs,
10259                                          parm, arg);
10260
10261               if (!t)
10262                 {
10263                   /* Fallback to the special case allowed in
10264                      [temp.deduct.call]:
10265
10266                        If P is a class, and P has the form
10267                        template-id, then A can be a derived class of
10268                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
10269                        a class of the form template-id, A can be a
10270                        pointer to a derived class pointed to by the
10271                        deduced A.  */
10272                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
10273
10274                   if (!t)
10275                     return 1;
10276                 }
10277             }
10278           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
10279                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
10280                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
10281             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
10282                Then, we should unify `int' and `U'.  */
10283             t = arg;
10284           else
10285             /* There's no chance of unification succeeding.  */
10286             return 1;
10287
10288           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10289                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
10290         }
10291       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
10292         return 1;
10293       return 0;
10294
10295     case METHOD_TYPE:
10296     case FUNCTION_TYPE:
10297       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10298         return 1;
10299
10300       /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
10301          match exactly.  We need to check them explicitly here,
10302          because type_unification_real treats them as any other
10303          cvqualified parameter.  */
10304       if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
10305           && (!check_cv_quals_for_unify
10306               (UNIFY_ALLOW_NONE,
10307                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
10308                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
10309         return 1;
10310
10311       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10312                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10313         return 1;
10314       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10315                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, DEDUCE_EXACT,
10316                                     LOOKUP_NORMAL);
10317
10318     case OFFSET_TYPE:
10319       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
10320          deduces the type of the member as a function type. */
10321       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10322         {
10323           tree method_type;
10324           tree fntype;
10325           cp_cv_quals cv_quals;
10326
10327           /* Check top-level cv qualifiers */
10328           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
10329             return 1;
10330
10331           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10332                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10333             return 1;
10334
10335           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
10336           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
10337           fntype =
10338             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
10339                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
10340
10341           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
10342              implicit object parameter and place them on the function
10343              type to be restored later. */
10344           cv_quals =
10345             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
10346           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
10347           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
10348         }
10349
10350       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10351         return 1;
10352       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10353                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10354         return 1;
10355       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10356                     strict);
10357
10358     case CONST_DECL:
10359       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10360         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10361       if (arg != integral_constant_value (parm))
10362         return 1;
10363       return 0;
10364
10365     case FIELD_DECL:
10366     case TEMPLATE_DECL:
10367       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10368       return 1;
10369
10370     default:
10371       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10372
10373       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10374          something like:
10375
10376            template <int I>
10377            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10378
10379          This is a "nondeduced context":
10380
10381            [deduct.type]
10382
10383            The nondeduced contexts are:
10384
10385            --A type that is a template-id in which one or more of
10386              the template-arguments is an expression that references
10387              a template-parameter.
10388
10389          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10390          actually infer any unifications.  */
10391
10392       if (!uses_template_parms (parm)
10393           && !template_args_equal (parm, arg))
10394         return 1;
10395       else
10396         return 0;
10397     }
10398 }
10399 \f
10400 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
10401    required.  */
10402
10403 static void
10404 mark_definable (tree decl)
10405 {
10406   tree clone;
10407   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
10408   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
10409     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
10410 }
10411
10412 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
10413    explicitly instantiated class.  */
10414
10415 void
10416 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
10417 {
10418   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
10419
10420   /* If this entity has already been written out, it's too late to
10421      make any modifications.  */
10422   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
10423     return;
10424
10425   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
10426     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
10427        set correctly by tsubst.  */
10428     TREE_PUBLIC (result) = 1;
10429
10430   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
10431   DECL_COMDAT (result) = 0;
10432
10433   if (extern_p)
10434     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
10435   else
10436     {
10437       mark_definable (result);
10438       /* Always make artificials weak.  */
10439       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
10440         comdat_linkage (result);
10441       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
10442          linkonce sections.  */
10443       else if (TREE_PUBLIC (result))
10444         maybe_make_one_only (result);
10445     }
10446
10447   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
10448      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
10449      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
10450      emitted here.  In neither circumstance do we want
10451      import_export_decl to adjust the linkage.  */
10452   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
10453 }
10454
10455 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
10456
10457    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
10458    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10459    0 if neither is more specialized.
10460
10461    LEN indicates the number of parameters we should consider
10462    (defaulted parameters should not be considered).
10463
10464    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
10465    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
10466    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
10467    the templates will be more specialized if all the *other*
10468    template's arguments deduce against its arguments and at least one
10469    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
10470    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
10471    The arguments used in deduction have reference and top level cv
10472    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
10473    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
10474    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
10475    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
10476    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
10477    we do *not* verify the deduced template argument values can be
10478    substituted into non-deduced contexts, nor do we have to verify
10479    that all template arguments have been deduced.  */
10480
10481 int
10482 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
10483 {
10484   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
10485   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
10486   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
10487   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
10488   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
10489   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
10490   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
10491   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
10492   int better1 = 0;
10493   int better2 = 0;
10494
10495   /* If only one is a member function, they are unordered.  */
10496   if (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl1) != DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl2))
10497     return 0;
10498
10499   /* Don't consider 'this' parameter.  */
10500   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
10501     args1 = TREE_CHAIN (args1);
10502   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
10503     args2 = TREE_CHAIN (args2);
10504
10505   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
10506   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
10507     return 0;
10508
10509   /* Consider the return type for a conversion function */
10510   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
10511     {
10512       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
10513       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
10514       len++;
10515     }
10516
10517   processing_template_decl++;
10518
10519   while (len--)
10520     {
10521       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
10522       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
10523       int deduce1, deduce2;
10524       int quals1 = -1;
10525       int quals2 = -1;
10526
10527       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
10528         {
10529           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10530           quals1 = cp_type_quals (arg1);
10531         }
10532
10533       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
10534         {
10535           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10536           quals2 = cp_type_quals (arg2);
10537         }
10538
10539       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
10540         {
10541           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
10542              array/function pointer decay to it.  This is not part of
10543              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
10544              for the function call itself, and with our earlier
10545              implementation of the underspecified partial ordering
10546              rules.  (nathan).  */
10547           if (quals1 >= 0)
10548             {
10549               switch (TREE_CODE (arg1))
10550                 {
10551                 case ARRAY_TYPE:
10552                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10553                   /* FALLTHROUGH. */
10554                 case FUNCTION_TYPE:
10555                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
10556                   break;
10557
10558                 default:
10559                   break;
10560                 }
10561             }
10562           else
10563             {
10564               switch (TREE_CODE (arg2))
10565                 {
10566                 case ARRAY_TYPE:
10567                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10568                   /* FALLTHROUGH. */
10569                 case FUNCTION_TYPE:
10570                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
10571                   break;
10572
10573                 default:
10574                   break;
10575                 }
10576             }
10577         }
10578
10579       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
10580       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
10581
10582       deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
10583       deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
10584
10585       if (!deduce1)
10586         better2 = -1;
10587       if (!deduce2)
10588         better1 = -1;
10589       if (better1 < 0 && better2 < 0)
10590         /* We've failed to deduce something in either direction.
10591            These must be unordered.  */
10592         break;
10593
10594       if (deduce1 && deduce2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
10595         {
10596           /* Deduces in both directions, see if quals can
10597              disambiguate.  Pretend the worse one failed to deduce. */
10598           if ((quals1 & quals2) == quals2)
10599             deduce1 = 0;
10600           if ((quals1 & quals2) == quals1)
10601             deduce2 = 0;
10602         }
10603       if (deduce1 && !deduce2 && !better2)
10604         better2 = 1;
10605       if (deduce2 && !deduce1 && !better1)
10606         better1 = 1;
10607
10608       args1 = TREE_CHAIN (args1);
10609       args2 = TREE_CHAIN (args2);
10610     }
10611
10612   processing_template_decl--;
10613
10614   return (better1 > 0) - (better2 > 0);
10615 }
10616
10617 /* Given two class template specialization list nodes PAT1 and PAT2, return:
10618
10619    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.class.order].
10620    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10621    0 if neither is more specialized.
10622
10623    FULL_ARGS is the full set of template arguments that triggers this
10624    partial ordering.  */
10625
10626 int
10627 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2, tree full_args)
10628 {
10629   tree targs;
10630   int winner = 0;
10631
10632   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
10633      different class template specializations, we may encounter dependent
10634      types in the arguments, and we need our dependency check functions
10635      to behave correctly.  */
10636   ++processing_template_decl;
10637   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1), TREE_PURPOSE (pat1),
10638                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat2)));
10639   if (targs)
10640     --winner;
10641
10642   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2), TREE_PURPOSE (pat2),
10643                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat1)));
10644   if (targs)
10645     ++winner;
10646   --processing_template_decl;
10647
10648   return winner;
10649 }
10650
10651 /* Return the template arguments that will produce the function signature
10652    DECL from the function template FN, with the explicit template
10653    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
10654    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
10655    found.  */
10656
10657 static tree
10658 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
10659 {
10660   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
10661   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
10662   tree decl_type;
10663   tree decl_arg_types;
10664
10665   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
10666      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
10667      FN.  */
10668   decl_type = TREE_TYPE (decl);
10669   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
10670     {
10671       tree tmpl;
10672       tree converted_args;
10673
10674       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10675         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10676       else
10677         /* We can get here for some invalid specializations.  */
10678         return NULL_TREE;
10679
10680       converted_args
10681         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
10682                                   explicit_args, NULL_TREE,
10683                                   tf_none, /*require_all_arguments=*/0));
10684       if (converted_args == error_mark_node)
10685         return NULL_TREE;
10686
10687       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
10688       if (decl_type == error_mark_node)
10689         return NULL_TREE;
10690     }
10691
10692   decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
10693   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
10694   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
10695     decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
10696
10697   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
10698                            decl_arg_types,
10699                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
10700                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
10701                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
10702     return NULL_TREE;
10703
10704   return targs;
10705 }
10706
10707 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
10708    template specialization whose innermost template parameters are
10709    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
10710    ARGS.
10711
10712    For example, suppose we have:
10713
10714      template <class T, class U> struct S {};
10715      template <class T> struct S<T*, int> {};
10716
10717    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
10718    {T}, the PARMS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
10719    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
10720    is bound to `double'.  */
10721
10722 static tree
10723 get_class_bindings (tree tparms, tree parms, tree args)
10724 {
10725   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
10726   tree vec = make_tree_vec (ntparms);
10727
10728   if (unify (tparms, vec, parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
10729              UNIFY_ALLOW_NONE))
10730     return NULL_TREE;
10731
10732   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
10733     if (! TREE_VEC_ELT (vec, i))
10734       return NULL_TREE;
10735
10736   if (verify_class_unification (vec, parms, args))
10737     return NULL_TREE;
10738
10739   return vec;
10740 }
10741
10742 /* In INSTANTIATIONS is a list of <INSTANTIATION, TEMPLATE> pairs.
10743    Pick the most specialized template, and return the corresponding
10744    instantiation, or if there is no corresponding instantiation, the
10745    template itself.  If there is no most specialized template,
10746    error_mark_node is returned.  If there are no templates at all,
10747    NULL_TREE is returned.  */
10748
10749 tree
10750 most_specialized_instantiation (tree instantiations)
10751 {
10752   tree fn, champ;
10753
10754   if (!instantiations)
10755     return NULL_TREE;
10756
10757   ++processing_template_decl;
10758
10759   champ = instantiations;
10760   for (fn = TREE_CHAIN (instantiations); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10761     {
10762       int fate = 0;
10763
10764       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10765                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10766                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10767         fate--;
10768
10769       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10770                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10771                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10772         fate++;
10773
10774       if (fate != 1)
10775         {
10776           if (!fate)
10777             /* Equally specialized, move to next function.  If there
10778                is no next function, nothing's most specialized.  */
10779             fn = TREE_CHAIN (fn);
10780           champ = fn;
10781         }
10782     }
10783
10784   if (champ)
10785     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
10786        instantiation list.  */
10787     for (fn = instantiations; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
10788       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10789                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10790                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
10791           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10792                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10793                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10794         {
10795           champ = NULL_TREE;
10796           break;
10797         }
10798
10799   processing_template_decl--;
10800
10801   if (!champ)
10802     return error_mark_node;
10803
10804   return TREE_PURPOSE (champ) ? TREE_PURPOSE (champ) : TREE_VALUE (champ);
10805 }
10806
10807 /* Return the most specialized of the list of templates in FNS that can
10808    produce an instantiation matching DECL, given the explicit template
10809    arguments EXPLICIT_ARGS.  */
10810
10811 static tree
10812 most_specialized (tree fns, tree decl, tree explicit_args)
10813 {
10814   tree candidates = NULL_TREE;
10815   tree fn, args;
10816
10817   for (fn = fns; fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10818     {
10819       tree candidate = TREE_VALUE (fn);
10820
10821       args = get_bindings (candidate, decl, explicit_args, /*check_ret=*/true);
10822       if (args)
10823         candidates = tree_cons (NULL_TREE, candidate, candidates);
10824     }
10825
10826   return most_specialized_instantiation (candidates);
10827 }
10828
10829 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
10830    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
10831
10832    For example, given:
10833
10834      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
10835
10836    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
10837    the full template.  This function will not trace past partial
10838    specializations, however.  For example, given in addition:
10839
10840      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
10841
10842    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
10843    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
10844
10845 tree
10846 most_general_template (tree decl)
10847 {
10848   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
10849      an immediate specialization.  */
10850   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
10851     {
10852       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
10853         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10854
10855         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
10856            template friend.  */
10857         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
10858           return NULL_TREE;
10859       } else
10860         return NULL_TREE;
10861     }
10862
10863   /* Look for more and more general templates.  */
10864   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10865     {
10866       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
10867          (See cp-tree.h for details.)  */
10868       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
10869         break;
10870
10871       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
10872           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
10873         break;
10874
10875       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
10876       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
10877           && DECL_CONTEXT (decl)
10878           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
10879         break;
10880
10881       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10882     }
10883
10884   return decl;
10885 }
10886
10887 /* Return the most specialized of the class template specializations
10888    of TMPL which can produce an instantiation matching ARGS, or
10889    error_mark_node if the choice is ambiguous.  */
10890
10891 static tree
10892 most_specialized_class (tree tmpl, tree args)
10893 {
10894   tree list = NULL_TREE;
10895   tree t;
10896   tree champ;
10897   int fate;
10898
10899   tmpl = most_general_template (tmpl);
10900   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
10901     {
10902       tree spec_args
10903         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args);
10904       if (spec_args)
10905         {
10906           list = tree_cons (TREE_PURPOSE (t), TREE_VALUE (t), list);
10907           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
10908         }
10909     }
10910
10911   if (! list)
10912     return NULL_TREE;
10913
10914   t = list;
10915   champ = t;
10916   t = TREE_CHAIN (t);
10917   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
10918     {
10919       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10920       if (fate == 1)
10921         ;
10922       else
10923         {
10924           if (fate == 0)
10925             {
10926               t = TREE_CHAIN (t);
10927               if (! t)
10928                 return error_mark_node;
10929             }
10930           champ = t;
10931         }
10932     }
10933
10934   for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
10935     {
10936       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10937       if (fate != 1)
10938         return error_mark_node;
10939     }
10940
10941   return champ;
10942 }
10943
10944 /* Explicitly instantiate DECL.  */
10945
10946 void
10947 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
10948 {
10949   tree result = NULL_TREE;
10950   int extern_p = 0;
10951
10952   if (!decl)
10953     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
10954        an appropriate message.  */
10955     return;
10956   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
10957     {
10958       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
10959       return;
10960     }
10961   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
10962     {
10963       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
10964          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
10965          the latter, the DECL we get back will be marked as a
10966          template instantiation, and the appropriate
10967          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
10968          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
10969          should handle VAR_DECLs as it currently handles
10970          FUNCTION_DECLs.  */
10971       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
10972       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
10973         {
10974           error ("no matching template for %qD found", decl);
10975           return;
10976         }
10977     }
10978   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
10979     {
10980       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
10981       return;
10982     }
10983   else
10984     result = decl;
10985
10986   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
10987      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
10988      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
10989      until we get here.  */
10990
10991   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
10992     {
10993       /* DR 259 [temp.spec].
10994
10995          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
10996          specialization shall not appear in a program unless the explicit
10997          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
10998
10999          For a given set of template parameters, if an explicit
11000          instantiation of a template appears after a declaration of an
11001          explicit specialization for that template, the explicit
11002          instantiation has no effect.  */
11003       return;
11004     }
11005   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
11006     {
11007       /* [temp.spec]
11008
11009          No program shall explicitly instantiate any template more
11010          than once.
11011
11012          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
11013          the first instantiation was `extern' and the second is not,
11014          and EXTERN_P for the opposite case.  */
11015       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
11016         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
11017       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
11018          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
11019       if (extern_p)
11020         return;
11021     }
11022   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
11023     {
11024       error ("no matching template for %qD found", result);
11025       return;
11026     }
11027   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
11028     {
11029       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
11030       return;
11031     }
11032
11033   if (storage == NULL_TREE)
11034     ;
11035   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11036     {
11037       if (pedantic && !in_system_header)
11038         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
11039                  "instantiations");
11040       extern_p = 1;
11041     }
11042   else
11043     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
11044   
11045   check_explicit_instantiation_namespace (result);
11046   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
11047   if (! extern_p)
11048     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1, 
11049                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11050 }
11051
11052 void
11053 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
11054 {
11055   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
11056   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
11057   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
11058   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
11059   if (! extern_p)
11060     {
11061       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
11062       rest_of_type_compilation (t, 1);
11063     }
11064 }
11065
11066 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
11067    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
11068 static void
11069 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
11070 {
11071   tree storage = *(tree *) data;
11072
11073   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
11074       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
11075     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
11076 }
11077
11078 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
11079    (a member function or a static member variable) of an
11080    explicitly instantiated class template.  */
11081 static void
11082 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
11083 {
11084   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
11085   if (! extern_p)
11086     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1, 
11087                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
11088 }
11089
11090 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
11091    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
11092    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
11093    since the standard is unclear (as detailed below).  */
11094
11095 void
11096 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
11097 {
11098   int extern_p = 0;
11099   int nomem_p = 0;
11100   int static_p = 0;
11101   int previous_instantiation_extern_p = 0;
11102
11103   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
11104     t = TREE_TYPE (t);
11105
11106   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
11107     {
11108       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
11109       return;
11110     }
11111
11112   complete_type (t);
11113
11114   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
11115     {
11116       if (complain & tf_error)
11117         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
11118                t);
11119       return;
11120     }
11121
11122   if (storage != NULL_TREE)
11123     {
11124       if (pedantic && !in_system_header)
11125         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations",
11126                 storage);
11127
11128       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
11129         nomem_p = 1;
11130       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11131         extern_p = 1;
11132       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
11133         static_p = 1;
11134       else
11135         {
11136           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
11137                  storage);
11138           extern_p = 0;
11139         }
11140     }
11141
11142   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
11143     {
11144       /* DR 259 [temp.spec].
11145
11146          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11147          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11148          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11149
11150          For a given set of template parameters, if an explicit
11151          instantiation of a template appears after a declaration of an
11152          explicit specialization for that template, the explicit
11153          instantiation has no effect.  */
11154       return;
11155     }
11156   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
11157     {
11158       /* [temp.spec]
11159
11160          No program shall explicitly instantiate any template more
11161          than once.
11162
11163          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
11164          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
11165          These cases are OK.  */
11166       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
11167
11168       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
11169           && (complain & tf_error))
11170         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
11171
11172       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
11173       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
11174         return;
11175     }
11176
11177   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
11178   mark_class_instantiated (t, extern_p);
11179
11180   if (nomem_p)
11181     return;
11182
11183   {
11184     tree tmp;
11185
11186     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
11187        declarations, and not the definitions, of members are
11188        instantiated, we have here:
11189
11190          [temp.explicit]
11191
11192          The explicit instantiation of a class template specialization
11193          implies the instantiation of all of its members not
11194          previously explicitly specialized in the translation unit
11195          containing the explicit instantiation.
11196
11197        Of course, we can't instantiate member template classes, since
11198        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
11199        is unclear on whether the instantiation of the members are
11200        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
11201        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
11202
11203     if (! static_p)
11204       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11205         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
11206             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11207           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11208
11209     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11210       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11211         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11212
11213     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11214       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11215                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11216   }
11217 }
11218
11219 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11220    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11221    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11222    should occur for DECL, not the most general template.
11223
11224    One reason for doing this is a scenario like this:
11225
11226      template <class T>
11227      void f(const T&, int i);
11228
11229      void g() { f(3, 7); }
11230
11231      template <class T>
11232      void f(const T& t, const int i) { }
11233
11234    Note that when the template is first instantiated, with
11235    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11236    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11237    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11238
11239 static void
11240 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11241 {
11242   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11243      template.  */
11244   tree args;
11245   tree code_pattern;
11246
11247   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11248   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11249
11250   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11251      correctly.  */
11252   push_access_scope (decl);
11253
11254   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11255     {
11256       tree decl_parm;
11257       tree pattern_parm;
11258       tree specs;
11259       int args_depth;
11260       int parms_depth;
11261
11262       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11263       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
11264       if (args_depth > parms_depth)
11265         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11266
11267       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11268                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11269       if (specs)
11270         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11271                                                     specs);
11272
11273       /* Merge parameter declarations.  */
11274       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
11275                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11276       pattern_parm
11277         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11278                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11279       while (decl_parm)
11280         {
11281           tree parm_type;
11282           tree attributes;
11283
11284           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11285             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11286           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11287                               NULL_TREE);
11288           parm_type = type_decays_to (parm_type);
11289           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11290             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11291           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
11292           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
11293             {
11294               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
11295               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
11296             }
11297           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11298           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11299         }
11300
11301       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11302       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11303           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11304         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11305       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11306         DECL_INLINE (decl) = 1;
11307     }
11308   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11309     DECL_INITIAL (decl) =
11310       tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
11311                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11312   else
11313     gcc_unreachable ();
11314
11315   pop_access_scope (decl);
11316 }
11317
11318 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11319    substituted to get DECL.  */
11320
11321 tree
11322 template_for_substitution (tree decl)
11323 {
11324   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11325
11326   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11327      for the instantiation.  This is not always the most general
11328      template.  Consider, for example:
11329
11330         template <class T>
11331         struct S { template <class U> void f();
11332                    template <> void f<int>(); };
11333
11334      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
11335      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
11336   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
11337             more general template.  */
11338          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11339            /* We must also deal with friend templates.  Given:
11340
11341                 template <class T> struct S {
11342                   template <class U> friend void f() {};
11343                 };
11344
11345               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
11346               so far as the language is concerned, but that's still
11347               where we get the pattern for the instantiation from.  On
11348               other hand, if the definition comes outside the class, say:
11349
11350                 template <class T> struct S {
11351                   template <class U> friend void f();
11352                 };
11353                 template <class U> friend void f() {}
11354
11355               we don't need to look any further.  That's what the check for
11356               DECL_INITIAL is for.  */
11357           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
11358               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11359               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
11360     {
11361       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
11362          were a definition, we should be using it!  Note that we
11363          cannot restructure the loop to just keep going until we find
11364          a template with a definition, since that might go too far if
11365          a specialization was declared, but not defined.  */
11366       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
11367                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
11368
11369       /* Fetch the more general template.  */
11370       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
11371     }
11372
11373   return tmpl;
11374 }
11375
11376 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
11377    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
11378    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
11379    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
11380    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
11381    explicitly instantiated class template.  */
11382
11383 tree
11384 instantiate_decl (tree d, int defer_ok, 
11385                   bool expl_inst_class_mem_p)
11386 {
11387   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
11388   tree gen_args;
11389   tree args;
11390   tree td;
11391   tree code_pattern;
11392   tree spec;
11393   tree gen_tmpl;
11394   bool pattern_defined;
11395   int need_push;
11396   location_t saved_loc = input_location;
11397   bool external_p;
11398
11399   /* This function should only be used to instantiate templates for
11400      functions and static member variables.  */
11401   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11402               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
11403
11404   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
11405      are instantiated right away.  That allows for better code in the
11406      case that an expression refers to the value of the variable --
11407      if the variable has a constant value the referring expression can
11408      take advantage of that fact.  */
11409   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11410     defer_ok = 0;
11411
11412   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
11413      functions they cloned.  */
11414   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
11415     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
11416
11417   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
11418     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
11419        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
11420        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
11421        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
11422        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
11423     return d;
11424
11425   /* If we already have a specialization of this declaration, then
11426      there's no reason to instantiate it.  Note that
11427      retrieve_specialization gives us both instantiations and
11428      specializations, so we must explicitly check
11429      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
11430   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
11431   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
11432   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
11433                                   /*class_specializations_p=*/false);
11434   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
11435     return spec;
11436
11437   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
11438   if (! push_tinst_level (d))
11439     return d;
11440
11441   timevar_push (TV_PARSE);
11442
11443   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11444      for the instantiation.  */
11445   td = template_for_substitution (d);
11446   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
11447
11448   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
11449       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
11450     /* In the case of a friend template whose definition is provided
11451        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
11452        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
11453     args = get_innermost_template_args
11454       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
11455   else
11456     args = gen_args;
11457
11458   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11459     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
11460   else
11461     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
11462
11463   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
11464   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
11465
11466   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
11467      the linkage of D, remember that a definition is available for
11468      this entity.  */
11469   if (pattern_defined
11470       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11471       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
11472     mark_definable (d);
11473
11474   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11475
11476   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
11477      and no definition is available, treat it like an implicit
11478      instantiation.  */ 
11479   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p 
11480       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)) 
11481     {
11482       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
11483       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
11484       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
11485     }
11486
11487   if (!defer_ok)
11488     {
11489       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
11490          about ignoring cv qualifiers.  */
11491       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
11492       tree type = TREE_TYPE (gen);
11493
11494       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11495          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
11496          right context.  */
11497       push_access_scope (d);
11498
11499       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
11500         {
11501           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11502           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
11503                   tf_error | tf_warning, d);
11504           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
11505              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
11506              The function arguments are the same as the decl_arguments
11507              without the top level cv qualifiers.  */
11508           type = TREE_TYPE (type);
11509         }
11510       tsubst (type, gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11511
11512       pop_access_scope (d);
11513     }
11514
11515   /* Check to see whether we know that this template will be
11516      instantiated in some other file, as with "extern template"
11517      extension.  */
11518   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
11519   /* In general, we do not instantiate such templates...  */
11520   if (external_p
11521       /* ... but we instantiate inline functions so that we can inline
11522          them and ... */
11523       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_INLINE (d))
11524       /* ... we instantiate static data members whose values are
11525          needed in integral constant expressions.  */
11526       && ! (TREE_CODE (d) == VAR_DECL 
11527             && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (d)))
11528     goto out;
11529   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
11530      forbidden from doing so.  */
11531   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
11532          template.  */
11533       ! pattern_defined 
11534       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
11535       || defer_ok
11536       /* If this is a static data member that will be defined
11537          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
11538          member, but we do want to instantiate the initializer so that
11539          we can substitute that elsewhere.  */
11540       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
11541     {
11542       /* The definition of the static data member is now required so
11543          we must substitute the initializer.  */
11544       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
11545           && !DECL_INITIAL (d) 
11546           && DECL_INITIAL (code_pattern))
11547         {
11548           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11549           DECL_INITIAL (d)
11550             = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), 
11551                            args,
11552                            tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
11553           pop_nested_class ();
11554         }
11555
11556       /* We restore the source position here because it's used by
11557          add_pending_template.  */
11558       input_location = saved_loc;
11559
11560       if (at_eof && !pattern_defined
11561           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
11562         /* [temp.explicit]
11563
11564            The definition of a non-exported function template, a
11565            non-exported member function template, or a non-exported
11566            member function or static data member of a class template
11567            shall be present in every translation unit in which it is
11568            explicitly instantiated.  */
11569         pedwarn
11570           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
11571
11572       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
11573          when marked as "extern template".  */
11574       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
11575         add_pending_template (d);
11576       goto out;
11577     }
11578   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
11579      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
11580   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
11581     {
11582       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
11583          requested instantiation in the PCH it is still possible that
11584          an instantiation will be required in a file that includes the
11585          PCH.  */
11586       if (pch_file)
11587         add_pending_template (d);
11588       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
11589          job, even though we'll not be emitting a copy of this
11590          function.  */
11591       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11592             && flag_inline_trees
11593             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
11594         goto out;
11595     }
11596
11597   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
11598   if (need_push)
11599     push_to_top_level ();
11600
11601   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
11602      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
11603   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
11604
11605   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
11606      by a subsequent redeclaration.  */
11607   regenerate_decl_from_template (d, td);
11608
11609   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
11610      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
11611   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11612
11613   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11614     {
11615       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
11616          since we've reset the type of the declaration.  */
11617       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
11618       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
11619
11620       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
11621          initializer.  That function will defer actual emission until
11622          we have a chance to determine linkage.  */
11623       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
11624
11625       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
11626       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11627       cp_finish_decl (d, DECL_INITIAL (d), NULL_TREE, 0);
11628       pop_nested_class ();
11629     }
11630   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11631     {
11632       htab_t saved_local_specializations;
11633       tree subst_decl;
11634       tree tmpl_parm;
11635       tree spec_parm;
11636
11637       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
11638          template from within the body of another.  */
11639       saved_local_specializations = local_specializations;
11640
11641       /* Set up the list of local specializations.  */
11642       local_specializations = htab_create (37,
11643                                            hash_local_specialization,
11644                                            eq_local_specializations,
11645                                            NULL);
11646
11647       /* Set up context.  */
11648       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
11649
11650       /* Create substitution entries for the parameters.  */
11651       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
11652       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
11653       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
11654       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
11655         {
11656           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11657           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
11658           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
11659         }
11660       while (tmpl_parm)
11661         {
11662           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11663           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
11664           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
11665         }
11666       gcc_assert (!spec_parm);
11667
11668       /* Substitute into the body of the function.  */
11669       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
11670                    tf_error | tf_warning, tmpl);
11671
11672       /* We don't need the local specializations any more.  */
11673       htab_delete (local_specializations);
11674       local_specializations = saved_local_specializations;
11675
11676       /* Finish the function.  */
11677       d = finish_function (0);
11678       expand_or_defer_fn (d);
11679     }
11680
11681   /* We're not deferring instantiation any more.  */
11682   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
11683
11684   if (need_push)
11685     pop_from_top_level ();
11686
11687 out:
11688   input_location = saved_loc;
11689   pop_deferring_access_checks ();
11690   pop_tinst_level ();
11691
11692   timevar_pop (TV_PARSE);
11693
11694   return d;
11695 }
11696
11697 /* Run through the list of templates that we wish we could
11698    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
11699    number of times we retry pending template instantiation.  */
11700
11701 void
11702 instantiate_pending_templates (int retries)
11703 {
11704   tree *t;
11705   tree last = NULL_TREE;
11706   int reconsider;
11707   location_t saved_loc = input_location;
11708   int saved_in_system_header = in_system_header;
11709
11710   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
11711      may require further template instantiations.  We place a limit here
11712      to avoid infinite loop.  */
11713   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
11714     {
11715       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
11716             " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
11717             " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)",
11718             max_tinst_depth, TREE_VALUE (pending_templates));
11719       return;
11720     }
11721
11722   do
11723     {
11724       reconsider = 0;
11725
11726       t = &pending_templates;
11727       while (*t)
11728         {
11729           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
11730
11731           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
11732
11733           if (TYPE_P (instantiation))
11734             {
11735               tree fn;
11736
11737               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11738                 {
11739                   instantiate_class_template (instantiation);
11740                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
11741                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
11742                          fn;
11743                          fn = TREE_CHAIN (fn))
11744                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
11745                         instantiate_decl (fn, 
11746                                           /*defer_ok=*/0,
11747                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11748                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11749                     reconsider = 1;
11750                 }
11751
11752               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11753                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11754                    need to consider it again in the future.  */
11755                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11756               else
11757                 {
11758                   last = *t;
11759                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11760                 }
11761             }
11762           else
11763             {
11764               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11765                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11766                 {
11767                   instantiation 
11768                     = instantiate_decl (instantiation,
11769                                         /*defer_ok=*/0,
11770                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11771                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11772                     reconsider = 1;
11773                 }
11774
11775               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11776                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11777                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11778                    need to consider it again in the future.  */
11779                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11780               else
11781                 {
11782                   last = *t;
11783                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11784                 }
11785             }
11786           tinst_depth = 0;
11787           current_tinst_level = NULL_TREE;
11788         }
11789       last_pending_template = last;
11790     }
11791   while (reconsider);
11792
11793   input_location = saved_loc;
11794   in_system_header = saved_in_system_header;
11795 }
11796
11797 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
11798    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
11799    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
11800    instantiate_decl.  */
11801
11802 static tree
11803 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
11804 {
11805   tree inits = NULL_TREE;
11806
11807   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11808     {
11809       tree decl;
11810       tree init;
11811
11812       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11813                           NULL_TREE);
11814       decl = expand_member_init (decl);
11815       if (decl && !DECL_P (decl))
11816         in_base_initializer = 1;
11817
11818       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11819                           NULL_TREE);
11820       in_base_initializer = 0;
11821
11822       if (decl)
11823         {
11824           init = build_tree_list (decl, init);
11825           TREE_CHAIN (init) = inits;
11826           inits = init;
11827         }
11828     }
11829   return inits;
11830 }
11831
11832 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
11833
11834 static void
11835 set_current_access_from_decl (tree decl)
11836 {
11837   if (TREE_PRIVATE (decl))
11838     current_access_specifier = access_private_node;
11839   else if (TREE_PROTECTED (decl))
11840     current_access_specifier = access_protected_node;
11841   else
11842     current_access_specifier = access_public_node;
11843 }
11844
11845 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
11846    is the instantiation (which should have been created with
11847    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
11848
11849 static void
11850 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
11851 {
11852   tree e;
11853
11854   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
11855     {
11856       tree value;
11857       tree decl;
11858
11859       decl = TREE_VALUE (e);
11860       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
11861          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
11862       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
11863                            args, tf_error | tf_warning,
11864                            NULL_TREE);
11865
11866       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
11867       set_current_access_from_decl (decl);
11868
11869       /* Actually build the enumerator itself.  */
11870       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
11871     }
11872
11873   finish_enum (newtag);
11874   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
11875     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
11876 }
11877
11878 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
11879    its type -- but without substituting the innermost set of template
11880    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
11881    the type.  */
11882
11883 tree
11884 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
11885 {
11886   tree fn_type;
11887   tree tmpl;
11888   tree targs;
11889   tree tparms;
11890   int parm_depth;
11891
11892   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11893   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
11894   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
11895   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
11896
11897   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
11898      of parameters.  */
11899   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
11900
11901   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
11902
11903   if (parm_depth == 1)
11904     /* No substitution is necessary.  */
11905     ;
11906   else
11907     {
11908       int i, save_access_control;
11909       tree partial_args;
11910
11911       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
11912          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
11913       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
11914       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
11915         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
11916                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
11917       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
11918                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
11919                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
11920
11921       /* Disable access control as this function is used only during
11922          name-mangling.  */
11923       save_access_control = flag_access_control;
11924       flag_access_control = 0;
11925
11926       ++processing_template_decl;
11927       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
11928          appropriate function type.  */
11929       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
11930       --processing_template_decl;
11931
11932       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
11933          innermost set of parameters.  This step is important if the
11934          innermost set of template parameters contains value
11935          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
11936       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
11937       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
11938
11939       flag_access_control = save_access_control;
11940     }
11941
11942   return fn_type;
11943 }
11944
11945 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
11946    the last one involved in diagnostics.  */
11947 int
11948 problematic_instantiation_changed (void)
11949 {
11950   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
11951 }
11952
11953 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
11954 void
11955 record_last_problematic_instantiation (void)
11956 {
11957   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
11958 }
11959
11960 tree
11961 current_instantiation (void)
11962 {
11963   return current_tinst_level;
11964 }
11965
11966 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
11967    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
11968    warning messages under control of COMPLAIN.  */
11969
11970 static int
11971 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
11972 {
11973   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
11974     return 0;
11975   else if (POINTER_TYPE_P (type))
11976     return 0;
11977   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11978     return 0;
11979   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11980     return 0;
11981   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11982     return 0;
11983
11984   if (complain & tf_error)
11985     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
11986   return 1;
11987 }
11988
11989 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
11990    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
11991
11992 static bool
11993 dependent_type_p_r (tree type)
11994 {
11995   tree scope;
11996
11997   /* [temp.dep.type]
11998
11999      A type is dependent if it is:
12000
12001      -- a template parameter. Template template parameters are types
12002         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
12003         them here.  */
12004   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
12005       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12006     return true;
12007   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
12008         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
12009         names a dependent type.  */
12010   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
12011     return true;
12012   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
12013         dependent.  */
12014   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
12015   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
12016   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
12017     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
12018             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
12019                                            (type)));
12020   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
12021            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
12022     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12023   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
12024            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
12025     {
12026       tree arg_type;
12027
12028       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
12029         return true;
12030       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
12031            arg_type;
12032            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
12033         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
12034           return true;
12035       return false;
12036     }
12037   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
12038         size is specified by a constant expression that is
12039         value-dependent.  */
12040   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
12041     {
12042       if (TYPE_DOMAIN (type)
12043           && ((value_dependent_expression_p
12044                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
12045               || (type_dependent_expression_p
12046                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
12047         return true;
12048       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12049     }
12050
12051   /* -- a template-id in which either the template name is a template
12052      parameter ...  */
12053   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12054     return true;
12055   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
12056         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
12057   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
12058            && (any_dependent_template_arguments_p
12059                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
12060     return true;
12061
12062   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
12063      expression is not type-dependent, then it should already been
12064      have resolved.  */
12065   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
12066     return true;
12067
12068   /* The standard does not specifically mention types that are local
12069      to template functions or local classes, but they should be
12070      considered dependent too.  For example:
12071
12072        template <int I> void f() {
12073          enum E { a = I };
12074          S<sizeof (E)> s;
12075        }
12076
12077      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
12078      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
12079   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12080   if (scope && TYPE_P (scope))
12081     return dependent_type_p (scope);
12082   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
12083     return type_dependent_expression_p (scope);
12084
12085   /* Other types are non-dependent.  */
12086   return false;
12087 }
12088
12089 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
12090    [temp.dep.type].  */
12091
12092 bool
12093 dependent_type_p (tree type)
12094 {
12095   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
12096      any dependent types.  */
12097   if (!processing_template_decl)
12098     return false;
12099
12100   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
12101      in question; in that case, the type is dependent.  */
12102   if (!type)
12103     return true;
12104
12105   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
12106   if (type == error_mark_node)
12107     return false;
12108
12109   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
12110      do so now.  */
12111   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
12112     {
12113       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
12114       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
12115     }
12116
12117   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
12118 }
12119
12120 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
12121
12122 static bool
12123 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
12124 {
12125   tree scope;
12126   tree name;
12127
12128   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
12129
12130   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12131     return true;
12132
12133   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
12134   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
12135
12136   /* [temp.dep.expr]
12137
12138      An id-expression is type-dependent if it contains a
12139      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
12140      dependent type.  */
12141   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
12142      qualifying type is the current class, then we must peek
12143      inside it.  */
12144   if (DECL_P (name)
12145       && currently_open_class (scope)
12146       && !criterion (name))
12147     return false;
12148   if (dependent_type_p (scope))
12149     return true;
12150
12151   return false;
12152 }
12153
12154 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
12155    [temp.dep.constexpr] */
12156
12157 bool
12158 value_dependent_expression_p (tree expression)
12159 {
12160   if (!processing_template_decl)
12161     return false;
12162
12163   /* A name declared with a dependent type.  */
12164   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
12165     return true;
12166
12167   switch (TREE_CODE (expression))
12168     {
12169     case IDENTIFIER_NODE:
12170       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
12171       return true;
12172
12173     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12174       /* A non-type template parm.  */
12175       return true;
12176
12177     case CONST_DECL:
12178       /* A non-type template parm.  */
12179       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12180         return true;
12181       return false;
12182
12183     case VAR_DECL:
12184        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
12185           with an expression that is value-dependent.  */
12186       if (DECL_INITIAL (expression)
12187           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
12188           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
12189         return true;
12190       return false;
12191
12192     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12193     case STATIC_CAST_EXPR:
12194     case CONST_CAST_EXPR:
12195     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12196     case CAST_EXPR:
12197       /* These expressions are value-dependent if the type to which
12198          the cast occurs is dependent or the expression being casted
12199          is value-dependent.  */
12200       {
12201         tree type = TREE_TYPE (expression);
12202
12203         if (dependent_type_p (type))
12204           return true;
12205
12206         /* A functional cast has a list of operands.  */
12207         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12208         if (!expression)
12209           {
12210             /* If there are no operands, it must be an expression such
12211                as "int()". This should not happen for aggregate types
12212                because it would form non-constant expressions.  */
12213             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
12214
12215             return false;
12216           }
12217
12218         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
12219           {
12220             for (; expression; expression = TREE_CHAIN (expression))
12221               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (expression)))
12222                 return true;
12223             return false;
12224           }
12225
12226         return value_dependent_expression_p (expression);
12227       }
12228
12229     case SIZEOF_EXPR:
12230     case ALIGNOF_EXPR:
12231       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
12232          type-dependent.  */
12233       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12234       if (TYPE_P (expression))
12235         return dependent_type_p (expression);
12236       return type_dependent_expression_p (expression);
12237
12238     case SCOPE_REF:
12239       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
12240
12241     case COMPONENT_REF:
12242       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
12243               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
12244
12245     case CALL_EXPR:
12246       /* A CALL_EXPR is value-dependent if any argument is
12247          value-dependent.  Why do we have to handle CALL_EXPRs in this
12248          function at all?  First, some function calls, those for which
12249          value_dependent_expression_p is true, man appear in constant
12250          expressions.  Second, there appear to be bugs which result in
12251          other CALL_EXPRs reaching this point. */
12252       {
12253         tree function = TREE_OPERAND (expression, 0);
12254         tree args = TREE_OPERAND (expression, 1);
12255
12256         if (value_dependent_expression_p (function))
12257           return true;
12258
12259         if (! args)
12260           return false;
12261
12262         if (TREE_CODE (args) == TREE_LIST)
12263           {
12264             for (; args; args = TREE_CHAIN (args))
12265               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (args)))
12266                 return true;
12267             return false;
12268           }
12269
12270         return value_dependent_expression_p (args);
12271       }
12272
12273     default:
12274       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
12275          value-dependent.  */
12276       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12277         {
12278         case tcc_reference:
12279         case tcc_unary:
12280           return (value_dependent_expression_p
12281                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12282
12283         case tcc_comparison:
12284         case tcc_binary:
12285           return ((value_dependent_expression_p
12286                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12287                   || (value_dependent_expression_p
12288                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12289
12290         case tcc_expression:
12291           {
12292             int i;
12293             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12294               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12295                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12296                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12297                  make the expression dependent.  */
12298               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12299                   && (value_dependent_expression_p
12300                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12301                 return true;
12302             return false;
12303           }
12304
12305         default:
12306           break;
12307         }
12308     }
12309
12310   /* The expression is not value-dependent.  */
12311   return false;
12312 }
12313
12314 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
12315    [temp.dep.expr].  */
12316
12317 bool
12318 type_dependent_expression_p (tree expression)
12319 {
12320   if (!processing_template_decl)
12321     return false;
12322
12323   if (expression == error_mark_node)
12324     return false;
12325
12326   /* An unresolved name is always dependent.  */
12327   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12328     return true;
12329
12330   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
12331   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
12332       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
12333       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
12334       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
12335       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
12336       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
12337       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
12338     return false;
12339
12340   /* The types of these expressions depends only on the type to which
12341      the cast occurs.  */
12342   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
12343       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
12344       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
12345       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
12346       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
12347     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
12348
12349   /* The types of these expressions depends only on the type created
12350      by the expression.  */
12351   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
12352       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
12353     {
12354       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
12355          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
12356          operand 1.  */
12357       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
12358       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
12359         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
12360            as well.  */
12361         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
12362                || value_dependent_expression_p
12363                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
12364       else
12365         return dependent_type_p (type);
12366     }
12367
12368   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
12369       && dependent_scope_ref_p (expression,
12370                                 type_dependent_expression_p))
12371     return true;
12372
12373   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
12374       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
12375       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
12376       && (any_dependent_template_arguments_p
12377           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
12378     return true;
12379
12380   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
12381       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12382     return false;
12383
12384   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
12385     {
12386       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
12387         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
12388       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
12389           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
12390         {
12391           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12392             return true;
12393           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
12394           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12395             return false;
12396         }
12397       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
12398       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
12399         return false;
12400
12401       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
12402         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
12403
12404       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12405         {
12406           if (any_dependent_template_arguments_p
12407               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
12408             return true;
12409           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12410         }
12411       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
12412                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
12413
12414       while (expression)
12415         {
12416           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
12417             return true;
12418           expression = OVL_NEXT (expression);
12419         }
12420       return false;
12421     }
12422
12423   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
12424 }
12425
12426 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
12427    contains a type-dependent expression.  */
12428
12429 bool
12430 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
12431 {
12432   while (args)
12433     {
12434       tree arg = TREE_VALUE (args);
12435
12436       if (type_dependent_expression_p (arg))
12437         return true;
12438       args = TREE_CHAIN (args);
12439     }
12440   return false;
12441 }
12442
12443 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
12444
12445 static bool
12446 dependent_template_arg_p (tree arg)
12447 {
12448   if (!processing_template_decl)
12449     return false;
12450
12451   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
12452       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12453     return dependent_template_p (arg);
12454   else if (TYPE_P (arg))
12455     return dependent_type_p (arg);
12456   else
12457     return (type_dependent_expression_p (arg)
12458             || value_dependent_expression_p (arg));
12459 }
12460
12461 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
12462    any dependent arguments.  */
12463
12464 bool
12465 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
12466 {
12467   int i;
12468   int j;
12469
12470   if (!args)
12471     return false;
12472
12473   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
12474     {
12475       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
12476       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
12477         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
12478           return true;
12479     }
12480
12481   return false;
12482 }
12483
12484 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
12485
12486 bool
12487 dependent_template_p (tree tmpl)
12488 {
12489   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
12490     {
12491       while (tmpl)
12492         {
12493           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
12494             return true;
12495           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
12496         }
12497       return false;
12498     }
12499
12500   /* Template template parameters are dependent.  */
12501   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
12502       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12503     return true;
12504   /* So are names that have not been looked up.  */
12505   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
12506       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
12507     return true;
12508   /* So are member templates of dependent classes.  */
12509   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
12510     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
12511   return false;
12512 }
12513
12514 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
12515
12516 bool
12517 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
12518 {
12519   return (dependent_template_p (tmpl)
12520           || any_dependent_template_arguments_p (args));
12521 }
12522
12523 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
12524    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
12525    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
12526    templates and therefore should be used only in extremely limited
12527    situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this peering to the currently
12528    open classes hierarchy (which is required when comparing types).  */
12529
12530 tree
12531 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
12532 {
12533   tree scope;
12534   tree name;
12535   tree decl;
12536   int quals;
12537   tree pushed_scope;
12538
12539   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
12540
12541   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12542   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
12543
12544   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
12545      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
12546   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12547     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
12548   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
12549      TYPENAME_TYPE.  */
12550   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12551     return error_mark_node;
12552   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
12553      resolving the name.  */
12554   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12555     return type;
12556   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
12557      to look inside it.  */
12558   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
12559     return error_mark_node;
12560   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
12561      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
12562   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
12563   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
12564      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
12565      longer be considered a dependent type.  */
12566   pushed_scope = push_scope (scope);
12567   /* Look up the declaration.  */
12568   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
12569   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
12570   quals = cp_type_quals (type);
12571   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
12572      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
12573   if (!decl)
12574     type = error_mark_node;
12575   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
12576            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
12577     type = TREE_TYPE (decl);
12578   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
12579            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
12580     {
12581       tree tmpl;
12582       tree args;
12583       /* Obtain the template and the arguments.  */
12584       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
12585       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
12586       /* Instantiate the template.  */
12587       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
12588                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
12589     }
12590   else
12591     type = error_mark_node;
12592   /* Qualify the resulting type.  */
12593   if (type != error_mark_node && quals)
12594     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
12595   /* Leave the SCOPE.  */
12596   if (pushed_scope)
12597     pop_scope (pushed_scope);
12598
12599   return type;
12600 }
12601
12602 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
12603    for EXPR that can be used to compute the types of larger
12604    expressions containing EXPR.  */
12605
12606 tree
12607 build_non_dependent_expr (tree expr)
12608 {
12609   tree inner_expr;
12610
12611   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
12612      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
12613   if (null_ptr_cst_p (expr))
12614     return expr;
12615   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
12616      types.  */
12617   inner_expr = (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR ?
12618                 TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
12619   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
12620       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
12621     return expr;
12622   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
12623   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
12624     return expr;
12625   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
12626      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
12627      cannot be used to initialize a "char *".  */
12628   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
12629     return expr;
12630   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
12631      reason to create a new node.  */
12632   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
12633     return expr;
12634   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
12635      There is at least one place where we want to know that a
12636      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
12637      expression, there are special rules if the second or third
12638      argument is a throw-expression.  */
12639   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
12640     return expr;
12641
12642   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
12643     return build3 (COND_EXPR,
12644                    TREE_TYPE (expr),
12645                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12646                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
12647                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
12648                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
12649                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
12650   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
12651       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
12652     return build2 (COMPOUND_EXPR,
12653                    TREE_TYPE (expr),
12654                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12655                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
12656
12657   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
12658
12659      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
12660      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
12661      example:
12662
12663        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
12664
12665      In the body of "f", the expression for "g" will have
12666      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
12667      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
12668      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
12669      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
12670      stripped here.  */
12671   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
12672 }
12673
12674 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
12675    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
12676    equivalent non-dependent expressions.  */
12677
12678 tree
12679 build_non_dependent_args (tree args)
12680 {
12681   tree a;
12682   tree new_args;
12683
12684   new_args = NULL_TREE;
12685   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
12686     new_args = tree_cons (NULL_TREE,
12687                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
12688                           new_args);
12689   return nreverse (new_args);
12690 }
12691
12692 #include "gt-cp-pt.h"