OSDN Git Service

PR c++/19208
[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, 59 Temple Place - Suite 330,
22 Boston, MA 02111-1307, 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 "cp-tree.h"
38 #include "tree-inline.h"
39 #include "decl.h"
40 #include "output.h"
41 #include "except.h"
42 #include "toplev.h"
43 #include "rtl.h"
44 #include "timevar.h"
45 #include "tree-iterator.h"
46
47 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
48    returning an int.  */
49 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
50
51 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
52    instantiations have been deferred, either because their definitions
53    were not yet available, or because we were putting off doing the work.
54    The TREE_PURPOSE of each entry is either a DECL (for a function or
55    static data member), or a TYPE (for a class) indicating what we are
56    hoping to instantiate.  The TREE_VALUE is not used.  */
57 static GTY(()) tree pending_templates;
58 static GTY(()) tree last_pending_template;
59
60 int processing_template_parmlist;
61 static int template_header_count;
62
63 static GTY(()) tree saved_trees;
64 static GTY(()) varray_type inline_parm_levels;
65 static size_t inline_parm_levels_used;
66
67 static GTY(()) tree current_tinst_level;
68
69 static GTY(()) tree saved_access_scope;
70
71 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
72    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
73    to the EXPR_STMT that is its result.  */
74 static tree cur_stmt_expr;
75
76 /* A map from local variable declarations in the body of the template
77    presently being instantiated to the corresponding instantiated
78    local variables.  */
79 static htab_t local_specializations;
80
81 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
82 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
83 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
84 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
85 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
86 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
87 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
88 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
89 #define UNIFY_ALLOW_MAX_CORRECTION 128
90
91 static void push_access_scope (tree);
92 static void pop_access_scope (tree);
93 static int resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
94                                            unification_kind_t, int);
95 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
96                              unification_kind_t, int, bool);
97 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
98 static void add_pending_template (tree);
99 static void reopen_tinst_level (tree);
100 static tree classtype_mangled_name (tree);
101 static char* mangle_class_name_for_template (const char *, tree, tree);
102 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
103 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
104 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t, int);
105 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
106 static tree add_to_template_args (tree, tree);
107 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
108 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
109 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*); 
110 static int  type_unification_real (tree, tree, tree, tree,
111                                    int, unification_kind_t, int, int);
112 static void note_template_header (int);
113 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
114 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
115 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
116                                        tsubst_flags_t, int, tree);
117 static tree get_bindings_overload (tree, tree, 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);
132 static tree get_bindings_real (tree, tree, tree, int, int, int);
133 static int template_decl_level (tree);
134 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
135 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
136 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
137 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
138 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
139 static tree most_specialized (tree, tree, tree);
140 static tree most_specialized_class (tree, tree);
141 static int template_class_depth_real (tree, int);
142 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
143 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
144 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
145 static void check_specialization_scope (void);
146 static tree process_partial_specialization (tree);
147 static void set_current_access_from_decl (tree);
148 static void check_default_tmpl_args (tree, tree, int, int);
149 static tree tsubst_call_declarator_parms (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
150 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
151 static int verify_class_unification (tree, tree, tree);
152 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
153 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
154                                            tree, tree);
155 static tree determine_specialization (tree, tree, tree *, int, int);
156 static int template_args_equal (tree, tree);
157 static void tsubst_default_arguments (tree);
158 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
159 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
160 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
161 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
162 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
163 static bool dependent_type_p_r (tree);
164 static tree tsubst (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
165 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
166 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
167
168 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
169    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
170    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
171    instantiate_decl).  */
172
173 static void
174 push_access_scope (tree t)
175 {
176   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
177               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
178
179   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
180     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
181   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
182     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
183   else
184     push_to_top_level ();
185     
186   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
187     {
188       saved_access_scope = tree_cons
189         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
190       current_function_decl = t;
191     }
192 }
193
194 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
195    are processing.  */
196
197 static void
198 pop_access_scope (tree t)
199 {
200   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
201     {
202       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
203       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
204     }
205
206   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
207     pop_nested_class ();
208   else
209     pop_from_top_level ();
210 }
211
212 /* Do any processing required when DECL (a member template
213    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
214    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
215    itself is returned.  */
216
217 tree
218 finish_member_template_decl (tree decl)
219 {
220   if (decl == error_mark_node)
221     return error_mark_node;
222
223   gcc_assert (DECL_P (decl));
224
225   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
226     {
227       tree type;
228
229       type = TREE_TYPE (decl);
230       if (IS_AGGR_TYPE (type) 
231           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
232           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
233         {
234           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
235           check_member_template (tmpl);
236           return tmpl;
237         }
238       return NULL_TREE;
239     }
240   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
241     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
242   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
243     {
244       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
245         {
246           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
247           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
248         }
249       else
250         return decl;
251     } 
252   else
253     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
254
255   return error_mark_node;
256 }
257
258 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
259    
260    For example, in:
261      template <class T>
262      struct A
263      {
264        template <class U>
265        struct B {};
266      };
267
268    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.  
269    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
270    COUNT_SPECIALIZATIONS is 0 or if they are instantiations, not
271    specializations.  
272
273    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
274    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
275    always safe.  */
276
277 static int 
278 template_class_depth_real (tree type, int count_specializations)
279 {
280   int depth;
281
282   for (depth = 0; 
283        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
284        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL) 
285          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
286     {
287       if (TREE_CODE (type) != FUNCTION_DECL)
288         {
289           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
290               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type))
291               && ((count_specializations
292                    && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
293                   || uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type))))
294             ++depth;
295         }
296       else 
297         {
298           if (DECL_TEMPLATE_INFO (type)
299               && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (type))
300               && ((count_specializations
301                    && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
302                   || uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (type))))
303             ++depth;
304         }
305     }
306
307   return depth;
308 }
309
310 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
311    Like template_class_depth_real, but instantiations do not count in
312    the depth.  */
313
314 int 
315 template_class_depth (tree type)
316 {
317   return template_class_depth_real (type, /*count_specializations=*/0);
318 }
319
320 /* Returns 1 if processing DECL as part of do_pending_inlines
321    needs us to push template parms.  */
322
323 static int
324 inline_needs_template_parms (tree decl)
325 {
326   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
327     return 0;
328
329   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
330           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
331 }
332
333 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
334    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
335    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
336    innermost first.  */
337
338 static void
339 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
340 {
341   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
342   int i;
343
344   if (levels > 1)
345     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
346
347   ++processing_template_decl;
348   current_template_parms
349     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
350                  parms, current_template_parms);
351   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
352
353   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
354                NULL);
355   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i) 
356     {
357       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
358       gcc_assert (DECL_P (parm));
359
360       switch (TREE_CODE (parm))
361         {
362         case TYPE_DECL:
363         case TEMPLATE_DECL:
364           pushdecl (parm);
365           break;
366
367         case PARM_DECL:
368           {
369             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
370                It is ugly that we recreate this here; the original
371                version built in process_template_parm is no longer
372                available.  */
373             tree decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
374                                     TREE_TYPE (parm));
375             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
376             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
377             TREE_INVARIANT (decl) = 1;
378             TREE_READONLY (decl) = 1;
379             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
380             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
381             pushdecl (decl);
382           }
383           break;
384
385         default:
386           gcc_unreachable ();
387         }
388     }
389 }
390
391 /* Restore the template parameter context for a member template or
392    a friend template defined in a class definition.  */
393
394 void
395 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
396 {
397   tree parms;
398   int levels = 0;
399
400   if (inline_needs_template_parms (decl))
401     {
402       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
403       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
404
405       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
406         {
407           --levels;
408           parms = TREE_CHAIN (parms);
409         }
410
411       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
412     }
413
414   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
415      we can pop them later.  */
416   if (!inline_parm_levels)
417     VARRAY_INT_INIT (inline_parm_levels, 4, "inline_parm_levels");
418   if (inline_parm_levels_used == inline_parm_levels->num_elements)
419     VARRAY_GROW (inline_parm_levels, 2 * inline_parm_levels_used);
420   VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used) = levels;
421   ++inline_parm_levels_used;
422 }
423
424 /* Undo the effects of begin_member_template_processing.  */
425
426 void 
427 maybe_end_member_template_processing (void)
428 {
429   int i;
430
431   if (!inline_parm_levels_used)
432     return;
433
434   --inline_parm_levels_used;
435   for (i = 0; 
436        i < VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used);
437        ++i) 
438     {
439       --processing_template_decl;
440       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
441       poplevel (0, 0, 0);
442     }
443 }
444
445 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
446    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
447
448 static tree
449 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
450 {
451   tree new_args;
452   int extra_depth;
453   int i;
454   int j;
455
456   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
457   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
458
459   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
460     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
461
462   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
463     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
464     
465   return new_args;
466 }
467
468 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
469    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
470    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
471    the template arguments from a partial instantiation with the
472    template arguments used to attain the full instantiation from the
473    partial instantiation.  */
474
475 static tree
476 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
477 {
478   tree new_args;
479
480   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
481      something very fishy is going on.  */
482   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
483
484   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
485      them.  */
486   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
487     return extra_args;
488
489   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
490   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
491   
492   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
493
494   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
495   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
496
497   return new_args;
498 }
499
500 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
501
502 tree
503 get_innermost_template_args (tree args, int n)
504 {
505   tree new_args;
506   int extra_levels;
507   int i;
508
509   gcc_assert (n >= 0);
510
511   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
512   if (n == 1)
513     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
514   
515   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
516      given.  */
517   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
518   gcc_assert (extra_levels >= 0);
519   if (extra_levels == 0)
520     return args;
521
522   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
523   new_args = make_tree_vec (n);
524   for (i = 1; i <= n; ++i)
525     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, 
526                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
527
528   return new_args;
529 }
530
531 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
532    the parms.  */
533
534 void
535 begin_template_parm_list (void)
536 {
537   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
538      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
539      namespace scope.  This is the right thing, since we want
540      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
541      global template class, push_template_decl handles putting the
542      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
543      e.g.:
544
545        template <class T> struct S1 {
546          template <class T> struct S2 {}; 
547        };
548
549      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
550      TEMPLATE_DECL for S2.  */
551   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
552   ++processing_template_decl;
553   ++processing_template_parmlist;
554   note_template_header (0);
555 }
556
557 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
558    invalid to declare a specialization here, an error is reported.  */
559
560 static void
561 check_specialization_scope (void)
562 {
563   tree scope = current_scope ();
564
565   /* [temp.expl.spec] 
566      
567      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
568      which the template is a member, or, for member templates, in the
569      namespace of which the enclosing class or enclosing class
570      template is a member.  An explicit specialization of a member
571      function, member class or static data member of a class template
572      shall be declared in the namespace of which the class template
573      is a member.  */
574   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
575     error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
576
577   /* [temp.expl.spec] 
578
579      In an explicit specialization declaration for a member of a class
580      template or a member template that appears in namespace scope,
581      the member template and some of its enclosing class templates may
582      remain unspecialized, except that the declaration shall not
583      explicitly specialize a class member template if its enclosing
584      class templates are not explicitly specialized as well.  */
585   if (current_template_parms) 
586     error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
587 }
588
589 /* We've just seen template <>.  */
590
591 void
592 begin_specialization (void)
593 {
594   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
595   note_template_header (1);
596   check_specialization_scope ();
597 }
598
599 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
600    template<>.  */
601
602 void 
603 end_specialization (void)
604 {
605   finish_scope ();
606   reset_specialization ();
607 }
608
609 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
610    function specialization.  */
611
612 void
613 reset_specialization (void)
614 {
615   processing_specialization = 0;
616   template_header_count = 0;
617 }
618
619 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
620    it was of the form template <>.  */
621
622 static void 
623 note_template_header (int specialization)
624 {
625   processing_specialization = specialization;
626   template_header_count++;
627 }
628
629 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
630
631 void
632 begin_explicit_instantiation (void)
633 {
634   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
635   processing_explicit_instantiation = true;
636 }
637
638
639 void
640 end_explicit_instantiation (void)
641 {
642   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
643   processing_explicit_instantiation = false;
644 }
645
646 /* A explicit specialization or partial specialization TMPL is being
647    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
648    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
649    specialize TMPL in the current namespace.  */
650    
651 static bool
652 check_specialization_namespace (tree tmpl)
653 {
654   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
655
656   /* [tmpl.expl.spec]
657      
658      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
659      which the template is a member, or, for member templates, in the
660      namespace of which the enclosing class or enclosing class
661      template is a member.  An explicit specialization of a member
662      function, member class or static data member of a class template
663      shall be declared in the namespace of which the class template is
664      a member.  */
665   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
666     /* Same or super-using namespace.  */
667     return true;
668   else
669     {
670       pedwarn ("specialization of %qD in different namespace", tmpl);
671       cp_pedwarn_at ("  from definition of %q#D", tmpl);
672       return false;
673     }
674 }
675
676 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
677    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
678
679 void 
680 maybe_process_partial_specialization (tree type)
681 {
682   /* TYPE maybe an ERROR_MARK_NODE.  */
683   tree context = TYPE_P (type) ? TYPE_CONTEXT (type) : NULL_TREE;
684
685   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
686     {
687       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
688          specialization of a template class such as:
689
690            template <> class C<int>;
691
692          or:
693
694            template <class T> class C<T*>;
695
696          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
697
698       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
699           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
700         {
701           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
702           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
703           if (processing_template_decl)
704             push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type));
705         }
706       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
707         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
708     }
709   else if (CLASS_TYPE_P (type)
710            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
711            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
712            && context && CLASS_TYPE_P (context)
713            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
714     {
715       /* This is for an explicit specialization of member class
716          template according to [temp.expl.spec/18]:
717
718            template <> template <class U> class C<int>::D;
719
720          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
721          Otherwise this is just a member class template declared
722          earlier like:
723
724            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
725            template <> template <class U> class C<int>::D;
726
727          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
728          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
729          and `C<T>::D' may not exist.  */
730
731       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
732           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
733         {
734           tree t;
735
736           if (current_namespace
737               != decl_namespace_context (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)))
738             {
739               pedwarn ("specializing %q#T in different namespace", type);
740               cp_pedwarn_at ("  from definition of %q#D",
741                              CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
742             }
743
744           /* Check for invalid specialization after instantiation:
745
746                template <> template <> class C<int>::D<int>;
747                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
748
749           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS
750                  (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)));
751                t; t = TREE_CHAIN (t))
752             if (TREE_VALUE (t) != type
753                 && TYPE_CONTEXT (TREE_VALUE (t)) == context)
754               error ("specialization %qT after instantiation %qT",
755                      type, TREE_VALUE (t));
756
757           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
758              have one level of template argument for the innermost
759              class template.  */
760           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
761           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
762             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
763         }
764     }
765   else if (processing_specialization)
766     error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
767 }
768
769 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
770    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
771    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
772
773 static inline bool 
774 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
775 {
776   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
777           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
778           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
779              parameter.  */
780           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
781           /* The optimized lookup depends on the fact that the
782              template arguments for the member function template apply
783              purely to the containing class, which is not true if the
784              containing class is an explicit or partial
785              specialization.  */
786           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
787           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
788           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
789           /* It is possible to have a template that is not a member
790              template and is not a member of a template class:
791              
792              template <typename T> 
793              struct S { friend A::f(); };
794              
795              Here, the friend function is a template, but the context does
796              not have template information.  The optimized lookup relies
797              on having ARGS be the template arguments for both the class
798              and the function template.  */
799           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
800 }
801
802 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
803    specialization is either an instantiation or an explicit
804    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
805    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
806    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
807    templates with more than one level of parameters.  
808
809    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
810    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
811    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
812    
813 static tree
814 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, 
815                          bool class_specializations_p)
816 {
817   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
818
819   /* There should be as many levels of arguments as there are
820      levels of parameters.  */
821   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) 
822               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
823                 
824   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
825     {
826       tree class_template;
827       tree class_specialization;
828       VEC(tree) *methods;
829       tree fns;
830       int idx;
831
832       /* The template arguments actually apply to the containing
833          class.  Find the class specialization with those
834          arguments.  */
835       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
836       class_specialization 
837         = retrieve_specialization (class_template, args,
838                                    /*class_specializations_p=*/false);
839       if (!class_specialization)
840         return NULL_TREE;
841       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
842          for the specialization.  */
843       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
844       if (idx == -1)
845         return NULL_TREE;
846       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
847          for the one that has an instance of TMPL.  */
848       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
849       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
850         {
851           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
852           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl)
853             return fn;
854         }
855       return NULL_TREE;
856     }
857   else
858     {
859       tree *sp;
860       tree *head;
861
862       /* Class templates store their instantiations on the
863          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS list; other templates use the
864          DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS list.  */
865       if (!class_specializations_p
866           && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == TYPE_DECL)
867         sp = &DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
868       else
869         sp = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
870       head = sp;
871       /* Iterate through the list until we find a matching template.  */
872       while (*sp != NULL_TREE)
873         {
874           tree spec = *sp;
875               
876           if (comp_template_args (TREE_PURPOSE (spec), args))
877             {
878               /* Use the move-to-front heuristic to speed up future
879                  searches.  */ 
880               if (spec != *head)
881                 {
882                   *sp = TREE_CHAIN (*sp);
883                   TREE_CHAIN (spec) = *head;
884                   *head = spec;
885                 }
886               return TREE_VALUE (spec);
887             }
888           sp = &TREE_CHAIN (spec);
889         }
890     }
891
892   return NULL_TREE;
893 }
894
895 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
896
897 static tree
898 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
899 {
900   tree spec = htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
901                                    htab_hash_pointer (tmpl));
902   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
903 }
904
905 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
906
907 int
908 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
909 {
910   tree t;
911
912   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
913     {
914       for (t = decl; 
915            t != NULL_TREE;
916            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
917         if (t == tmpl)
918           return 1;
919     }
920   else 
921     {
922       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
923
924       for (t = TREE_TYPE (decl);
925            t != NULL_TREE;
926            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
927              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
928         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
929           return 1;
930     }  
931
932   return 0;
933 }
934
935 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
936    FRIEND according to [temp.friend].  */
937
938 bool
939 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend)
940 {
941   bool need_template = true;
942   int template_depth;
943
944   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
945               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
946
947   /* For [temp.friend/6] when FRIEND is an ordinary member function
948      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
949      if this.  */
950   if (TREE_CODE (friend) == FUNCTION_DECL
951       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend)
952       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend))
953     {
954       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
955       friend = DECL_TI_TEMPLATE (friend);
956       need_template = false;
957     }
958   else if (TREE_CODE (friend) == TEMPLATE_DECL
959            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend))
960     need_template = false;
961
962   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
963   if (TREE_CODE (friend) != TEMPLATE_DECL)
964     return false;
965
966   if (is_specialization_of (decl, friend))
967     return true;
968
969   /* [temp.friend/6]
970      A member of a class template may be declared to be a friend of a
971      non-template class.  In this case, the corresponding member of
972      every specialization of the class template is a friend of the
973      class granting friendship.
974      
975      For example, given a template friend declaration
976
977        template <class T> friend void A<T>::f();
978
979      the member function below is considered a friend
980
981        template <> struct A<int> {
982          void f();
983        };
984
985      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
986      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
987      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
988
989   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend));
990   if (template_depth
991       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
992       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)), 
993                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend))))
994     {
995       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
996          a few tricky cases, such as when FRIEND's are
997
998            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
999            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1000
1001          and DECL's are
1002
1003            void A<int>::g(int);
1004            template <int> void A<int>::h();
1005
1006          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1007          the context of DECL.  This is required for template substitution
1008          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1009          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1010
1011       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1012       tree args = NULL_TREE;
1013       int current_depth = 0;
1014
1015       while (current_depth < template_depth)
1016         {
1017           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1018             {
1019               if (current_depth == 0)
1020                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1021               else
1022                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1023               current_depth++;
1024             }
1025           context = TYPE_CONTEXT (context);
1026         }
1027
1028       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1029         {
1030           bool is_template;
1031           tree friend_type;
1032           tree decl_type;
1033           tree friend_args_type;
1034           tree decl_args_type;
1035
1036           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1037              non-templates.  */
1038           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1039                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1040           if (need_template ^ is_template)
1041             return false;
1042           else if (is_template)
1043             {
1044               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1045               tree friend_parms
1046                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1047                                          args, tf_none);
1048               if (!comp_template_parms
1049                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1050                       friend_parms))
1051                 return false;
1052
1053               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1054             }
1055           else
1056             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1057
1058           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend), args,
1059                                               tf_none, NULL_TREE);
1060           if (friend_type == error_mark_node)
1061             return false;
1062
1063           /* Check if return types match.  */
1064           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1065             return false;
1066
1067           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1068              `this' parameter.  */
1069           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1070           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1071           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend))
1072             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1073           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1074             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1075
1076           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1077         }
1078       else
1079         {
1080           /* DECL is a TYPE_DECL */
1081           bool is_template;
1082           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1083
1084           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1085              non-templates.  */
1086           is_template
1087             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1088               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1089
1090           if (need_template ^ is_template)
1091             return false;
1092           else if (is_template)
1093             {
1094               tree friend_parms;
1095               /* If both are templates, check the name of the two
1096                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1097               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1098                   != DECL_NAME (friend))
1099                 return false;
1100
1101               /* Now check template parameter list.  */
1102               friend_parms
1103                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1104                                          args, tf_none);
1105               return comp_template_parms
1106                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1107                  friend_parms);
1108             }
1109           else
1110             return (DECL_NAME (decl)
1111                     == DECL_NAME (friend));
1112         }
1113     }
1114   return false;
1115 }
1116
1117 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1118    the indicated ARGS.  Returns SPEC, or an equivalent prior
1119    declaration, if available.  */
1120
1121 static tree
1122 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args)
1123 {
1124   tree fn;
1125
1126   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1127
1128   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL 
1129       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1130     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1131        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1132        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1133        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1134        with default function arguments.  In particular, given
1135        something like this:
1136
1137           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1138
1139        the default argument expression is not substituted for in an
1140        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1141     return spec;
1142
1143   /* There should be as many levels of arguments as there are
1144      levels of parameters.  */
1145   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) 
1146               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
1147
1148   fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 
1149                                 /*class_specializations_p=*/false);
1150   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1151      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1152      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1153      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1154      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1155   if (fn == spec)
1156     return spec;
1157   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1158     {
1159       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1160         {
1161           if (TREE_USED (fn) 
1162               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1163             {
1164               error ("specialization of %qD after instantiation",
1165                      fn);
1166               return spec;
1167             }
1168           else
1169             {
1170               /* This situation should occur only if the first
1171                  specialization is an implicit instantiation, the
1172                  second is an explicit specialization, and the
1173                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1174                  situation can occur if we have implicitly
1175                  instantiated a member function and then specialized
1176                  it later.
1177                  
1178                  We can also wind up here if a friend declaration that
1179                  looked like an instantiation turns out to be a
1180                  specialization:
1181                  
1182                    template <class T> void foo(T);
1183                    class S { friend void foo<>(int) };
1184                    template <> void foo(int);  
1185                  
1186                  We transform the existing DECL in place so that any
1187                  pointers to it become pointers to the updated
1188                  declaration.
1189
1190                  If there was a definition for the template, but not
1191                  for the specialization, we want this to look as if
1192                  there were no definition, and vice versa.  */
1193               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1194               duplicate_decls (spec, fn);
1195               
1196               return fn;
1197             }
1198         }
1199       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1200         {
1201           if (!duplicate_decls (spec, fn) && DECL_INITIAL (spec))
1202             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1203                line number so any errors match this new
1204                definition.  */
1205             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1206           
1207           return fn;
1208         }
1209     }
1210
1211   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1212      template it is specializing.  */
1213   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1214       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1215     DECL_CONTEXT (spec) = decl_namespace_context (tmpl);
1216
1217   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1218     DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl)
1219       = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl));
1220
1221   return spec;
1222 }
1223
1224 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1225    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1226    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.  */
1227
1228 bool
1229 reregister_specialization (tree spec, tree tmpl, tree new_spec)
1230 {
1231   tree* s;
1232
1233   for (s = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
1234        *s != NULL_TREE;
1235        s = &TREE_CHAIN (*s))
1236     if (TREE_VALUE (*s) == spec)
1237       {
1238         if (!new_spec)
1239           *s = TREE_CHAIN (*s);
1240         else
1241           TREE_VALUE (*s) = new_spec;
1242         return 1;
1243       }
1244
1245   return 0;
1246 }
1247
1248 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1249    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1250    DECL).  */
1251
1252 static int
1253 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1254 {
1255   return TREE_VALUE ((tree) p1) == (tree) p2;
1256 }
1257
1258 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1259
1260 static hashval_t
1261 hash_local_specialization (const void* p1)
1262 {
1263   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((tree) p1));
1264 }
1265
1266 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1267    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1268
1269 static void
1270 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1271 {
1272   void **slot;
1273
1274   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl, 
1275                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1276   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1277 }
1278
1279 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1280
1281 void
1282 print_candidates (tree fns)
1283 {
1284   tree fn;
1285
1286   const char *str = "candidates are:";
1287
1288   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1289     {
1290       tree f;
1291
1292       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1293         cp_error_at ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1294       str = "               ";
1295     }
1296 }
1297
1298 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1299    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1300    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1301    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1302    TEMPLATE_ID are non-members.
1303
1304    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1305    specialization of a member template.
1306
1307    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1308    template classes that appeared in the name of the function. See
1309    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1310
1311    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1312    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1313
1314    If it is impossible to determine the result, an error message is
1315    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1316
1317 static tree
1318 determine_specialization (tree template_id, 
1319                           tree decl, 
1320                           tree* targs_out, 
1321                           int need_member_template,
1322                           int template_count)
1323 {
1324   tree fns;
1325   tree targs;
1326   tree explicit_targs;
1327   tree candidates = NULL_TREE;
1328   tree templates = NULL_TREE;
1329   int header_count;
1330   struct cp_binding_level *b;
1331
1332   *targs_out = NULL_TREE;
1333
1334   if (template_id == error_mark_node)
1335     return error_mark_node;
1336
1337   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1338   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1339
1340   if (fns == error_mark_node)
1341     return error_mark_node;
1342
1343   /* Check for baselinks.  */
1344   if (BASELINK_P (fns))
1345     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1346
1347   if (!is_overloaded_fn (fns))
1348     {
1349       error ("%qD is not a function template", fns);
1350       return error_mark_node;
1351     }
1352
1353   /* Count the number of template headers specified for this
1354      specialization.  */
1355   header_count = 0;
1356   for (b = current_binding_level;
1357        b->kind == sk_template_parms || b->kind == sk_template_spec;
1358        b = b->level_chain)
1359     ++header_count;
1360
1361   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1362     {
1363       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1364
1365       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1366         {
1367           tree decl_arg_types;
1368           tree fn_arg_types;
1369
1370           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1371
1372           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1373           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1374           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn) 
1375               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1376             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1377
1378           /* Check that the number of function parameters matches.
1379              For example,
1380                template <class T> void f(int i = 0);
1381                template <> void f<int>();
1382              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1383              by get_bindings below.  */
1384
1385           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1386           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1387             continue;
1388
1389           /* For a non-static member function, we need to make sure that
1390              the const qualification is the same. This can be done by
1391              checking the 'this' in the argument list.  */
1392           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1393               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types), 
1394                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1395             continue;
1396
1397           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1398              the number of template headers appearing in the specialization
1399              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1400              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1401              member functions. Consider the following code:
1402
1403              template <> void A<int>::f(int);
1404              template <> template <> void A<int>::f(int);
1405
1406              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1407              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1408              member function, whilst the second line specializes "f" which
1409              is a template member function. So both lines are syntactically
1410              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1411              them.
1412              
1413              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1414              against the declarations. We count the number of template
1415              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1416              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1417              plus there must be another header for the member template
1418              itself).
1419              
1420              Notice that if header_count is zero, this is not a
1421              specialization but rather a template instantiation, so there
1422              is no check we can perform here.  */
1423           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1424             continue;
1425
1426           /* See whether this function might be a specialization of this
1427              template.  */
1428           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs);
1429
1430           if (!targs)
1431             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1432                specialize TMPL will produce DECL.  */
1433             continue;
1434
1435           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1436           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1437         }
1438       else if (need_member_template)
1439         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1440            specialization of a member template.  */
1441         ;
1442       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1443         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1444            cases.  */
1445         ;
1446       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1447         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1448            be a specialization of that.  */
1449         ;
1450       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1451         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1452         ;
1453       else
1454         {
1455           tree decl_arg_types;
1456
1457           /* This is an ordinary member function.  However, since
1458              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1459              template class.  For example,
1460              
1461                template <typename T> struct S { void f(); };
1462                template <> void S<int>::f() {}
1463
1464              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1465              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1466              might be in business.  */
1467
1468           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1469             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1470                of a template class.  This is not a candidate.  */
1471             continue;
1472
1473           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1474                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1475             /* The return types differ.  */
1476             continue;
1477
1478           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1479           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1480           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn) 
1481               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1482             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1483
1484           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)), 
1485                          decl_arg_types))
1486             /* They match!  */
1487             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1488         }
1489     }
1490
1491   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1492     {
1493       /* We have:
1494          
1495            [temp.expl.spec]
1496
1497            It is possible for a specialization with a given function
1498            signature to be instantiated from more than one function
1499            template.  In such cases, explicit specification of the
1500            template arguments must be used to uniquely identify the
1501            function template specialization being specialized.
1502
1503          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1504          determine which of the candidate templates is most
1505          specialized.  However, we, also have:
1506
1507            [temp.func.order]
1508
1509            Partial ordering of overloaded function template
1510            declarations is used in the following contexts to select
1511            the function template to which a function template
1512            specialization refers: 
1513
1514            -- when an explicit specialization refers to a function
1515               template. 
1516
1517          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1518          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1519          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1520          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1521          the EDG front-end has that behavior, and John Spicer claims
1522          that the committee simply forgot to delete the wording in
1523          [temp.expl.spec].  */
1524      tree tmpl = most_specialized (templates, decl, explicit_targs);
1525      if (tmpl && tmpl != error_mark_node)
1526        {
1527          targs = get_bindings (tmpl, decl, explicit_targs);
1528          templates = tree_cons (targs, tmpl, NULL_TREE);
1529        }
1530     }
1531
1532   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1533     {
1534       cp_error_at ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1535                    "declaration",
1536                    template_id, decl);
1537       return error_mark_node;
1538     }
1539   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1540            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1541            || (templates && candidates))
1542     {
1543       cp_error_at ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1544                    template_id, decl);
1545       chainon (candidates, templates);
1546       print_candidates (candidates);
1547       return error_mark_node;
1548     }
1549
1550   /* We have one, and exactly one, match.  */
1551   if (candidates)
1552     {
1553       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1554          template class.  */
1555       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (TREE_VALUE (candidates)));
1556       return DECL_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (candidates));
1557     }
1558
1559   /* It was a specialization of a template.  */
1560   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1561   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1562     {
1563       *targs_out = copy_node (targs);
1564       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out, 
1565                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1566                            TREE_PURPOSE (templates));
1567     }
1568   else
1569     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1570   return TREE_VALUE (templates);
1571 }
1572
1573 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1574    but with the default argument values filled in from those in the
1575    TMPL_TYPES.  */
1576       
1577 static tree
1578 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1579                                       tree tmpl_types)
1580 {
1581   tree new_spec_types;
1582
1583   if (!spec_types)
1584     return NULL_TREE;
1585
1586   if (spec_types == void_list_node)
1587     return void_list_node;
1588
1589   /* Substitute into the rest of the list.  */
1590   new_spec_types =
1591     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1592                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1593   
1594   /* Add the default argument for this parameter.  */
1595   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1596                          TREE_VALUE (spec_types),
1597                          new_spec_types);
1598 }
1599
1600 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1601    from the template it specializes.  (That way, code like:
1602
1603      template <class T> void f(T = 3);
1604      template <> void f(double);
1605      void g () { f (); } 
1606
1607    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1608    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1609    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1610
1611 static void
1612 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
1613 {
1614   tree tmpl;
1615   tree spec_types;
1616   tree tmpl_types;
1617   tree new_spec_types;
1618   tree old_type;
1619   tree new_type;
1620   tree t;
1621   tree object_type = NULL_TREE;
1622   tree in_charge = NULL_TREE;
1623   tree vtt = NULL_TREE;
1624
1625   /* See if there's anything we need to do.  */
1626   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
1627   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
1628   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
1629     if (TREE_PURPOSE (t))
1630       break;
1631   if (!t)
1632     return;
1633
1634   old_type = TREE_TYPE (decl);
1635   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
1636   
1637   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1638     {
1639       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
1640          CV quals.  */
1641       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
1642       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1643       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
1644       
1645       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
1646         {
1647           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
1648              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
1649           in_charge = spec_types;
1650           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1651         }
1652       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
1653         {
1654           vtt = spec_types;
1655           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1656         }
1657     }
1658
1659   /* Compute the merged default arguments.  */
1660   new_spec_types = 
1661     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
1662
1663   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
1664   if (object_type)
1665     {
1666       if (vtt)
1667         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
1668                                          TREE_VALUE (vtt),
1669                                          new_spec_types);
1670
1671       if (in_charge)
1672         /* Put the in-charge parameter back.  */
1673         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
1674                                          TREE_VALUE (in_charge),
1675                                          new_spec_types);
1676
1677       new_type = build_method_type_directly (object_type,
1678                                              TREE_TYPE (old_type),
1679                                              new_spec_types);
1680     }
1681   else
1682     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
1683                                     new_spec_types);
1684   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
1685                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
1686   new_type = build_exception_variant (new_type,
1687                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
1688   TREE_TYPE (decl) = new_type;
1689 }
1690
1691 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
1692    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
1693    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
1694    instantiation at this point.
1695
1696    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
1697    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
1698    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
1699    recoverable.
1700    
1701    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags: 
1702
1703    2: The function has a definition.
1704    4: The function is a friend.
1705
1706    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1707    template classes that appeared in the name of the function.  For
1708    example, in
1709
1710      template <class T> struct S { void f(); };
1711      void S<int>::f();
1712      
1713    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
1714    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
1715
1716      template <class T> struct S {};
1717      template <> struct S<int> { void f(); }
1718      template <> void S<int>::f();
1719
1720    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
1721    invalid; there should be no template <>.)
1722
1723    If the function is a specialization, it is marked as such via
1724    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
1725    is set up correctly, and it is added to the list of specializations 
1726    for that template.  */
1727
1728 tree
1729 check_explicit_specialization (tree declarator, 
1730                                tree decl, 
1731                                int template_count, 
1732                                int flags)
1733 {
1734   int have_def = flags & 2;
1735   int is_friend = flags & 4;
1736   int specialization = 0;
1737   int explicit_instantiation = 0;
1738   int member_specialization = 0;
1739   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
1740   tree dname = DECL_NAME (decl);
1741   tmpl_spec_kind tsk;
1742
1743   if (is_friend)
1744     {
1745       if (!processing_specialization)
1746         tsk = tsk_none;
1747       else
1748         tsk = tsk_excessive_parms;
1749     }
1750   else
1751     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
1752
1753   switch (tsk)
1754     {
1755     case tsk_none:
1756       if (processing_specialization) 
1757         {
1758           specialization = 1;
1759           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1760         }
1761       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1762         {
1763           if (is_friend)
1764             /* This could be something like:
1765
1766                template <class T> void f(T);
1767                class S { friend void f<>(int); }  */
1768             specialization = 1;
1769           else
1770             {
1771               /* This case handles bogus declarations like template <>
1772                  template <class T> void f<int>(); */
1773
1774               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1775                      declarator);
1776               return decl;
1777             }
1778         }
1779       break;
1780
1781     case tsk_invalid_member_spec:
1782       /* The error has already been reported in
1783          check_specialization_scope.  */
1784       return error_mark_node;
1785
1786     case tsk_invalid_expl_inst:
1787       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
1788
1789       /* Fall through.  */
1790
1791     case tsk_expl_inst:
1792       if (have_def)
1793         error ("definition provided for explicit instantiation");
1794       
1795       explicit_instantiation = 1;
1796       break;
1797
1798     case tsk_excessive_parms:
1799     case tsk_insufficient_parms:
1800       if (tsk == tsk_excessive_parms)
1801         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
1802                decl);
1803       else if (template_header_count)
1804         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
1805       else
1806         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
1807               "%<template <>%>", decl);
1808
1809       /* Fall through.  */
1810     case tsk_expl_spec:
1811       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1812       if (ctype)
1813         member_specialization = 1;
1814       else
1815         specialization = 1;
1816       break;
1817
1818     case tsk_template:
1819       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1820         {
1821           /* This case handles bogus declarations like template <>
1822              template <class T> void f<int>(); */
1823
1824           if (uses_template_parms (declarator))
1825             error ("function template partial specialization %qD "
1826                    "is not allowed", declarator);
1827           else
1828             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1829                    declarator);
1830           return decl;
1831         }
1832
1833       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
1834         /* This is a specialization of a member template, without
1835            specialization the containing class.  Something like:
1836
1837              template <class T> struct S {
1838                template <class U> void f (U); 
1839              };
1840              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
1841              
1842            That's a specialization -- but of the entire template.  */
1843         specialization = 1;
1844       break;
1845
1846     default:
1847       gcc_unreachable ();
1848     }
1849
1850   if (specialization || member_specialization)
1851     {
1852       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1853       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
1854         if (TREE_PURPOSE (t))
1855           {
1856             pedwarn
1857               ("default argument specified in explicit specialization");
1858             break;
1859           }
1860       if (current_lang_name == lang_name_c)
1861         error ("template specialization with C linkage");
1862     }
1863
1864   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
1865     {
1866       tree tmpl = NULL_TREE;
1867       tree targs = NULL_TREE;
1868
1869       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
1870       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
1871         {
1872           tree fns;
1873
1874           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
1875           if (ctype)
1876             fns = dname;
1877           else
1878             {
1879               /* If there is no class context, the explicit instantiation
1880                  must be at namespace scope.  */
1881               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
1882
1883               /* Find the namespace binding, using the declaration
1884                  context.  */
1885               fns = namespace_binding (dname, CP_DECL_CONTEXT (decl));
1886             }
1887
1888           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
1889         }
1890
1891       if (declarator == error_mark_node)
1892         return error_mark_node;
1893
1894       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
1895         {
1896           if (!explicit_instantiation)
1897             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
1898                but the error will already have been flagged by
1899                check_specialization_scope.  */
1900             return error_mark_node;
1901           else
1902             {
1903               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
1904                  class scope, e.g.:
1905
1906                    class C { template void f(); }
1907
1908                    This case is caught by the parser.  However, on
1909                    something like:
1910                
1911                    template class C { void f(); };
1912
1913                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
1914                    issued later.  */
1915               ;
1916             }
1917
1918           return decl;
1919         }
1920       else if (ctype != NULL_TREE 
1921                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
1922                    IDENTIFIER_NODE))
1923         {
1924           /* Find the list of functions in ctype that have the same
1925              name as the declared function.  */
1926           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
1927           tree fns = NULL_TREE;
1928           int idx;
1929
1930           if (constructor_name_p (name, ctype))
1931             {
1932               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
1933               
1934               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (ctype)
1935                   : !TYPE_HAS_DESTRUCTOR (ctype))
1936                 {
1937                   /* From [temp.expl.spec]:
1938                        
1939                      If such an explicit specialization for the member
1940                      of a class template names an implicitly-declared
1941                      special member function (clause _special_), the
1942                      program is ill-formed.  
1943
1944                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
1945                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
1946                   return error_mark_node;
1947                 }
1948
1949               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
1950             }
1951
1952           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
1953             {
1954               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
1955               if (idx >= 0)
1956                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
1957             }
1958           else
1959             {
1960               VEC(tree) *methods;
1961               tree ovl;
1962
1963               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
1964                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
1965                  int' which will be a specialization of `operator T'.
1966                  So, we find *all* the conversion operators, and then
1967                  select from them.  */
1968               fns = NULL_TREE;
1969
1970               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
1971               if (methods)
1972                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
1973                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
1974                      ++idx)
1975                   {
1976                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
1977                       /* There are no more conversion functions.  */
1978                       break;
1979
1980                     /* Glue all these conversion functions together
1981                        with those we already have.  */
1982                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
1983                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
1984                   }
1985             }
1986               
1987           if (fns == NULL_TREE) 
1988             {
1989               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
1990               return error_mark_node;
1991             }
1992           else
1993             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
1994         }
1995       
1996       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
1997          Note that for an explicit instantiation, even one for a
1998          member function, we cannot tell apriori whether the
1999          instantiation is for a member template, or just a member
2000          function of a template class.  Even if a member template is
2001          being instantiated, the member template arguments may be
2002          elided if they can be deduced from the rest of the
2003          declaration.  */
2004       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2005                                        &targs, 
2006                                        member_specialization,
2007                                        template_count);
2008             
2009       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2010         /* We couldn't figure out what this declaration was
2011            specializing.  */
2012         return error_mark_node;
2013       else
2014         {
2015           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2016
2017           if (explicit_instantiation)
2018             {
2019               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2020                  is done by do_decl_instantiation later.  */ 
2021
2022               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2023               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2024
2025               if (arg_depth > parm_depth)
2026                 {
2027                   /* If TMPL is not the most general template (for
2028                      example, if TMPL is a friend template that is
2029                      injected into namespace scope), then there will
2030                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2031                      here.  */
2032                   int i;
2033                   tree new_targs;
2034
2035                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2036                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2037                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2038                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2039                   targs = new_targs;
2040                 }
2041                   
2042               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2043             }
2044
2045           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2046              turns out to be specializing a static member function,
2047              make DECL a static member function as well.  */
2048           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2049               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2050             revert_static_member_fn (decl);
2051
2052           /* If this is a specialization of a member template of a
2053              template class.  In we want to return the TEMPLATE_DECL,
2054              not the specialization of it.  */
2055           if (tsk == tsk_template)
2056             {
2057               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2058               DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) = NULL_TREE;
2059               if (have_def)
2060                 {
2061                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2062                   DECL_SOURCE_LOCATION (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2063                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2064                   /* We want to use the argument list specified in the
2065                      definition, not in the original declaration.  */
2066                   DECL_ARGUMENTS (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2067                     = DECL_ARGUMENTS (decl);
2068                 }
2069               return tmpl;
2070             }
2071
2072           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2073           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2074
2075           /* Inherit default function arguments from the template
2076              DECL is specializing.  */
2077           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2078
2079           /* This specialization has the same protection as the
2080              template it specializes.  */
2081           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2082           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2083
2084           if (is_friend && !have_def)
2085             /* This is not really a declaration of a specialization.
2086                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2087                a request for an instantiation, either.  */
2088             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2089           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2090             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2091                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2092                versions in V3 ABI.  */
2093             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2094
2095           /* Register this specialization so that we can find it
2096              again.  */
2097           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs);
2098         }
2099     }
2100   
2101   return decl;
2102 }
2103
2104 /* TYPE is being declared.  Verify that the use of template headers
2105    and such is reasonable.  Issue error messages if not.  */
2106
2107 void
2108 maybe_check_template_type (tree type)
2109 {
2110   if (template_header_count)
2111     {
2112       /* We are in the scope of some `template <...>' header.  */
2113
2114       int context_depth 
2115         = template_class_depth_real (TYPE_CONTEXT (type),
2116                                      /*count_specializations=*/1);
2117
2118       if (template_header_count <= context_depth)
2119         /* This is OK; the template headers are for the context.  We
2120            are actually too lenient here; like
2121            check_explicit_specialization we should consider the number
2122            of template types included in the actual declaration.  For
2123            example, 
2124
2125              template <class T> struct S {
2126                template <class U> template <class V>
2127                struct I {};
2128              }; 
2129
2130            is invalid, but:
2131
2132              template <class T> struct S {
2133                template <class U> struct I;
2134              }; 
2135
2136              template <class T> template <class U.
2137              struct S<T>::I {};
2138
2139            is not.  */
2140         ; 
2141       else if (template_header_count > context_depth + 1)
2142         /* There are two many template parameter lists.  */
2143         error ("too many template parameter lists in declaration of %qT", type); 
2144     }
2145 }
2146
2147 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2148    parameters.  These are represented in the same format used for
2149    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2150
2151 int
2152 comp_template_parms (tree parms1, tree parms2)
2153 {
2154   tree p1;
2155   tree p2;
2156
2157   if (parms1 == parms2)
2158     return 1;
2159
2160   for (p1 = parms1, p2 = parms2; 
2161        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2162        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2163     {
2164       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2165       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2166       int i;
2167
2168       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2169       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2170
2171       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2172         return 0;
2173
2174       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i) 
2175         {
2176           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2177           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2178
2179           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2180             return 0;
2181
2182           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
2183             continue;
2184           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2185             return 0;
2186         }
2187     }
2188
2189   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2190     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2191        other.  */
2192     return 0;
2193
2194   return 1;
2195 }
2196
2197 /* Complain if DECL shadows a template parameter.
2198
2199    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
2200    scope (including nested scopes).  */
2201
2202 void
2203 check_template_shadow (tree decl)
2204 {
2205   tree olddecl;
2206
2207   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
2208      parameter.  */
2209   if (!current_template_parms)
2210     return;
2211
2212   /* Figure out what we're shadowing.  */
2213   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
2214     decl = OVL_CURRENT (decl);
2215   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
2216
2217   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
2218      anything, let alone a template parameter.  */
2219   if (!olddecl)
2220     return;
2221
2222   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
2223      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
2224      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
2225      node.  */
2226   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
2227     return;
2228
2229   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
2230      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
2231      inline member templates.  */
2232   if (decl == olddecl 
2233       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
2234     return;
2235
2236   cp_error_at ("declaration of %q#D", decl);
2237   cp_error_at (" shadows template parm %q#D", olddecl);
2238 }
2239
2240 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
2241    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
2242
2243 static tree
2244 build_template_parm_index (int index, 
2245                            int level, 
2246                            int orig_level, 
2247                            tree decl, 
2248                            tree type)
2249 {
2250   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
2251   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
2252   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
2253   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
2254   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
2255   TREE_TYPE (t) = type;
2256   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
2257   TREE_INVARIANT (t) = TREE_INVARIANT (decl);
2258   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
2259
2260   return t;
2261 }
2262
2263 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
2264    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
2265    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
2266    new one is created.  */
2267
2268 static tree 
2269 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels)
2270 {
2271   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
2272       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
2273           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
2274     {
2275       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
2276       tree decl, t;
2277       
2278       decl = build_decl (TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
2279       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
2280       TREE_INVARIANT (decl) = TREE_INVARIANT (orig_decl);
2281       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
2282       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2283       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2284       
2285       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
2286                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
2287                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
2288                                      decl, type);
2289       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
2290
2291       /* Template template parameters need this.  */
2292       DECL_TEMPLATE_PARMS (decl)
2293         = DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index));
2294     }
2295
2296   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
2297 }
2298
2299 /* Process information from new template parameter NEXT and append it to the
2300    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
2301    IS_NON_TYPE is true.  */
2302
2303 tree
2304 process_template_parm (tree list, tree next, bool is_non_type)
2305 {
2306   tree parm;
2307   tree decl = 0;
2308   tree defval;
2309   int idx;
2310
2311   parm = next;
2312   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
2313   defval = TREE_PURPOSE (parm);
2314
2315   if (list)
2316     {
2317       tree p = TREE_VALUE (tree_last (list));
2318
2319       if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
2320         idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
2321       else
2322         idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
2323       ++idx;
2324     }
2325   else
2326     idx = 0;
2327
2328   if (is_non_type)
2329     {
2330       parm = TREE_VALUE (parm);
2331
2332       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2333
2334       /* [temp.param]
2335
2336          The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
2337          ignored when determining its type.  */
2338       TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
2339
2340       /* A template parameter is not modifiable.  */
2341       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
2342       TREE_INVARIANT (parm) = 1;
2343       TREE_READONLY (parm) = 1;
2344       if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
2345         TREE_TYPE (parm) = void_type_node;
2346       decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
2347       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
2348       TREE_INVARIANT (decl) = 1;
2349       TREE_READONLY (decl) = 1;
2350       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl) 
2351         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2352                                      processing_template_decl,
2353                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2354     }
2355   else
2356     {
2357       tree t;
2358       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
2359       
2360       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2361         {
2362           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
2363           /* This is for distinguishing between real templates and template 
2364              template parameters */
2365           TREE_TYPE (parm) = t;
2366           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
2367           decl = parm;
2368         }
2369       else
2370         {
2371           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
2372           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
2373           decl = build_decl (TYPE_DECL, parm, t);
2374         }
2375         
2376       TYPE_NAME (t) = decl;
2377       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
2378       parm = decl;
2379       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
2380         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl, 
2381                                      processing_template_decl,
2382                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2383     }
2384   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2385   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2386   pushdecl (decl);
2387   parm = build_tree_list (defval, parm);
2388   return chainon (list, parm);
2389 }
2390
2391 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
2392    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
2393    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
2394    as PARM_DECLs.  */
2395
2396 tree
2397 end_template_parm_list (tree parms)
2398 {
2399   int nparms;
2400   tree parm, next;
2401   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
2402
2403   current_template_parms
2404     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
2405                  saved_parmlist, current_template_parms);
2406
2407   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
2408     {
2409       next = TREE_CHAIN (parm);
2410       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
2411       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
2412     }
2413
2414   --processing_template_parmlist;
2415
2416   return saved_parmlist;
2417 }
2418
2419 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
2420
2421 void
2422 end_template_decl (void)
2423 {
2424   reset_specialization ();
2425
2426   if (! processing_template_decl)
2427     return;
2428
2429   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
2430   finish_scope ();
2431
2432   --processing_template_decl;
2433   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
2434 }
2435
2436 /* Given a template argument vector containing the template PARMS.
2437    The innermost PARMS are given first.  */
2438
2439 tree
2440 current_template_args (void)
2441 {
2442   tree header;
2443   tree args = NULL_TREE;
2444   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2445   int l = length;
2446
2447   /* If there is only one level of template parameters, we do not
2448      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
2449      TREE_VEC containing the arguments.  */
2450   if (length > 1)
2451     args = make_tree_vec (length);
2452
2453   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
2454     {
2455       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
2456       int i;
2457
2458       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
2459       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
2460         {
2461           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
2462
2463           /* T will be a list if we are called from within a
2464              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
2465              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
2466           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST) 
2467             {
2468               t = TREE_VALUE (t);
2469               
2470               if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL 
2471                   || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
2472                 t = TREE_TYPE (t);
2473               else
2474                 t = DECL_INITIAL (t);
2475               TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
2476             }
2477         }
2478
2479       if (length > 1)
2480         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
2481       else
2482         args = a;
2483     }
2484
2485   return args;
2486 }
2487
2488 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
2489    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
2490    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
2491
2492 static tree
2493 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
2494 {
2495   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
2496   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
2497   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
2498   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
2499   if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
2500     {
2501       DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl) = DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl);
2502       DECL_CONSTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2503       DECL_DESTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_DESTRUCTOR_P (decl);
2504       DECL_NONCONVERTING_P (tmpl) = DECL_NONCONVERTING_P (decl);
2505       DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (tmpl) = DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (decl);
2506       if (DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl))
2507         SET_OVERLOADED_OPERATOR_CODE (tmpl, 
2508                                       DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl));
2509     }
2510
2511   return tmpl;
2512 }
2513
2514 struct template_parm_data
2515 {
2516   /* The level of the template parameters we are currently
2517      processing.  */
2518   int level;
2519
2520   /* The index of the specialization argument we are currently
2521      processing.  */
2522   int current_arg;
2523
2524   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
2525      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
2526      of the arguments processed so far.  */
2527   int* parms;
2528
2529   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
2530      elements are nonzero if the argument makes use of template
2531      parameters of this level.  */
2532   int* arg_uses_template_parms;
2533 };
2534
2535 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
2536    parameter in a partial specialization is used in the explicit
2537    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
2538    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
2539    appropriately.  */
2540
2541 static int
2542 mark_template_parm (tree t, void* data)
2543 {
2544   int level;
2545   int idx;
2546   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
2547
2548   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2549     {
2550       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2551       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
2552     }
2553   else
2554     {
2555       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2556       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
2557     }
2558
2559   if (level == tpd->level)
2560     {
2561       tpd->parms[idx] = 1;
2562       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
2563     }
2564
2565   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
2566      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
2567   return 0;
2568 }
2569
2570 /* Process the partial specialization DECL.  */
2571
2572 static tree
2573 process_partial_specialization (tree decl)
2574 {
2575   tree type = TREE_TYPE (decl);
2576   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
2577   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
2578   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
2579   tree inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
2580   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
2581   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
2582   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2583   int  i;
2584   int did_error_intro = 0;
2585   struct template_parm_data tpd;
2586   struct template_parm_data tpd2;
2587
2588   /* We check that each of the template parameters given in the
2589      partial specialization is used in the argument list to the
2590      specialization.  For example:
2591
2592        template <class T> struct S;
2593        template <class T> struct S<T*>;
2594
2595      The second declaration is OK because `T*' uses the template
2596      parameter T, whereas
2597
2598        template <class T> struct S<int>;
2599
2600      is no good.  Even trickier is:
2601
2602        template <class T>
2603        struct S1
2604        {
2605           template <class U>
2606           struct S2;
2607           template <class U>
2608           struct S2<T>;
2609        };
2610
2611      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
2612      full-specialization.  Of course, 
2613
2614           template <class U>
2615           struct S2<T (*)(U)>;
2616
2617      or some such would have been OK.  */
2618   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2619   tpd.parms = alloca (sizeof (int) * ntparms);
2620   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
2621
2622   tpd.arg_uses_template_parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2623   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2624   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2625     {
2626       tpd.current_arg = i;
2627       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
2628                               &mark_template_parm,
2629                               &tpd,
2630                               NULL);
2631     }
2632   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2633     if (tpd.parms[i] == 0)
2634       {
2635         /* One of the template parms was not used in the
2636            specialization.  */
2637         if (!did_error_intro)
2638           {
2639             error ("template parameters not used in partial specialization:");
2640             did_error_intro = 1;
2641           }
2642
2643         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
2644       }
2645
2646   /* [temp.class.spec]
2647
2648      The argument list of the specialization shall not be identical to
2649      the implicit argument list of the primary template.  */
2650   if (comp_template_args 
2651       (inner_args, 
2652        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
2653                                                    (maintmpl)))))
2654     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
2655
2656   /* [temp.class.spec]
2657
2658      A partially specialized non-type argument expression shall not
2659      involve template parameters of the partial specialization except
2660      when the argument expression is a simple identifier.
2661
2662      The type of a template parameter corresponding to a specialized
2663      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
2664      specialization.  */
2665   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
2666   tpd2.parms = 0;
2667   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2668     {
2669       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
2670       if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
2671           !TYPE_P (arg)
2672           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
2673           /* This next line is the `argument expression is not just a
2674              simple identifier' condition and also the `specialized
2675              non-type argument' bit.  */
2676           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
2677         {
2678           if (tpd.arg_uses_template_parms[i])
2679             error ("template argument %qE involves template parameter(s)", arg);
2680           else 
2681             {
2682               /* Look at the corresponding template parameter,
2683                  marking which template parameters its type depends
2684                  upon.  */
2685               tree type = 
2686                 TREE_TYPE (TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, 
2687                                                      i)));
2688
2689               if (!tpd2.parms)
2690                 {
2691                   /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
2692                   tpd2.arg_uses_template_parms 
2693                     = alloca (sizeof (int) * nargs);
2694                   /* The number of parameters here is the number in the
2695                      main template, which, as checked in the assertion
2696                      above, is NARGS.  */
2697                   tpd2.parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2698                   tpd2.level = 
2699                     TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
2700                 }
2701
2702               /* Mark the template parameters.  But this time, we're
2703                  looking for the template parameters of the main
2704                  template, not in the specialization.  */
2705               tpd2.current_arg = i;
2706               tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
2707               memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2708               for_each_template_parm (type,
2709                                       &mark_template_parm,
2710                                       &tpd2,
2711                                       NULL);
2712                   
2713               if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
2714                 {
2715                   /* The type depended on some template parameters.
2716                      If they are fully specialized in the
2717                      specialization, that's OK.  */
2718                   int j;
2719                   for (j = 0; j < nargs; ++j)
2720                     if (tpd2.parms[j] != 0
2721                         && tpd.arg_uses_template_parms [j])
2722                       {
2723                         error ("type %qT of template argument %qE depends "
2724                                "on template parameter(s)", 
2725                                type,
2726                                arg);
2727                         break;
2728                       }
2729                 }
2730             }
2731         }
2732     }
2733
2734   if (retrieve_specialization (maintmpl, specargs, 
2735                                /*class_specializations_p=*/true))
2736     /* We've already got this specialization.  */
2737     return decl;
2738
2739   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
2740     = tree_cons (inner_args, inner_parms,
2741                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
2742   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
2743   return decl;
2744 }
2745
2746 /* Check that a template declaration's use of default arguments is not
2747    invalid.  Here, PARMS are the template parameters.  IS_PRIMARY is
2748    nonzero if DECL is the thing declared by a primary template.
2749    IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial specialization.  */
2750
2751 static void
2752 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, int is_partial)
2753 {
2754   const char *msg;
2755   int last_level_to_check;
2756   tree parm_level;
2757
2758   /* [temp.param] 
2759
2760      A default template-argument shall not be specified in a
2761      function template declaration or a function template definition, nor
2762      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
2763      class template.  */
2764
2765   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
2766     /* You can't have a function template declaration in a local
2767        scope, nor you can you define a member of a class template in a
2768        local scope.  */
2769     return;
2770
2771   if (current_class_type
2772       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
2773       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2774       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
2775          or a member function.  */
2776       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2777           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
2778           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
2779           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
2780           : false)
2781       /* And, if it was a member function, it really was defined in
2782          the scope of the class.  */
2783       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2784           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
2785     /* We already checked these parameters when the template was
2786        declared, so there's no need to do it again now.  This function
2787        was defined in class scope, but we're processing it's body now
2788        that the class is complete.  */
2789     return;
2790
2791   /* [temp.param]
2792          
2793      If a template-parameter has a default template-argument, all
2794      subsequent template-parameters shall have a default
2795      template-argument supplied.  */
2796   for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2797     {
2798       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2799       int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2800       int seen_def_arg_p = 0; 
2801       int i;
2802
2803       for (i = 0; i < ntparms; ++i) 
2804         {
2805           tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
2806           if (TREE_PURPOSE (parm))
2807             seen_def_arg_p = 1;
2808           else if (seen_def_arg_p)
2809             {
2810               error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
2811               /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
2812                  there should have been a default argument.  */
2813               TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
2814             }
2815         }
2816     }
2817
2818   if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL || is_partial || !is_primary)
2819     /* For an ordinary class template, default template arguments are
2820        allowed at the innermost level, e.g.:
2821          template <class T = int>
2822          struct S {};
2823        but, in a partial specialization, they're not allowed even
2824        there, as we have in [temp.class.spec]:
2825      
2826          The template parameter list of a specialization shall not
2827          contain default template argument values.  
2828
2829        So, for a partial specialization, or for a function template,
2830        we look at all of them.  */
2831     ;
2832   else
2833     /* But, for a primary class template that is not a partial
2834        specialization we look at all template parameters except the
2835        innermost ones.  */
2836     parms = TREE_CHAIN (parms);
2837
2838   /* Figure out what error message to issue.  */
2839   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2840     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
2841   else if (is_partial)
2842     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
2843   else
2844     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2845
2846   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
2847     /* If we're inside a class definition, there's no need to
2848        examine the parameters to the class itself.  On the one
2849        hand, they will be checked when the class is defined, and,
2850        on the other, default arguments are valid in things like:
2851          template <class T = double>
2852          struct S { template <class U> void f(U); };
2853        Here the default argument for `S' has no bearing on the
2854        declaration of `f'.  */
2855     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
2856   else
2857     /* Check everything.  */
2858     last_level_to_check = 0;
2859
2860   for (parm_level = parms; 
2861        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check; 
2862        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2863     {
2864       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2865       int i;
2866       int ntparms;
2867
2868       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2869       for (i = 0; i < ntparms; ++i) 
2870         if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
2871           {
2872             if (msg)
2873               {
2874                 error (msg, decl);
2875                 msg = 0;
2876               }
2877
2878             /* Clear out the default argument so that we are not
2879                confused later.  */
2880             TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
2881           }
2882
2883       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
2884          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
2885       if (msg)
2886         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD"; 
2887     }
2888 }
2889
2890 /* Worker for push_template_decl_real, called via
2891    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
2892    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
2893    parameter of that level, return nonzero.  */
2894
2895 static int
2896 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
2897 {
2898   int this_level = *(int *)data;
2899   int level;
2900
2901   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2902     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2903   else
2904     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2905   return level == this_level;
2906 }
2907
2908 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
2909    parameters given by current_template_args, or reuses a
2910    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
2911    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.  
2912
2913    If IS_FRIEND is nonzero, DECL is a friend declaration.  */
2914
2915 tree
2916 push_template_decl_real (tree decl, int is_friend)
2917 {
2918   tree tmpl;
2919   tree args;
2920   tree info;
2921   tree ctx;
2922   int primary;
2923   int is_partial;
2924   int new_template_p = 0;
2925   /* True if the template is a member template, in the sense of
2926      [temp.mem].  */
2927   bool member_template_p = false;
2928
2929   if (decl == error_mark_node)
2930     return decl;
2931
2932   /* See if this is a partial specialization.  */
2933   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2934                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
2935                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
2936
2937   is_friend |= (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl));
2938
2939   if (is_friend)
2940     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
2941        the type of which it is a friend.  */
2942     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
2943   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
2944            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
2945     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
2946        it is defined.  */
2947     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
2948   else
2949     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
2950        is assumed to be a member of the class.  */
2951     ctx = current_scope ();
2952
2953   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
2954     ctx = NULL_TREE;
2955
2956   if (!DECL_CONTEXT (decl))
2957     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
2958
2959   /* See if this is a primary template.  */
2960   primary = template_parm_scope_p ();
2961
2962   if (primary)
2963     {
2964       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
2965         member_template_p = true;
2966       if (current_lang_name == lang_name_c)
2967         error ("template with C linkage");
2968       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL 
2969                && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl))) 
2970         error ("template class without a name");
2971       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2972         {
2973           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2974             {
2975               /* [temp.mem]
2976                  
2977                  A destructor shall not be a member template.  */
2978               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
2979               return error_mark_node;
2980             }
2981           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
2982               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
2983                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
2984                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
2985                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
2986                       == void_list_node)))
2987             {
2988               /* [basic.stc.dynamic.allocation] 
2989
2990                  An allocation function can be a function
2991                  template. ... Template allocation functions shall
2992                  have two or more parameters.  */
2993               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
2994               return decl;
2995             }
2996         }
2997       else if ((DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2998                 && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
2999                || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL && ctx && CLASS_TYPE_P (ctx)))
3000         /* OK */;
3001       else
3002         {
3003           error ("template declaration of %q#D", decl);
3004           return error_mark_node;
3005         }
3006     }
3007
3008   /* Check to see that the rules regarding the use of default
3009      arguments are not being violated.  */
3010   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms, 
3011                            primary, is_partial);
3012
3013   if (is_partial)
3014     return process_partial_specialization (decl);
3015
3016   args = current_template_args ();
3017
3018   if (!ctx 
3019       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
3020       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
3021       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
3022     {
3023       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3024           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
3025           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
3026         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3027       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
3028          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
3029          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
3030       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl) 
3031                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3032                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3033         {
3034           /* Since a template declaration already existed for this
3035              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
3036              that the redeclaration is valid.  */
3037           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
3038                                     current_template_parms);
3039           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
3040              one we already had.  */
3041           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3042         }
3043       else
3044         {
3045           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3046                                       member_template_p);
3047           new_template_p = 1;
3048
3049           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3050               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
3051             {
3052               /* A specialization of a member template of a template
3053                  class.  */
3054               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
3055               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
3056               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
3057             }
3058         }
3059     }
3060   else
3061     {
3062       tree a, t, current, parms;
3063       int i;
3064
3065       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3066         {
3067           if ((IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)))
3068                || TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) == ENUMERAL_TYPE)
3069               && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3070               && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3071             tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3072           else
3073             {
3074               error ("%qD does not declare a template type", decl);
3075               return decl;
3076             }
3077         }
3078       else if (!DECL_LANG_SPECIFIC (decl) || !DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
3079         {
3080           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
3081           return decl;
3082         }
3083       else
3084         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3085       
3086       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
3087           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl) 
3088           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
3089           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
3090         {
3091           tree new_tmpl;
3092
3093           /* The declaration is a specialization of a member
3094              template, declared outside the class.  Therefore, the
3095              innermost template arguments will be NULL, so we
3096              replace them with the arguments determined by the
3097              earlier call to check_explicit_specialization.  */
3098           args = DECL_TI_ARGS (decl);
3099
3100           new_tmpl 
3101             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3102                                    member_template_p);
3103           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
3104           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3105           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
3106           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
3107           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl) 
3108             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3109
3110           register_specialization (new_tmpl, 
3111                                    most_general_template (tmpl), 
3112                                    args);
3113           return decl;
3114         }
3115
3116       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
3117
3118       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3119       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
3120       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
3121         {
3122           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
3123                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
3124         }
3125       else
3126         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
3127           {
3128             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
3129             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3130
3131             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
3132               {
3133                 if (current == decl)
3134                   error ("got %d template parameters for %q#D",
3135                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
3136                 else
3137                   error ("got %d template parameters for %q#T",
3138                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
3139                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
3140               }
3141
3142             /* Perhaps we should also check that the parms are used in the
3143                appropriate qualifying scopes in the declarator?  */
3144
3145             if (current == decl)
3146               current = ctx;
3147             else
3148               current = TYPE_CONTEXT (current);
3149           }
3150     }
3151
3152   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
3153   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3154
3155   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
3156      that we do not try to push a global template friend declared in a
3157      template class; such a thing may well depend on the template
3158      parameters of the class.  */
3159   if (new_template_p && !ctx 
3160       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
3161     {
3162       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl);
3163       if (tmpl == error_mark_node)
3164         return error_mark_node;
3165     }
3166
3167   if (primary)
3168     {
3169       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
3170       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
3171         {
3172           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
3173
3174           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
3175              depends on innermost template operands.  */
3176           
3177           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
3178                                          depth))
3179             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
3180         }
3181     }
3182
3183   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
3184      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
3185      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
3186      argument levels if necessary.  */
3187   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
3188     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
3189
3190   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3191
3192   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
3193     {
3194       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
3195       if ((!ctx || TREE_CODE (ctx) != FUNCTION_DECL)
3196           && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3197           /* Don't change the name if we've already set it up.  */
3198           && !IDENTIFIER_TEMPLATE (DECL_NAME (decl)))
3199         DECL_NAME (decl) = classtype_mangled_name (TREE_TYPE (decl));
3200     }
3201   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
3202     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
3203
3204   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
3205 }
3206
3207 tree
3208 push_template_decl (tree decl)
3209 {
3210   return push_template_decl_real (decl, 0);
3211 }
3212
3213 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
3214    template PARMS, e.g.:
3215
3216      template <class T> struct S;
3217      template <class T> struct S {};  */
3218
3219 void 
3220 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
3221 {
3222   tree tmpl;
3223   tree tmpl_parms;
3224   int i;
3225
3226   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
3227     {
3228       error ("%qT is not a template type", type);
3229       return;
3230     }
3231
3232   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
3233   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
3234     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
3235        about here; there are no new template parameters for the nested
3236        type.  */
3237     return;
3238
3239   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3240   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3241
3242   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
3243     {
3244       cp_error_at ("previous declaration %qD", tmpl);
3245       error ("used %d template parameter%s instead of %d",
3246                 TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms), 
3247                 TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms) == 1 ? "" : "s",
3248                 TREE_VEC_LENGTH (parms));
3249       return;
3250     }
3251
3252   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
3253     {
3254       tree tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3255       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3256       tree tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3257       tree parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3258
3259       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
3260          TEMPLATE_DECL.  */
3261       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
3262           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
3263               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm))))
3264         {
3265           cp_error_at ("template parameter %q#D", tmpl_parm);
3266           error ("redeclared here as %q#D", parm);
3267           return;
3268         }
3269
3270       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
3271         {
3272           /* We have in [temp.param]:
3273
3274              A template-parameter may not be given default arguments
3275              by two different declarations in the same scope.  */
3276           error ("redefinition of default argument for %q#D", parm);
3277           error ("%J  original definition appeared here", tmpl_parm);
3278           return;
3279         }
3280
3281       if (parm_default != NULL_TREE)
3282         /* Update the previous template parameters (which are the ones
3283            that will really count) with the new default value.  */
3284         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
3285       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
3286         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
3287            parameters for any members.  */
3288         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
3289     }
3290 }
3291
3292 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
3293    (possibly simplified) expression.  */
3294
3295 tree
3296 fold_non_dependent_expr (tree expr)
3297 {
3298   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
3299      it.  We're supposed to treat:
3300      
3301        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
3302        template <typename T> void f(T[2]);
3303                    
3304      as two declarations of the same function, for example.  */
3305   if (processing_template_decl
3306       && !type_dependent_expression_p (expr)
3307       && !value_dependent_expression_p (expr))
3308     {
3309       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
3310
3311       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
3312       processing_template_decl = 0;
3313       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
3314                                     /*args=*/NULL_TREE,
3315                                     tf_error,
3316                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
3317                                     /*function_p=*/false);
3318       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
3319     }
3320   return expr;
3321 }
3322
3323 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
3324    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
3325    Extract the innest constant expression.
3326    
3327    This is basically a more powerful version of
3328    integral_constant_value, which can be used also in templates where
3329    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
3330    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
3331
3332 tree
3333 fold_decl_constant_value (tree expr)
3334 {
3335   tree const_expr = expr;
3336   do
3337     {
3338       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
3339       const_expr = integral_constant_value (expr);
3340     }
3341   while (expr != const_expr);
3342
3343   return expr;
3344 }
3345
3346 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
3347    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
3348    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
3349    and check that the resulting function has external linkage.  */
3350
3351 static tree
3352 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
3353 {
3354   tree fns = expr;
3355   tree fn, fn_no_ptr;
3356
3357   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
3358   if (fn == error_mark_node)
3359     return error_mark_node;
3360
3361   fn_no_ptr = fn;
3362   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
3363     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
3364
3365   /* [temp.arg.nontype]/1
3366
3367      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3368      shall be one of:
3369      [...]
3370      -- the address of an object or function with external linkage.  */
3371   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
3372     {
3373       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3374              "because function %qD has not external linkage",
3375              expr, type, fn_no_ptr);
3376       return NULL_TREE;
3377     }
3378
3379   return fn;
3380 }
3381
3382 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
3383    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
3384    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
3385    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
3386    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
3387    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
3388    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
3389    must be non-dependent.
3390
3391    The conversion follows the special rules described in
3392    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
3393    conversion.
3394
3395    This function is called twice for each template argument (see
3396    lookup_template_class for a more accurate description of this
3397    problem). This means that we need to handle expressions which
3398    are not valid in a C++ source, but can be created from the
3399    first call (for instance, casts to perform conversions). These
3400    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
3401
3402 static tree
3403 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
3404 {
3405   tree expr_type;
3406
3407   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
3408      This special-case is not needed for correctness (we would easily
3409      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
3410      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
3411      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
3412   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
3413     {
3414       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3415              "because string literals can never be used in this context",
3416              expr, type);
3417       return NULL_TREE;
3418     }
3419
3420   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
3421      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
3422      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
3423      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
3424      so that access checking can be performed when the template is
3425      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
3426      convert the argument.  */
3427   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
3428   expr_type = TREE_TYPE (expr);
3429
3430   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
3431      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
3432      which is the tree that we built on the first call (see
3433      below when coercing to reference to object or to reference to
3434      function). We just strip everything and get to the arg.
3435      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
3436      for examples.  */
3437   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
3438     {
3439       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
3440         {
3441           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
3442              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
3443              could actually change the type to something more cv-qualified,
3444              and this is not folded by convert_from_reference.  */
3445           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3446           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
3447           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
3448           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
3449           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
3450                       (TREE_TYPE (expr_type),
3451                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
3452
3453           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
3454           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3455         }
3456
3457       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
3458          parameter is a pointer to object, through decay and
3459          qualification conversion. Let's strip everything.  */
3460       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3461         {
3462           STRIP_NOPS (expr);
3463           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
3464           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
3465           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
3466              an array. Otherwise, it is part of the original argument
3467              in the source code.  */
3468           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
3469             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3470           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3471         }
3472     }
3473
3474   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
3475
3476      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
3477      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
3478      (_conv.integral_) are applied.  */
3479   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3480     {
3481       if (!INTEGRAL_TYPE_P (expr_type))
3482         return error_mark_node;
3483
3484       expr = fold_decl_constant_value (expr);
3485       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
3486          do not fold into integer constants.  */
3487       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
3488         {
3489           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3490                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
3491           return NULL_TREE;
3492         }
3493
3494       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
3495          because we already know that the expression is of integral
3496          type.  */
3497       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
3498       if (expr == error_mark_node)
3499         return error_mark_node;
3500
3501       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
3502       expr = fold (expr);
3503     }
3504   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
3505
3506      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
3507      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
3508      conversion (_conv.array_) are applied.  */
3509   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3510     {
3511       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
3512
3513          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3514          shall be one of: [...]
3515
3516          -- the name of a non-type template-parameter;
3517          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
3518             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
3519             refers to a function or array, or if the corresponding
3520             template-parameter is a reference.
3521             
3522         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
3523         for a parameter of type pointer-to-object.  */
3524       bool constant_address_p =
3525         (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR
3526          || TREE_CODE (expr_type) == ARRAY_TYPE
3527          || (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr)));
3528
3529       expr = decay_conversion (expr);
3530       if (expr == error_mark_node)
3531         return error_mark_node;
3532
3533       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3534       if (expr == error_mark_node)
3535         return error_mark_node;
3536
3537       if (!constant_address_p)
3538         {
3539             error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3540                   "because it is not a constant pointer", expr, type);
3541             return NULL_TREE;
3542         }
3543     }
3544   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
3545
3546      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
3547      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
3548      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
3549      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
3550      template-argument, which must be an lvalue.  */
3551   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
3552     {
3553       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
3554                                                       expr_type))
3555         return error_mark_node;
3556
3557       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
3558         {
3559           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3560                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
3561           return NULL_TREE;
3562         }
3563         
3564       if (!real_lvalue_p (expr))
3565         {
3566           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3567                  "because it is not a lvalue", expr, type);
3568           return NULL_TREE;
3569         }
3570
3571       /* [temp.arg.nontype]/1
3572
3573          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3574          shall be one of: [...]
3575
3576          -- the address of an object or function with external linkage.  */
3577       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
3578         {
3579           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3580                  "because object %qD has not external linkage",
3581                  expr, type, expr);
3582           return NULL_TREE;
3583         }
3584
3585       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3586     }
3587   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
3588
3589      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
3590      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
3591      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
3592      pointer to such), the matching function is selected from the set
3593      (_over.over_).  */
3594   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
3595     {
3596       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
3597          context information to decay the pointer.
3598          ??? Why static5.C requires decay and subst1.C works fine
3599          even without it?  */
3600       if (!type_unknown_p (expr_type))
3601         {
3602           expr = decay_conversion (expr);
3603           if (expr == error_mark_node)
3604             return error_mark_node;
3605         }
3606
3607       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
3608       if (!expr || expr == error_mark_node)
3609         return expr;
3610     }
3611   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
3612
3613      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
3614      conversions apply. If the template-argument represents a set of
3615      overloaded functions, the matching function is selected from the set
3616      (_over.over_).  */
3617   else if (TYPE_REFFN_P (type))
3618     {
3619       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3620         {
3621           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3622                  "because it is a pointer", expr, type);
3623           inform ("try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
3624           return NULL_TREE;
3625         }
3626
3627       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
3628       if (!expr || expr == error_mark_node)
3629         return expr;
3630
3631       expr = build_nop(type, build_address (expr));
3632     }
3633   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
3634
3635      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
3636      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
3637      overloaded member functions, the matching member function is selected
3638      from the set (_over.over_).  */
3639   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
3640     {
3641       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
3642       if (expr == error_mark_node)
3643         return error_mark_node;
3644
3645       /* There is no way to disable standard conversions in
3646          resolve_address_of_overloaded_function (called by
3647          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
3648          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
3649          to reject this conversion here.
3650
3651          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
3652          it would still be better to reject them here so that we can
3653          provide a superior diagnostic.  */
3654       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
3655         {
3656           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
3657           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
3658           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3659                  "because it is of type %qT", expr, type,
3660                  TREE_TYPE (expr));
3661           inform ("standard conversions are not allowed in this context");
3662           return NULL_TREE;
3663         }
3664     }
3665   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
3666
3667      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
3668      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
3669   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
3670     {
3671       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3672       if (expr == error_mark_node)
3673         return expr;
3674     }
3675   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
3676   else
3677     gcc_unreachable ();
3678
3679   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
3680      right type?  */
3681   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
3682   return expr;
3683 }
3684
3685
3686 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for 
3687    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are 
3688    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL 
3689    or PARM_DECL.
3690    
3691    ARG_PARMS may contain more parameters than PARM_PARMS.  If this is 
3692    the case, then extra parameters must have default arguments.
3693
3694    Consider the example:
3695      template <class T, class Allocator = allocator> class vector;
3696      template<template <class U> class TT> class C;
3697
3698    C<vector> is a valid instantiation.  PARM_PARMS for the above code 
3699    contains a TYPE_DECL (for U),  ARG_PARMS contains two TYPE_DECLs (for 
3700    T and Allocator) and OUTER_ARGS contains the argument that is used to 
3701    substitute the TT parameter.  */
3702
3703 static int
3704 coerce_template_template_parms (tree parm_parms, 
3705                                 tree arg_parms, 
3706                                 tsubst_flags_t complain, 
3707                                 tree in_decl,
3708                                 tree outer_args)
3709 {
3710   int nparms, nargs, i;
3711   tree parm, arg;
3712
3713   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
3714   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
3715
3716   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
3717   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
3718
3719   /* The rule here is opposite of coerce_template_parms.  */
3720   if (nargs < nparms
3721       || (nargs > nparms
3722           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, nparms)) == NULL_TREE))
3723     return 0;
3724
3725   for (i = 0; i < nparms; ++i)
3726     {
3727       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
3728       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
3729
3730       if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
3731           || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
3732         return 0;
3733
3734       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
3735         return 0;
3736
3737       switch (TREE_CODE (parm))
3738         {
3739         case TYPE_DECL:
3740           break;
3741
3742         case TEMPLATE_DECL:
3743           /* We encounter instantiations of templates like
3744                template <template <template <class> class> class TT>
3745                class C;  */
3746           {
3747             tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3748             tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3749
3750             if (!coerce_template_template_parms
3751                 (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
3752               return 0;
3753           }
3754           break;
3755
3756         case PARM_DECL:
3757           /* The tsubst call is used to handle cases such as
3758
3759                template <int> class C {};
3760                template <class T, template <T> class TT> class D {};
3761                D<int, C> d;
3762
3763              i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
3764           if (!dependent_type_p (TREE_TYPE (arg))
3765               && !same_type_p
3766                     (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
3767                              TREE_TYPE (arg)))
3768             return 0;
3769           break;
3770           
3771         default:
3772           gcc_unreachable ();
3773         }
3774     }
3775   return 1;
3776 }
3777
3778 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
3779    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
3780    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
3781    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
3782    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
3783    the full set of template arguments deduced so far.  */
3784
3785 static tree
3786 convert_template_argument (tree parm, 
3787                            tree arg, 
3788                            tree args, 
3789                            tsubst_flags_t complain, 
3790                            int i, 
3791                            tree in_decl)
3792 {
3793   tree val;
3794   tree inner_args;
3795   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
3796   
3797   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3798
3799   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST 
3800       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
3801     {  
3802       /* The template argument was the name of some
3803          member function.  That's usually
3804          invalid, but static members are OK.  In any
3805          case, grab the underlying fields/functions
3806          and issue an error later if required.  */
3807       arg = TREE_VALUE (arg);
3808       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
3809     }
3810
3811   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
3812   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
3813                    || requires_tmpl_type);
3814
3815   is_tmpl_type = ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
3816                    && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
3817                   || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3818                   || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
3819   
3820   if (is_tmpl_type
3821       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3822           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
3823     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
3824
3825   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
3826
3827   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
3828       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
3829     {
3830       pedwarn ("to refer to a type member of a template parameter, "
3831                "use %<typename %E%>", arg);
3832       
3833       arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
3834                                 TREE_OPERAND (arg, 1),
3835                                 typename_type,
3836                                 complain & tf_error);
3837       is_type = 1;
3838     }
3839   if (is_type != requires_type)
3840     {
3841       if (in_decl)
3842         {
3843           if (complain & tf_error)
3844             {
3845               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3846                      "parameter list for %qD",
3847                      i + 1, in_decl);
3848               if (is_type)
3849                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
3850                        TREE_TYPE (parm),
3851                        (is_tmpl_type ? DECL_NAME (arg) : arg));
3852               else if (requires_tmpl_type)
3853                 error ("  expected a class template, got %qE", arg);
3854               else
3855                 error ("  expected a type, got %qE", arg);
3856             }
3857         }
3858       return error_mark_node;
3859     }
3860   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
3861     {
3862       if (in_decl && (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_tmpl_type)
3868             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
3869           else
3870             error ("  expected a class template, got %qT", arg);
3871         }
3872       return error_mark_node;
3873     }
3874       
3875   if (is_type)
3876     {
3877       if (requires_tmpl_type)
3878         {
3879           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
3880             /* The number of argument required is not known yet.
3881                Just accept it for now.  */
3882             val = TREE_TYPE (arg);
3883           else
3884             {
3885               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3886               tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3887
3888               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
3889                                                   complain, in_decl,
3890                                                   inner_args))
3891                 {
3892                   val = arg;
3893                   
3894                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over 
3895                      TEMPLATE_DECL.  */
3896                   if (val != error_mark_node 
3897                       && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
3898                     val = TREE_TYPE (val);
3899                 }
3900               else
3901                 {
3902                   if (in_decl && (complain & tf_error))
3903                     {
3904                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
3905                              "template parameter list for %qD",
3906                              i + 1, in_decl);
3907                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
3908                              parm, arg);
3909                     }
3910                   
3911                   val = error_mark_node;
3912                 }
3913             }
3914         }
3915       else
3916         val = arg;
3917     }
3918   else
3919     {
3920       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
3921
3922       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
3923         return error_mark_node;
3924       
3925       if (!uses_template_parms (arg) && !uses_template_parms (t))
3926         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
3927            will report errors, which we don't want when complain
3928            is zero.  More importantly, digest_init will try too
3929            hard to convert things: for example, `0' should not be
3930            converted to pointer type at this point according to
3931            the standard.  Accepting this is not merely an
3932            extension, since deciding whether or not these
3933            conversions can occur is part of determining which
3934            function template to call, or whether a given explicit
3935            argument specification is valid.  */
3936         val = convert_nontype_argument (t, arg);
3937       else
3938         val = arg;
3939
3940       if (val == NULL_TREE)
3941         val = error_mark_node;
3942       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
3943         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  arg, t);
3944     }
3945
3946   return val;
3947 }
3948
3949 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
3950    return a vector containing the innermost resulting template
3951    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
3952    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
3953
3954    If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is nonzero, all arguments must be
3955    provided in ARGLIST, or else trailing parameters must have default
3956    values.  If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is zero, we will attempt argument
3957    deduction for any unspecified trailing arguments.  */
3958    
3959 static tree
3960 coerce_template_parms (tree parms, 
3961                        tree args, 
3962                        tree in_decl,
3963                        tsubst_flags_t complain,
3964                        int require_all_arguments)
3965 {
3966   int nparms, nargs, i, lost = 0;
3967   tree inner_args;
3968   tree new_args;
3969   tree new_inner_args;
3970
3971   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3972   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
3973   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
3974
3975   if (nargs > nparms
3976       || (nargs < nparms
3977           && require_all_arguments
3978           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs)) == NULL_TREE))
3979     {
3980       if (complain & tf_error) 
3981         {
3982           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
3983                  nargs, nparms);
3984           
3985           if (in_decl)
3986             cp_error_at ("provided for %qD", in_decl);
3987         }
3988
3989       return error_mark_node;
3990     }
3991
3992   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
3993   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
3994   for (i = 0; i < nparms; i++)
3995     {
3996       tree arg;
3997       tree parm;
3998
3999       /* Get the Ith template parameter.  */
4000       parm = TREE_VEC_ELT (parms, i);
4001
4002       /* Calculate the Ith argument.  */
4003       if (i < nargs)
4004         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
4005       else if (require_all_arguments)
4006         /* There must be a default arg in this case.  */
4007         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
4008                                    complain, in_decl);
4009       else
4010         break;
4011       
4012       gcc_assert (arg);
4013       if (arg == error_mark_node)
4014         {
4015           if (complain & tf_error)
4016             error ("template argument %d is invalid", i + 1);
4017         }
4018       else 
4019         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm), 
4020                                          arg, new_args, complain, i,
4021                                          in_decl); 
4022       
4023       if (arg == error_mark_node)
4024         lost++;
4025       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = arg;
4026     }
4027
4028   if (lost)
4029     return error_mark_node;
4030
4031   return new_inner_args;
4032 }
4033
4034 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
4035
4036 static int
4037 template_args_equal (tree ot, tree nt)
4038 {
4039   if (nt == ot)
4040     return 1;
4041
4042   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
4043     /* For member templates */
4044     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
4045   else if (TYPE_P (nt))
4046     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
4047   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
4048     return 0;
4049   else
4050     return cp_tree_equal (ot, nt);
4051 }
4052
4053 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
4054    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
4055
4056 int
4057 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
4058 {
4059   int i;
4060
4061   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
4062     return 0;
4063
4064   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
4065     {
4066       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
4067       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
4068
4069       if (! template_args_equal (ot, nt))
4070         return 0;
4071     }
4072   return 1;
4073 }
4074
4075 /* Given class template name and parameter list, produce a user-friendly name
4076    for the instantiation.  */
4077
4078 static char *
4079 mangle_class_name_for_template (const char* name, tree parms, tree arglist)
4080 {
4081   static struct obstack scratch_obstack;
4082   static char *scratch_firstobj;
4083   int i, nparms;
4084
4085   if (!scratch_firstobj)
4086     gcc_obstack_init (&scratch_obstack);
4087   else
4088     obstack_free (&scratch_obstack, scratch_firstobj);
4089   scratch_firstobj = obstack_alloc (&scratch_obstack, 1);
4090
4091 #define ccat(C) obstack_1grow (&scratch_obstack, (C));
4092 #define cat(S)  obstack_grow (&scratch_obstack, (S), strlen (S))
4093
4094   cat (name);
4095   ccat ('<');
4096   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4097   arglist = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
4098   gcc_assert (nparms == TREE_VEC_LENGTH (arglist));
4099   for (i = 0; i < nparms; i++)
4100     {
4101       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4102       tree arg = TREE_VEC_ELT (arglist, i);
4103
4104       if (i)
4105         ccat (',');
4106
4107       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
4108         {
4109           cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4110           continue;
4111         }
4112       else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4113         {
4114           if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
4115             {
4116               /* Already substituted with real template.  Just output 
4117                  the template name here */
4118               tree context = DECL_CONTEXT (arg);
4119               if (context)
4120                 {
4121                   /* The template may be defined in a namespace, or
4122                      may be a member template.  */
4123                   gcc_assert (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL
4124                               || CLASS_TYPE_P (context));
4125                   cat (decl_as_string (DECL_CONTEXT (arg),
4126                                       TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4127                   cat ("::");
4128                 }
4129               cat (IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (arg)));
4130             }
4131           else
4132             /* Output the parameter declaration.  */
4133             cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4134           continue;
4135         }
4136       else
4137         gcc_assert (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL);
4138
4139       /* No need to check arglist against parmlist here; we did that
4140          in coerce_template_parms, called from lookup_template_class.  */
4141       cat (expr_as_string (arg, TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4142     }
4143   {
4144     char *bufp = obstack_next_free (&scratch_obstack);
4145     int offset = 0;
4146     while (bufp[offset - 1] == ' ')
4147       offset--;
4148     obstack_blank_fast (&scratch_obstack, offset);
4149
4150     /* B<C<char> >, not B<C<char>> */
4151     if (bufp[offset - 1] == '>')
4152       ccat (' ');
4153   }
4154   ccat ('>');
4155   ccat ('\0');
4156   return (char *) obstack_base (&scratch_obstack);
4157 }
4158
4159 static tree
4160 classtype_mangled_name (tree t)
4161 {
4162   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t)
4163       /* Specializations have already had their names set up in
4164          lookup_template_class.  */
4165       && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
4166     {
4167       tree tmpl = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
4168
4169       /* For non-primary templates, the template parameters are
4170          implicit from their surrounding context.  */
4171       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4172         {
4173           tree name = DECL_NAME (tmpl);
4174           char *mangled_name = mangle_class_name_for_template
4175             (IDENTIFIER_POINTER (name), 
4176              DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
4177              CLASSTYPE_TI_ARGS (t));
4178           tree id = get_identifier (mangled_name);
4179           IDENTIFIER_TEMPLATE (id) = name;
4180           return id;
4181         }
4182     }
4183
4184   return TYPE_IDENTIFIER (t);
4185 }
4186
4187 static void
4188 add_pending_template (tree d)
4189 {
4190   tree ti = (TYPE_P (d)
4191              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
4192              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
4193   tree pt;
4194   int level;
4195
4196   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
4197     return;
4198
4199   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
4200      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
4201      Compensate.  */
4202   level = !(current_tinst_level && TINST_DECL (current_tinst_level) == d);
4203
4204   if (level)
4205     push_tinst_level (d);
4206
4207   pt = tree_cons (current_tinst_level, d, NULL_TREE);
4208   if (last_pending_template)
4209     TREE_CHAIN (last_pending_template) = pt;
4210   else
4211     pending_templates = pt;
4212
4213   last_pending_template = pt;
4214
4215   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
4216
4217   if (level)
4218     pop_tinst_level ();
4219 }
4220
4221
4222 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
4223    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
4224    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
4225
4226 tree
4227 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
4228 {
4229   tree type;
4230
4231   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
4232     return error_mark_node;
4233
4234   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
4235   if (fns == NULL_TREE 
4236       || TREE_CODE (fns) == FUNCTION_DECL)
4237     {
4238       error ("non-template used as template");
4239       return error_mark_node;
4240     }
4241
4242   gcc_assert (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_DECL
4243               || TREE_CODE (fns) == OVERLOAD
4244               || BASELINK_P (fns)
4245               || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE);
4246
4247   if (BASELINK_P (fns))
4248     {
4249       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
4250                                          unknown_type_node,
4251                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
4252                                          arglist);
4253       return fns;
4254     }
4255
4256   type = TREE_TYPE (fns);
4257   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
4258     type = unknown_type_node;
4259   
4260   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
4261 }
4262
4263 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
4264    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
4265    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
4266    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
4267    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
4268    DECL is returned.  */
4269
4270 tree
4271 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
4272 {
4273   return (decl != NULL_TREE
4274           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL 
4275           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
4276           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4277           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))) 
4278     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
4279 }
4280
4281 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
4282    parameters, find the desired type.
4283
4284    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
4285
4286    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
4287    instantiate.  
4288
4289    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
4290    the class we are looking up.
4291    
4292    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
4293
4294    If the template class is really a local class in a template
4295    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
4296    being instantiated.  
4297
4298    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
4299    template-id: the first time from the parser, while creating the
4300    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
4301    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
4302    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
4303    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
4304
4305 tree
4306 lookup_template_class (tree d1, 
4307                        tree arglist, 
4308                        tree in_decl, 
4309                        tree context, 
4310                        int entering_scope, 
4311                        tsubst_flags_t complain)
4312 {
4313   tree template = NULL_TREE, parmlist;
4314   tree t;
4315   
4316   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
4317   
4318   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
4319     {
4320       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
4321       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
4322         template = value;
4323       else
4324         {
4325           if (context)
4326             push_decl_namespace (context);
4327           template = lookup_name (d1, /*prefer_type=*/0);
4328           template = maybe_get_template_decl_from_type_decl (template);
4329           if (context)
4330             pop_decl_namespace ();
4331         }
4332       if (template)
4333         context = DECL_CONTEXT (template);
4334     }
4335   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && IS_AGGR_TYPE (TREE_TYPE (d1)))
4336     {
4337       tree type = TREE_TYPE (d1);
4338
4339       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
4340          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
4341       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
4342         type = TREE_TYPE (type);
4343         
4344       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4345         {
4346           template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4347           d1 = DECL_NAME (template);
4348         }
4349     }
4350   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE 
4351            || (TYPE_P (d1) && IS_AGGR_TYPE (d1)))
4352     {
4353       template = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
4354       d1 = DECL_NAME (template);
4355     }
4356   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
4357            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
4358     {
4359       template = d1;
4360       d1 = DECL_NAME (template);
4361       context = DECL_CONTEXT (template);
4362     }
4363
4364   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
4365   if (! template)
4366     {
4367       if (complain & tf_error)
4368         error ("%qT is not a template", d1);
4369       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4370     }
4371
4372   if (TREE_CODE (template) != TEMPLATE_DECL
4373          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
4374             the user.  */
4375       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (template)
4376           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)))
4377     {
4378       if (complain & tf_error)
4379         {
4380           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
4381           if (in_decl)
4382             cp_error_at ("for template declaration %qD", in_decl);
4383         }
4384       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4385     }
4386
4387   complain &= ~tf_user;
4388   
4389   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (template))
4390     {
4391       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
4392          template arguments */
4393
4394       tree parm;
4395       tree arglist2;
4396
4397       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (template);
4398
4399       /* Consider an example where a template template parameter declared as
4400
4401            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
4402
4403          The template parameter level of T and U are one level larger than 
4404          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an 
4405          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
4406          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
4407          available when not appearing as default template argument, can be
4408          obtained from `current_template_args ()'.
4409
4410          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
4411          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
4412          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
4413          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
4414
4415       if (current_template_parms)
4416         arglist = add_to_template_args (current_template_args (), arglist);
4417
4418       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, template,
4419                                         complain, /*require_all_args=*/1);
4420       if (arglist2 == error_mark_node
4421           || (!uses_template_parms (arglist2)
4422               && check_instantiated_args (template, arglist2, complain)))
4423         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4424
4425       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (template), arglist2);
4426       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
4427     }
4428   else 
4429     {
4430       tree template_type = TREE_TYPE (template);
4431       tree gen_tmpl;
4432       tree type_decl;
4433       tree found = NULL_TREE;
4434       int arg_depth;
4435       int parm_depth;
4436       int is_partial_instantiation;
4437
4438       gen_tmpl = most_general_template (template);
4439       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
4440       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
4441       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4442
4443       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
4444         {
4445           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
4446              For example, given:
4447
4448                template <class T> struct S1 {
4449                  template <class U> struct S2 {};
4450                  template <class U> struct S2<U*> {};
4451                 };
4452              
4453              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
4454              TEMPLATE will be `template <class T> template
4455              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
4456              arguments.  */
4457           arglist 
4458             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (template)),
4459                                            arglist);
4460           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4461         }
4462
4463       /* Now we should have enough arguments.  */
4464       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
4465       
4466       /* From here on, we're only interested in the most general
4467          template.  */
4468       template = gen_tmpl;
4469
4470       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
4471          actually tsubst'd into the definition to create the
4472          instantiation.  */
4473       if (parm_depth > 1)
4474         {
4475           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
4476           int i;
4477           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4478
4479           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
4480           
4481           for (i = saved_depth,
4482                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (template); 
4483                i > 0 && t != NULL_TREE;
4484                --i, t = TREE_CHAIN (t))
4485             {
4486               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
4487                                               arglist, template,
4488                                               complain, /*require_all_args=*/1);
4489
4490               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
4491               if (a == error_mark_node)
4492                 {
4493                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4494                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4495                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4496                 }
4497               
4498               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
4499
4500               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
4501                  that coerce_template_parms will see only the arguments
4502                  corresponding to the template parameters it is
4503                  examining.  */
4504               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4505             }
4506
4507           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4508           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4509
4510           arglist = bound_args;
4511         }
4512       else
4513         arglist
4514           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
4515                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4516                                    template,
4517                                    complain, /*require_all_args=*/1);
4518
4519       if (arglist == error_mark_node)
4520         /* We were unable to bind the arguments.  */
4521         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4522
4523       /* In the scope of a template class, explicit references to the
4524          template class refer to the type of the template, not any
4525          instantiation of it.  For example, in:
4526          
4527            template <class T> class C { void f(C<T>); }
4528
4529          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
4530          class, however, such a reference is an instantiation.  */
4531       if (comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
4532                               arglist))
4533         {
4534           found = template_type;
4535           
4536           if (!entering_scope && PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4537             {
4538               tree ctx;
4539               
4540               for (ctx = current_class_type; 
4541                    ctx && TREE_CODE (ctx) != NAMESPACE_DECL;
4542                    ctx = (TYPE_P (ctx)
4543                           ? TYPE_CONTEXT (ctx)
4544                           : DECL_CONTEXT (ctx)))
4545                 if (TYPE_P (ctx) && same_type_p (ctx, template_type))
4546                   goto found_ctx;
4547               
4548               /* We're not in the scope of the class, so the
4549                  TEMPLATE_TYPE is not the type we want after all.  */
4550               found = NULL_TREE;
4551             found_ctx:;
4552             }
4553         }
4554       if (found)
4555         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4556
4557       /* If we already have this specialization, return it.  */
4558       found = retrieve_specialization (template, arglist,
4559                                        /*class_specializations_p=*/false);
4560       if (found)
4561         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4562
4563       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
4564          arguments still involve template parameters.  Note that we set
4565          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
4566          well.  */
4567       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
4568
4569       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
4570          failed.  */
4571       if (!is_partial_instantiation
4572           && check_instantiated_args (template,
4573                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4574                                       complain))
4575         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4576         
4577       if (!is_partial_instantiation 
4578           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)
4579           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (template)) == NAMESPACE_DECL)
4580         {
4581           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (template),
4582                                       DECL_NAME (template),
4583                                       /*tag_scope=*/ts_global);
4584           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4585         }
4586       
4587       context = tsubst (DECL_CONTEXT (template), arglist,
4588                         complain, in_decl);
4589       if (!context)
4590         context = global_namespace;
4591
4592       /* Create the type.  */
4593       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
4594         {
4595           if (!is_partial_instantiation)
4596             {
4597               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
4598               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type));
4599             }
4600           else
4601             /* We don't want to call start_enum for this type, since
4602                the values for the enumeration constants may involve
4603                template parameters.  And, no one should be interested
4604                in the enumeration constants for such a type.  */
4605             t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
4606         }
4607       else
4608         {
4609           t = make_aggr_type (TREE_CODE (template_type));
4610           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t) 
4611             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
4612           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
4613           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
4614
4615           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
4616           if (context == current_function_decl)
4617             pushtag (DECL_NAME (template), t, 0);
4618         }
4619
4620       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
4621          will already be set up.  */
4622       if (!TYPE_NAME (t))
4623         {
4624           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
4625           
4626           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (template), t);
4627           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
4628           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
4629           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl) 
4630             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4631         }
4632       else
4633         type_decl = TYPE_NAME (t);
4634
4635       TREE_PRIVATE (type_decl)
4636         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4637       TREE_PROTECTED (type_decl)
4638         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4639
4640       /* Set up the template information.  We have to figure out which
4641          template is the immediate parent if this is a full
4642          instantiation.  */
4643       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
4644           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4645         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
4646         found = template;
4647       else
4648         {
4649           /* This is a full instantiation of a member template.  Look
4650              for a partial instantiation of which this is an instance.  */
4651
4652           for (found = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template);
4653                found; found = TREE_CHAIN (found))
4654             {
4655               int success;
4656               tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (found));
4657
4658               /* We only want partial instantiations, here, not
4659                  specializations or full instantiations.  */
4660               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_VALUE (found))
4661                   || !uses_template_parms (TREE_VALUE (found)))
4662                 continue;
4663
4664               /* Temporarily reduce by one the number of levels in the
4665                  ARGLIST and in FOUND so as to avoid comparing the
4666                  last set of arguments.  */
4667               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4668               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found)) --;
4669
4670               /* See if the arguments match.  If they do, then TMPL is
4671                  the partial instantiation we want.  */
4672               success = comp_template_args (TREE_PURPOSE (found), arglist);
4673
4674               /* Restore the argument vectors to their full size.  */
4675               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4676               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found))++;
4677
4678               if (success)
4679                 {
4680                   found = tmpl;
4681                   break;
4682                 }
4683             }
4684
4685           if (!found)
4686             {
4687               /* There was no partial instantiation. This happens
4688                  where C<T> is a member template of A<T> and it's used
4689                  in something like
4690                 
4691                   template <typename T> struct B { A<T>::C<int> m; };
4692                   B<float>;
4693                 
4694                  Create the partial instantiation.
4695                */
4696               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4697               found = tsubst (template, arglist, complain, NULL_TREE);
4698               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4699             }
4700         }
4701
4702       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));  
4703       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template) 
4704         = tree_cons (arglist, t, 
4705                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template));
4706
4707       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE 
4708           && !is_partial_instantiation)
4709         /* Now that the type has been registered on the instantiations
4710            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
4711            constants may involve the enumeration type itself, we make
4712            sure to register the type first, and then create the
4713            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
4714            constants won't result in recursive calls here; we'll find
4715            the instantiation and exit above.  */
4716         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
4717
4718       /* Reset the name of the type, now that CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO
4719          is set up.  */
4720       if (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE)
4721         DECL_NAME (type_decl) = classtype_mangled_name (t);
4722       if (is_partial_instantiation)
4723         /* If the type makes use of template parameters, the
4724            code that generates debugging information will crash.  */
4725         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
4726
4727       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
4728     }
4729   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
4730 }
4731 \f
4732 struct pair_fn_data 
4733 {
4734   tree_fn_t fn;
4735   void *data;
4736   struct pointer_set_t *visited;
4737 };
4738
4739 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
4740
4741 static tree
4742 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
4743 {
4744   tree t = *tp;
4745   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
4746   tree_fn_t fn = pfd->fn;
4747   void *data = pfd->data;
4748
4749   if (TYPE_P (t)
4750       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited))
4751     return error_mark_node;
4752
4753   switch (TREE_CODE (t))
4754     {
4755     case RECORD_TYPE:
4756       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
4757         break;
4758       /* Fall through.  */
4759
4760     case UNION_TYPE:
4761     case ENUMERAL_TYPE:
4762       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
4763         *walk_subtrees = 0;
4764       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
4765                                        fn, data, pfd->visited))
4766         return error_mark_node;
4767       break;
4768
4769     case METHOD_TYPE:
4770       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
4771          explicitly here.  */
4772       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
4773                                   pfd->visited))
4774         return error_mark_node;
4775       /* Fall through.  */
4776
4777     case FUNCTION_TYPE:
4778       /* Check the return type.  */
4779       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4780         return error_mark_node;
4781
4782       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
4783          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
4784          contain expressions that involve template parameters.  But,
4785          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
4786          instantiated, they don't contain template parameters, so
4787          there's no point in looking at them then, either.  */
4788       {
4789         tree parm;
4790
4791         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
4792           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
4793                                       pfd->visited))
4794             return error_mark_node;
4795
4796         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
4797            want walk_tree walking into them itself.  */
4798         *walk_subtrees = 0;
4799       }
4800       break;
4801
4802     case TYPEOF_TYPE:
4803       if (for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data, 
4804                                   pfd->visited))
4805         return error_mark_node;
4806       break;
4807
4808     case FUNCTION_DECL:
4809     case VAR_DECL:
4810       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
4811           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
4812                                      pfd->visited))
4813         return error_mark_node;
4814       /* Fall through.  */
4815
4816     case PARM_DECL:
4817     case CONST_DECL:
4818       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
4819           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
4820                                      pfd->visited))
4821         return error_mark_node;
4822       if (DECL_CONTEXT (t) 
4823           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
4824                                      pfd->visited))
4825         return error_mark_node;
4826       break;
4827
4828     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4829       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
4830       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited))
4831         return error_mark_node;
4832       /* Fall through.  */
4833
4834     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4835     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
4836     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
4837       if (fn && (*fn)(t, data))
4838         return error_mark_node;
4839       else if (!fn)
4840         return error_mark_node;
4841       break;
4842
4843     case TEMPLATE_DECL:
4844       /* A template template parameter is encountered.  */
4845       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
4846           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4847         return error_mark_node;
4848
4849       /* Already substituted template template parameter */
4850       *walk_subtrees = 0;
4851       break;
4852
4853     case TYPENAME_TYPE:
4854       if (!fn 
4855           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
4856                                      data, pfd->visited))
4857         return error_mark_node;
4858       break;
4859
4860     case CONSTRUCTOR:
4861       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
4862           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
4863                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
4864                                      pfd->visited))
4865         return error_mark_node;
4866       break;
4867       
4868     case INDIRECT_REF:
4869     case COMPONENT_REF:
4870       /* If there's no type, then this thing must be some expression
4871          involving template parameters.  */
4872       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
4873         return error_mark_node;
4874       break;
4875
4876     case MODOP_EXPR:
4877     case CAST_EXPR:
4878     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
4879     case CONST_CAST_EXPR:
4880     case STATIC_CAST_EXPR:
4881     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
4882     case ARROW_EXPR:
4883     case DOTSTAR_EXPR:
4884     case TYPEID_EXPR:
4885     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
4886       if (!fn)
4887         return error_mark_node;
4888       break;
4889
4890     case BASELINK:
4891       /* If we do not handle this case specially, we end up walking
4892          the BINFO hierarchy, which is circular, and therefore
4893          confuses walk_tree.  */
4894       *walk_subtrees = 0;
4895       if (for_each_template_parm (BASELINK_FUNCTIONS (*tp), fn, data,
4896                                   pfd->visited))
4897         return error_mark_node;
4898       break;
4899
4900     default:
4901       break;
4902     }
4903
4904   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
4905   return NULL_TREE;
4906 }
4907
4908 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM, 
4909    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T, 
4910    call FN with the parameter and the DATA.
4911    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
4912    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
4913    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
4914    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
4915    considered to be the function which always returns 1.  */
4916
4917 static int
4918 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
4919                         struct pointer_set_t *visited)
4920 {
4921   struct pair_fn_data pfd;
4922   int result;
4923
4924   /* Set up.  */
4925   pfd.fn = fn;
4926   pfd.data = data;
4927
4928   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
4929      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
4930      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
4931      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
4932      visited list.)  */
4933   if (visited)
4934     pfd.visited = visited;
4935   else
4936     pfd.visited = pointer_set_create ();
4937   result = walk_tree (&t, 
4938                       for_each_template_parm_r, 
4939                       &pfd,
4940                       pfd.visited) != NULL_TREE;
4941
4942   /* Clean up.  */
4943   if (!visited)
4944     {
4945       pointer_set_destroy (pfd.visited);
4946       pfd.visited = 0;
4947     }
4948
4949   return result;
4950 }
4951
4952 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
4953
4954 int
4955 uses_template_parms (tree t)
4956 {
4957   bool dependent_p;
4958   int saved_processing_template_decl;
4959
4960   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4961   if (!saved_processing_template_decl)
4962     processing_template_decl = 1;
4963   if (TYPE_P (t))
4964     dependent_p = dependent_type_p (t);
4965   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
4966     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
4967   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
4968     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
4969                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
4970   else if (DECL_P (t) 
4971            || EXPR_P (t) 
4972            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4973            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
4974            || TREE_CODE (t) == BASELINK
4975            || CONSTANT_CLASS_P (t))
4976     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
4977                    || value_dependent_expression_p (t));
4978   else
4979     {
4980       gcc_assert (t == error_mark_node);
4981       dependent_p = false;
4982     }
4983   
4984   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4985
4986   return dependent_p;
4987 }
4988
4989 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
4990
4991 int
4992 uses_template_parms_level (tree t, int level)
4993 {
4994   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL);
4995 }
4996
4997 static int tinst_depth;
4998 extern int max_tinst_depth;
4999 #ifdef GATHER_STATISTICS
5000 int depth_reached;
5001 #endif
5002 static int tinst_level_tick;
5003 static int last_template_error_tick;
5004
5005 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
5006    for diagnostics and to restore it later.  */
5007
5008 int
5009 push_tinst_level (tree d)
5010 {
5011   tree new;
5012
5013   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
5014     {
5015       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
5016          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
5017          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
5018       if (uses_template_parms (d))
5019         return 0;
5020
5021       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
5022       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
5023              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
5024              max_tinst_depth, d);
5025
5026       print_instantiation_context ();
5027
5028       return 0;
5029     }
5030
5031   new = make_tinst_level (d, input_location);
5032   TREE_CHAIN (new) = current_tinst_level;
5033   current_tinst_level = new;
5034
5035   ++tinst_depth;
5036 #ifdef GATHER_STATISTICS
5037   if (tinst_depth > depth_reached)
5038     depth_reached = tinst_depth;
5039 #endif
5040
5041   ++tinst_level_tick;
5042   return 1;
5043 }
5044
5045 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
5046    context.  */
5047
5048 void
5049 pop_tinst_level (void)
5050 {
5051   tree old = current_tinst_level;
5052
5053   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
5054      this instantiation.  */
5055   input_location = TINST_LOCATION (old);
5056   current_tinst_level = TREE_CHAIN (old);
5057   --tinst_depth;
5058   ++tinst_level_tick;
5059 }
5060
5061 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
5062    instantiation context in which the instantiation was requested, which
5063    is one step out from LEVEL.  */
5064
5065 static void
5066 reopen_tinst_level (tree level)
5067 {
5068   tree t;
5069
5070   tinst_depth = 0;
5071   for (t = level; t; t = TREE_CHAIN (t))
5072     ++tinst_depth;
5073
5074   current_tinst_level = level;
5075   pop_tinst_level ();
5076 }
5077
5078 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
5079    vector of template arguments, as for tsubst.
5080
5081    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
5082
5083 static tree
5084 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
5085 {
5086   tree new_friend;
5087
5088   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL 
5089       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
5090       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
5091     /* This was a friend declared with an explicit template
5092        argument list, e.g.:
5093        
5094        friend void f<>(T);
5095        
5096        to indicate that f was a template instantiation, not a new
5097        function declaration.  Now, we have to figure out what
5098        instantiation of what template.  */
5099     {
5100       tree template_id, arglist, fns;
5101       tree new_args;
5102       tree tmpl;
5103       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
5104       
5105       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
5106          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
5107          current cless with same name.  */
5108       push_nested_namespace (ns);
5109       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
5110                          tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5111       pop_nested_namespace (ns);
5112       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
5113                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5114       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
5115       
5116       new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5117       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
5118                                        &new_args, 
5119                                        /*need_member_template=*/0,
5120                                        TREE_VEC_LENGTH (args));
5121       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
5122     }
5123
5124   new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5125         
5126   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
5127      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
5128      the language.  For example, we might have had:
5129      
5130      template <class T> struct S {
5131        template <class U> friend void f(T, U);
5132      };
5133      
5134      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
5135      instantiation of anything.  */
5136   if (new_friend == error_mark_node)
5137     return error_mark_node;
5138   
5139   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
5140   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
5141     {
5142       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
5143       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
5144         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
5145     }
5146
5147   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
5148      is not a template instantiation and should not be mangled like
5149      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
5150      later if we need it.  */
5151   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
5152     {
5153       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
5154       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
5155     }
5156       
5157   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
5158     {
5159       tree old_decl;
5160       tree new_friend_template_info;
5161       tree new_friend_result_template_info;
5162       tree ns;
5163       int  new_friend_is_defn;
5164
5165       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
5166          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
5167          possible.  */
5168       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
5169       new_friend_is_defn =
5170             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT 
5171                            (template_for_substitution (new_friend)))
5172              != NULL_TREE);
5173       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
5174         {
5175           /* This declaration is a `primary' template.  */
5176           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
5177           
5178           new_friend_result_template_info
5179             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
5180         }
5181       else
5182         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
5183
5184       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
5185          current namespace. However, the friend function should go
5186          into the namespace of the template.  */
5187       ns = decl_namespace_context (new_friend);
5188       push_nested_namespace (ns);
5189       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend);
5190       pop_nested_namespace (ns);
5191
5192       if (old_decl != new_friend)
5193         {
5194           /* This new friend declaration matched an existing
5195              declaration.  For example, given:
5196
5197                template <class T> void f(T);
5198                template <class U> class C { 
5199                  template <class T> friend void f(T) {} 
5200                };
5201
5202              the friend declaration actually provides the definition
5203              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
5204              old_decl will be the out-of-class template declaration,
5205              while new_friend is the in-class definition.
5206
5207              But, if `f' was called before this point, the
5208              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
5209              to `T' but not to `U', references to which might appear
5210              in the definition of `f'.  Previously, the most general
5211              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
5212              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
5213              run through all specialization of `f', adding to their
5214              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
5215              new set of outer arguments, corresponding to the
5216              arguments for this class instantiation.  
5217
5218              The same situation can arise with something like this:
5219
5220                friend void f(int);
5221                template <class T> class C { 
5222                  friend void f(T) {}
5223                };
5224
5225              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
5226              in the class.  */
5227
5228           if (!new_friend_is_defn)
5229             /* On the other hand, if the in-class declaration does
5230                *not* provide a definition, then we don't want to alter
5231                existing definitions.  We can just leave everything
5232                alone.  */
5233             ;
5234           else
5235             {
5236               /* Overwrite whatever template info was there before, if
5237                  any, with the new template information pertaining to
5238                  the declaration.  */
5239               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
5240
5241               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
5242                 reregister_specialization (new_friend,
5243                                            most_general_template (old_decl),
5244                                            old_decl);
5245               else 
5246                 {
5247                   tree t;
5248                   tree new_friend_args;
5249
5250                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl)) 
5251                     = new_friend_result_template_info;
5252                     
5253                   new_friend_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
5254                   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl); 
5255                        t != NULL_TREE;
5256                        t = TREE_CHAIN (t))
5257                     {
5258                       tree spec = TREE_VALUE (t);
5259                   
5260                       DECL_TI_ARGS (spec) 
5261                         = add_outermost_template_args (new_friend_args,
5262                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
5263                     }
5264
5265                   /* Now, since specializations are always supposed to
5266                      hang off of the most general template, we must move
5267                      them.  */
5268                   t = most_general_template (old_decl);
5269                   if (t != old_decl)
5270                     {
5271                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t)
5272                         = chainon (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t),
5273                                    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl));
5274                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
5275                     }
5276                 }
5277             }
5278
5279           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
5280              by duplicate_decls.  */
5281           new_friend = old_decl;
5282         }
5283     }
5284   else
5285     {
5286       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
5287       bool dependent_p;
5288
5289       /* In the code
5290            template <class T> class C {
5291              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
5292              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
5293            };
5294          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
5295          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
5296          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
5297          this isn't true for case 2.  */
5298       ++processing_template_decl;
5299       dependent_p = dependent_type_p (context);
5300       --processing_template_decl;
5301
5302       if (!dependent_p
5303           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
5304         return error_mark_node;
5305
5306       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
5307         {
5308           /* Check to see that the declaration is really present, and,
5309              possibly obtain an improved declaration.  */
5310           tree fn = check_classfn (context,
5311                                    new_friend, NULL_TREE);
5312
5313           if (fn)
5314             new_friend = fn;
5315         }
5316     }
5317
5318   return new_friend;
5319 }
5320
5321 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
5322    template arguments, as for tsubst.
5323
5324    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
5325    failure.  */
5326
5327 static tree
5328 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
5329 {
5330   tree friend_type;
5331   tree tmpl;
5332   tree context;
5333
5334   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
5335
5336   if (context)
5337     {
5338       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5339         push_nested_namespace (context);
5340       else
5341         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE)); 
5342     }
5343
5344   /* First, we look for a class template.  */
5345   tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/0); 
5346
5347   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
5348      situation like this:
5349
5350        template <class T>
5351        struct S {
5352          template <class U>
5353          friend struct S;
5354        };
5355
5356      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
5357      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
5358   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5359     {
5360       tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/1);
5361       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
5362     }
5363
5364   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5365     {
5366       /* The friend template has already been declared.  Just
5367          check to see that the declarations match, and install any new
5368          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
5369          of course.  We only need the innermost template parameters
5370          because that is all that redeclare_class_template will look
5371          at.  */
5372       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
5373           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
5374         {
5375           tree parms;
5376           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
5377                                          args, tf_error | tf_warning);
5378           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
5379         }
5380
5381       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
5382     }
5383   else
5384     {
5385       /* The friend template has not already been declared.  In this
5386          case, the instantiation of the template class will cause the
5387          injection of this template into the global scope.  */
5388       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5389
5390       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
5391          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
5392          the new type because that is supposed to be the corresponding
5393          template decl, i.e., TMPL.  */
5394       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
5395       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
5396       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
5397       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
5398         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
5399
5400       /* Inject this template into the global scope.  */
5401       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level (tmpl));
5402     }
5403
5404   if (context) 
5405     {
5406       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5407         pop_nested_namespace (context);
5408       else
5409         pop_nested_class ();
5410     }
5411
5412   return friend_type;
5413 }
5414
5415 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
5416    Otherwise returns one.  */
5417
5418 static int
5419 can_complete_type_without_circularity (tree type)
5420 {
5421   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
5422     return 0;
5423   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
5424     return 1;
5425   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
5426     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
5427   else if (CLASS_TYPE_P (type)
5428            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
5429     return 0;
5430   else
5431     return 1;
5432 }
5433
5434 tree
5435 instantiate_class_template (tree type)
5436 {
5437   tree template, args, pattern, t, member;
5438   tree typedecl;
5439   tree pbinfo;
5440   tree base_list;
5441   
5442   if (type == error_mark_node)
5443     return error_mark_node;
5444
5445   if (TYPE_BEING_DEFINED (type) 
5446       || COMPLETE_TYPE_P (type)
5447       || dependent_type_p (type))
5448     return type;
5449
5450   /* Figure out which template is being instantiated.  */
5451   template = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
5452   gcc_assert (TREE_CODE (template) == TEMPLATE_DECL);
5453
5454   /* Figure out which arguments are being used to do the
5455      instantiation.  */
5456   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
5457
5458   /* Determine what specialization of the original template to
5459      instantiate.  */
5460   t = most_specialized_class (template, args);
5461   if (t == error_mark_node)
5462     {
5463       const char *str = "candidates are:";
5464       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
5465       for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (template); t; 
5466            t = TREE_CHAIN (t))
5467         {
5468           if (get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args))
5469             {
5470               cp_error_at ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
5471               str = "               ";
5472             }
5473         }
5474       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5475       return error_mark_node;
5476     }
5477
5478   if (t)
5479     pattern = TREE_TYPE (t);
5480   else
5481     pattern = TREE_TYPE (template);
5482
5483   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
5484      there's nothing we can do.  */
5485   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
5486     return type;
5487
5488   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
5489   if (! push_tinst_level (type))
5490     return type;
5491
5492   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
5493      the process of being defined.  */
5494   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5495
5496   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
5497      it now.  */
5498   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
5499
5500   push_to_top_level ();
5501
5502   if (t)
5503     {
5504       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
5505          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
5506          the arguments appropriate for substitution.  For example,
5507          given:
5508
5509            template <class T> struct S {};
5510            template <class T> struct S<T*> {};
5511          
5512          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
5513          present be {int*} but we need {int}.  */
5514       tree inner_args 
5515         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t),
5516                               args);
5517
5518       /* If there were multiple levels in ARGS, replacing the
5519          innermost level would alter CLASSTYPE_TI_ARGS, which we don't
5520          want, so we make a copy first.  */
5521       if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
5522         {
5523           args = copy_node (args);
5524           SET_TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args), inner_args);
5525         }
5526       else
5527         args = inner_args;
5528     }
5529
5530   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
5531
5532   /* Set the input location to the template definition. This is needed
5533      if tsubsting causes an error.  */
5534   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (pattern));
5535
5536   TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (pattern);
5537   TYPE_HAS_DESTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DESTRUCTOR (pattern);
5538   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
5539   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
5540   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
5541   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
5542   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
5543   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
5544   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
5545   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
5546   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
5547   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
5548   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
5549   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
5550   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
5551   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
5552     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
5553
5554   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
5555
5556   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
5557      class; we need to look up the nested class by name before we can
5558      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
5559      class.  */
5560   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
5561               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
5562               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
5563
5564   base_list = NULL_TREE;
5565   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
5566     {
5567       tree pbase_binfo;
5568       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
5569       tree pushed_scope;
5570       int i;
5571
5572       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
5573          the accessibility of types named in dependent bases are
5574          looked up from.  */
5575       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
5576   
5577       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
5578          basetypes.  */
5579       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
5580         {
5581           tree base;
5582           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
5583
5584           /* Substitute to figure out the base class.  */
5585           base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, NULL_TREE);
5586           if (base == error_mark_node)
5587             continue;
5588           
5589           base_list = tree_cons (access, base, base_list);
5590           if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
5591             TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
5592         }
5593
5594       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
5595       base_list = nreverse (base_list);
5596
5597       if (pushed_scope)
5598         pop_scope (pushed_scope);
5599     }
5600   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
5601      information.  */
5602   xref_basetypes (type, base_list);
5603
5604
5605   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
5606      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
5607      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
5608      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
5609      class.  */
5610   pushclass (type);
5611
5612   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
5613   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
5614        member; member = TREE_CHAIN (member))
5615     {
5616       tree t = TREE_VALUE (member);
5617
5618       if (TREE_PURPOSE (member))
5619         {
5620           if (TYPE_P (t))
5621             {
5622               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
5623
5624               tree tag = t;
5625               tree name = TYPE_IDENTIFIER (tag);
5626               tree newtag;
5627               bool class_template_p;
5628
5629               class_template_p = (TREE_CODE (tag) != ENUMERAL_TYPE
5630                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (tag)
5631                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (tag));
5632               /* If the member is a class template, then -- even after
5633                  substitution -- there may be dependent types in the
5634                  template argument list for the class.  We increment
5635                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
5636                  that function will assume that no types are dependent
5637                  when outside of a template.  */
5638               if (class_template_p)
5639                 ++processing_template_decl;
5640               newtag = tsubst (tag, args, tf_error, NULL_TREE);
5641               if (class_template_p)
5642                 --processing_template_decl;
5643               if (newtag == error_mark_node)
5644                 continue;
5645
5646               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
5647                 {
5648                   if (class_template_p)
5649                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
5650                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
5651                        instantiation (i.e., for the type of a member
5652                        template class nested within a template class.)
5653                        This behavior is required for
5654                        maybe_process_partial_specialization to work
5655                        correctly, but is not accurate in this case;
5656                        the TAG is not an instantiation of anything.
5657                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
5658                        instantiation, but the TYPE is not.) */
5659                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
5660
5661                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
5662                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
5663                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
5664                      this for enums because it will already have been done in
5665                      tsubst_enum.  */
5666                   if (name)
5667                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
5668                   pushtag (name, newtag, /*globalize=*/0);
5669                 }
5670             }
5671           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL 
5672                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
5673             {
5674               /* Build new TYPE_METHODS.  */
5675               tree r;
5676               
5677               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5678                 ++processing_template_decl;
5679               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5680               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5681                 --processing_template_decl;
5682               set_current_access_from_decl (r);
5683               grok_special_member_properties (r);
5684               finish_member_declaration (r);
5685             }
5686           else
5687             {
5688               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
5689
5690               if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
5691                 {
5692                   tree r;
5693
5694                   /* The the file and line for this declaration, to
5695                      assist in error message reporting.  Since we
5696                      called push_tinst_level above, we don't need to
5697                      restore these.  */
5698                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5699
5700                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5701                     ++processing_template_decl;
5702                   r = tsubst (t, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5703                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5704                     --processing_template_decl;
5705                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
5706                     {
5707                       tree init;
5708
5709                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5710                         init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
5711                                             tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5712                       else
5713                         init = NULL_TREE;
5714
5715                       finish_static_data_member_decl
5716                         (r, init, /*asmspec_tree=*/NULL_TREE, /*flags=*/0);
5717
5718                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5719                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
5720                     }
5721                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
5722                     {
5723                       /* Determine whether R has a valid type and can be
5724                          completed later.  If R is invalid, then it is
5725                          replaced by error_mark_node so that it will not be
5726                          added to TYPE_FIELDS.  */
5727                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
5728                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
5729                         complete_type (rtype);
5730
5731                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
5732                         {
5733                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
5734                           r = error_mark_node;
5735                         }
5736                     }
5737
5738                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
5739                      such a thing will already have been added to the field
5740                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
5741                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
5742                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
5743                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
5744                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
5745                     {
5746                       set_current_access_from_decl (r);
5747                       finish_member_declaration (r);
5748                     }
5749                 }
5750             }
5751         }
5752       else
5753         {
5754           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
5755             {
5756               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
5757
5758               tree friend_type = t;
5759               bool adjust_processing_template_decl = false;
5760
5761               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5762                 {
5763                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
5764                   adjust_processing_template_decl = true;
5765                 }
5766               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5767                 {
5768                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5769                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5770                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5771                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
5772                   adjust_processing_template_decl = true;
5773                 }
5774               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
5775                 {
5776                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5777                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5778                   /* Bump processing_template_decl for correct
5779                      dependent_type_p calculation.  */
5780                   ++processing_template_decl;
5781                   if (dependent_type_p (friend_type))
5782                     adjust_processing_template_decl = true;
5783                   --processing_template_decl;
5784                 }
5785               else if (uses_template_parms (friend_type))
5786                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
5787                                       tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5788               else if (CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type))
5789                 friend_type = friend_type;
5790               else 
5791                 {
5792                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
5793
5794                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
5795                      classes.  */
5796                   push_nested_namespace (ns);
5797                   friend_type = 
5798                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE, 
5799                                         /*tag_scope=*/ts_global);
5800                   pop_nested_namespace (ns);
5801                 }
5802
5803               if (adjust_processing_template_decl)
5804                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
5805                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
5806                    important that we use make_friend_class since it will
5807                    perform some error-checking and output cross-reference
5808                    information.  */
5809                 ++processing_template_decl;
5810
5811               if (friend_type != error_mark_node)
5812                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
5813
5814               if (adjust_processing_template_decl)
5815                 --processing_template_decl;
5816             }
5817           else
5818             {
5819               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
5820               tree r;
5821
5822               /* The the file and line for this declaration, to
5823                  assist in error message reporting.  Since we
5824                  called push_tinst_level above, we don't need to
5825                  restore these.  */
5826               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5827
5828               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5829                 {
5830                   ++processing_template_decl;
5831                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
5832                 }
5833               
5834               r = tsubst_friend_function (t, args);
5835               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
5836               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5837                 {
5838                   pop_deferring_access_checks ();
5839                   --processing_template_decl;
5840                 }
5841             }
5842         }
5843     }
5844
5845   /* Set the file and line number information to whatever is given for
5846      the class itself.  This puts error messages involving generated
5847      implicit functions at a predictable point, and the same point
5848      that would be used for non-template classes.  */
5849   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (type);
5850   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5851
5852   unreverse_member_declarations (type);
5853   finish_struct_1 (type);
5854   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
5855
5856   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
5857      any member functions.  We don't do this earlier because the
5858      default arguments may reference members of the class.  */
5859   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
5860     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
5861       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL 
5862           /* Implicitly generated member functions will not have template
5863              information; they are not instantiations, but instead are
5864              created "fresh" for each instantiation.  */
5865           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
5866         tsubst_default_arguments (t);
5867
5868   popclass ();
5869   pop_from_top_level ();
5870   pop_deferring_access_checks ();
5871   pop_tinst_level ();
5872
5873   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
5874      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
5875      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
5876      the keyed_classes list.  */
5877   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
5878     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
5879
5880   return type;
5881 }
5882
5883 static tree
5884 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5885 {
5886   tree r;
5887   
5888   if (!t)
5889     r = t;
5890   else if (TYPE_P (t))
5891     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
5892   else
5893     {
5894       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl);
5895
5896       if (!uses_template_parms (r))
5897         {
5898           /* Sometimes, one of the args was an expression involving a
5899              template constant parameter, like N - 1.  Now that we've
5900              tsubst'd, we might have something like 2 - 1.  This will
5901              confuse lookup_template_class, so we do constant folding
5902              here.  We have to unset processing_template_decl, to fool
5903              tsubst_copy_and_build() into building an actual tree.  */
5904
5905          /* If the TREE_TYPE of ARG is not NULL_TREE, ARG is already
5906             as simple as it's going to get, and trying to reprocess
5907             the trees will break.  Once tsubst_expr et al DTRT for
5908             non-dependent exprs, this code can go away, as the type
5909             will always be set.  */
5910           if (!TREE_TYPE (r))
5911             {
5912               int saved_processing_template_decl = processing_template_decl; 
5913               processing_template_decl = 0;
5914               r = tsubst_copy_and_build (r, /*args=*/NULL_TREE,
5915                                          tf_error, /*in_decl=*/NULL_TREE,
5916                                          /*function_p=*/false);
5917               processing_template_decl = saved_processing_template_decl; 
5918             }
5919           r = fold (r);
5920         }
5921     }
5922   return r;
5923 }
5924
5925 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
5926
5927 static tree
5928 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5929 {
5930   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
5931   int need_new = 0, i;
5932   tree *elts = alloca (len * sizeof (tree));
5933   
5934   for (i = 0; i < len; i++)
5935     {
5936       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
5937       tree new_arg;
5938
5939       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
5940         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
5941       else
5942         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
5943       
5944       if (new_arg == error_mark_node)
5945         return error_mark_node;
5946
5947       elts[i] = new_arg;
5948       if (new_arg != orig_arg)
5949         need_new = 1;
5950     }
5951   
5952   if (!need_new)
5953     return t;
5954
5955   t = make_tree_vec (len);
5956   for (i = 0; i < len; i++)
5957     TREE_VEC_ELT (t, i) = elts[i];
5958   
5959   return t;
5960 }
5961
5962 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
5963    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
5964    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
5965    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
5966    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
5967    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
5968
5969 static tree
5970 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
5971 {
5972   tree r = NULL_TREE;
5973   tree* new_parms;
5974
5975   for (new_parms = &r;
5976        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
5977        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
5978          parms = TREE_CHAIN (parms))
5979     {
5980       tree new_vec = 
5981         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
5982       int i;
5983       
5984       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
5985         {
5986           tree tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
5987           tree default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
5988           tree parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
5989
5990           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
5991           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
5992                                                complain, NULL_TREE);
5993           
5994           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
5995           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
5996         }
5997       
5998       *new_parms = 
5999         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms) 
6000                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
6001                    new_vec, NULL_TREE);
6002     }
6003
6004   return r;
6005 }
6006
6007 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
6008    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
6009    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
6010    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
6011    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
6012
6013 static tree
6014 tsubst_aggr_type (tree t, 
6015                   tree args, 
6016                   tsubst_flags_t complain, 
6017                   tree in_decl, 
6018                   int entering_scope)
6019 {
6020   if (t == NULL_TREE)
6021     return NULL_TREE;
6022
6023   switch (TREE_CODE (t))
6024     {
6025     case RECORD_TYPE:
6026       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6027         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6028
6029       /* Else fall through.  */
6030     case ENUMERAL_TYPE:
6031     case UNION_TYPE:
6032       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6033         {
6034           tree argvec;
6035           tree context;
6036           tree r;
6037
6038           /* First, determine the context for the type we are looking
6039              up.  */
6040           context = TYPE_CONTEXT (t);
6041           if (context)
6042             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
6043                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6044
6045           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
6046              type we are trying to find.  For example, given:
6047
6048                template <class T> struct S;
6049                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
6050
6051              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
6052              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
6053              S we only want {double}.  */
6054           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
6055                                          complain, in_decl);
6056           if (argvec == error_mark_node)
6057             return error_mark_node;
6058
6059           r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
6060                                      entering_scope, complain);
6061
6062           return cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
6063         }
6064       else 
6065         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
6066         return t;
6067
6068     default:
6069       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
6070     }
6071 }
6072
6073 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
6074    FN), which has the indicated TYPE.  */
6075
6076 tree
6077 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
6078 {
6079   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
6080   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
6081
6082   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
6083      default argument here, not in tsubst.  In the case of
6084      something like: 
6085      
6086        template <class T>
6087        struct S {
6088          static T t();
6089          void f(T = t());
6090        };
6091      
6092      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
6093      rather than in the current class.  */
6094   push_access_scope (fn);
6095   /* The default argument expression should not be considered to be
6096      within the scope of FN.  Since push_access_scope sets
6097      current_function_decl, we must explicitly clear it here.  */
6098   current_function_decl = NULL_TREE;
6099   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
6100   if (cfun)
6101     {
6102       saved_class_ptr = current_class_ptr;
6103       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
6104       saved_class_ref = current_class_ref;
6105       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
6106     }
6107
6108   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
6109   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
6110                      tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
6111   pop_deferring_access_checks();
6112
6113   /* Restore the "this" pointer.  */
6114   if (cfun)
6115     {
6116       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
6117       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
6118     }
6119
6120   pop_access_scope (fn);
6121
6122   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
6123   arg = check_default_argument (type, arg);
6124
6125   return arg;
6126 }
6127
6128 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
6129
6130 static void
6131 tsubst_default_arguments (tree fn)
6132 {
6133   tree arg;
6134   tree tmpl_args;
6135
6136   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
6137
6138   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
6139      its default arguments.  */
6140   if (uses_template_parms (tmpl_args))
6141     return;
6142
6143   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)); 
6144        arg; 
6145        arg = TREE_CHAIN (arg))
6146     if (TREE_PURPOSE (arg))
6147       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn, 
6148                                                     TREE_VALUE (arg),
6149                                                     TREE_PURPOSE (arg));
6150 }
6151
6152 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
6153    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
6154    control of COMPLAIN.  */
6155
6156 static tree
6157 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
6158 {
6159   location_t saved_loc;
6160   tree r = NULL_TREE;
6161   tree in_decl = t;
6162
6163   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
6164   saved_loc = input_location;
6165   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6166
6167   switch (TREE_CODE (t))
6168     {
6169     case TEMPLATE_DECL:
6170       {
6171         /* We can get here when processing a member function template,
6172            member class template, and template template parameter of
6173            a template class.  */
6174         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
6175         tree spec;
6176         tree tmpl_args;
6177         tree full_args;
6178
6179         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
6180           {
6181             /* Template template parameter is treated here.  */
6182             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6183             if (new_type == error_mark_node)
6184               return error_mark_node;
6185
6186             r = copy_decl (t);
6187             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6188             TREE_TYPE (r) = new_type;
6189             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
6190               = build_decl (TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
6191             DECL_TEMPLATE_PARMS (r) 
6192               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6193                                        complain);
6194             TYPE_NAME (new_type) = r;
6195             break;
6196           }
6197
6198         /* We might already have an instance of this template.
6199            The ARGS are for the surrounding class type, so the
6200            full args contain the tsubst'd args for the context,
6201            plus the innermost args from the template decl.  */
6202         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t) 
6203           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
6204           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
6205         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
6206                                           complain, in_decl);
6207
6208         /* tsubst_template_args doesn't copy the vector if
6209            nothing changed.  But, *something* should have
6210            changed.  */
6211         gcc_assert (full_args != tmpl_args);
6212
6213         spec = retrieve_specialization (t, full_args,
6214                                         /*class_specializations_p=*/true);
6215         if (spec != NULL_TREE)
6216           {
6217             r = spec;
6218             break;
6219           }
6220
6221         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
6222            original, but will record the current template arguments. 
6223            We also create a new function declaration, which is just
6224            like the old one, but points to this new template, rather
6225            than the old one.  */
6226         r = copy_decl (t);
6227         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
6228         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6229
6230         DECL_CONTEXT (r) 
6231           = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6232                               complain, in_decl, 
6233                               /*entering_scope=*/1); 
6234         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
6235
6236         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
6237           {
6238             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6239             if (new_type == error_mark_node)
6240               return error_mark_node;
6241
6242             TREE_TYPE (r) = new_type;
6243             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
6244             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
6245             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
6246           }
6247         else
6248           {
6249             tree new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
6250             if (new_decl == error_mark_node)
6251               return error_mark_node;
6252
6253             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
6254             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
6255             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
6256             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
6257           }
6258
6259         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6260         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
6261         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
6262
6263         /* The template parameters for this new template are all the
6264            template parameters for the old template, except the
6265            outermost level of parameters.  */
6266         DECL_TEMPLATE_PARMS (r) 
6267           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6268                                    complain);
6269
6270         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
6271           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
6272
6273         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
6274           /* Record this non-type partial instantiation.  */
6275           register_specialization (r, t, 
6276                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)));
6277       }
6278       break;
6279
6280     case FUNCTION_DECL:
6281       {
6282         tree ctx;
6283         tree argvec = NULL_TREE;
6284         tree *friends;
6285         tree gen_tmpl;
6286         tree type;
6287         int member;
6288         int args_depth;
6289         int parms_depth;
6290
6291         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
6292         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
6293
6294         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
6295           {
6296             tree spec;
6297             bool dependent_p;
6298
6299             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
6300                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
6301                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
6302                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
6303             ++processing_template_decl;
6304             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
6305             --processing_template_decl;
6306             if (!dependent_p)
6307               return t;
6308
6309             /* Calculate the most general template of which R is a
6310                specialization, and the complete set of arguments used to
6311                specialize R.  */
6312             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
6313             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS 
6314                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
6315                                            args, complain, in_decl); 
6316
6317             /* Check to see if we already have this specialization.  */
6318             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6319                                             /*class_specializations_p=*/false);
6320
6321             if (spec)
6322               {
6323                 r = spec;
6324                 break;
6325               }
6326
6327             /* We can see more levels of arguments than parameters if
6328                there was a specialization of a member template, like
6329                this:
6330
6331                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
6332                  template <> template <class U> void S<int>::f(U); 
6333
6334                Here, we'll be substituting into the specialization,
6335                because that's where we can find the code we actually
6336                want to generate, but we'll have enough arguments for
6337                the most general template.              
6338
6339                We also deal with the peculiar case:
6340
6341                  template <class T> struct S { 
6342                    template <class U> friend void f();
6343                  };
6344                  template <class U> void f() {}
6345                  template S<int>;
6346                  template void f<double>();
6347
6348                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
6349                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
6350                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
6351                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
6352                situations like:
6353
6354                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
6355                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
6356
6357                which we can spot because the pattern will be a
6358                specialization in this case.  */
6359             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6360             parms_depth = 
6361               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t))); 
6362             if (args_depth > parms_depth
6363                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
6364               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
6365           }
6366         else
6367           {
6368             /* This special case arises when we have something like this:
6369
6370                  template <class T> struct S { 
6371                    friend void f<int>(int, double); 
6372                  };
6373
6374                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
6375                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
6376                tsubst_friend_function, and we want only to create a
6377                new decl (R) with appropriate types so that we can call
6378                determine_specialization.  */
6379             gen_tmpl = NULL_TREE;
6380           }
6381
6382         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6383           {
6384             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
6385               member = 2;
6386             else
6387               member = 1;
6388             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6389                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
6390           }
6391         else
6392           {
6393             member = 0;
6394             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6395           }
6396         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6397         if (type == error_mark_node)
6398           return error_mark_node;
6399
6400         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
6401            point, as they may not represent instantiations of this
6402            template, and in any case are considered separate under the
6403            discrete model.  */
6404         r = copy_decl (t);
6405         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
6406         TREE_TYPE (r) = type;
6407         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6408         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6409         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6410         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6411         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6412
6413         if (member && DECL_CONV_FN_P (r)) 
6414           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
6415              case it's the name of one of the template's parameters.  */
6416           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
6417
6418         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
6419                                      complain, t);
6420         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
6421
6422         TREE_STATIC (r) = 0;
6423         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
6424         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6425         /* If this is an instantiation of a function with internal
6426            linkage, we already know what object file linkage will be
6427            assigned to the instantiation.  */
6428         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
6429         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
6430         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6431         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
6432         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
6433         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
6434         TREE_USED (r) = 0;
6435         if (DECL_CLONED_FUNCTION (r))
6436           {
6437             DECL_CLONED_FUNCTION (r) = tsubst (DECL_CLONED_FUNCTION (t),
6438                                                args, complain, t);
6439             TREE_CHAIN (r) = TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r));
6440             TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r)) = r;
6441           }
6442
6443         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
6444            this in the special friend case mentioned above where
6445            GEN_TMPL is NULL.  */
6446         if (gen_tmpl)
6447           {
6448             DECL_TEMPLATE_INFO (r) 
6449               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
6450             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6451             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6452
6453             /* We're not supposed to instantiate default arguments
6454                until they are called, for a template.  But, for a
6455                declaration like:
6456
6457                  template <class T> void f () 
6458                  { extern void g(int i = T()); }
6459                  
6460                we should do the substitution when the template is
6461                instantiated.  We handle the member function case in
6462                instantiate_class_template since the default arguments
6463                might refer to other members of the class.  */
6464             if (!member
6465                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6466                 && !uses_template_parms (argvec))
6467               tsubst_default_arguments (r);
6468           }
6469
6470         /* Copy the list of befriending classes.  */
6471         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
6472              *friends;
6473              friends = &TREE_CHAIN (*friends)) 
6474           {
6475             *friends = copy_node (*friends);
6476             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
6477                                             args, complain,
6478                                             in_decl);
6479           }
6480
6481         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
6482           {
6483             maybe_retrofit_in_chrg (r);
6484             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
6485               grok_ctor_properties (ctx, r);
6486             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
6487                If it isn't, that'll be handled by
6488                clone_constructors_and_destructors.  */
6489             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6490               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
6491           }
6492         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r)))
6493           grok_op_properties (r, DECL_FRIEND_P (r),
6494                               (complain & tf_error) != 0);
6495
6496         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
6497           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
6498                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
6499                                             args, complain, in_decl));
6500       }
6501       break;
6502
6503     case PARM_DECL:
6504       {
6505         tree type;
6506
6507         r = copy_node (t);
6508         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
6509           SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
6510
6511         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6512         TREE_TYPE (r) = type;
6513         c_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6514
6515         if (DECL_INITIAL (r))
6516           {
6517             if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
6518               DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
6519             else
6520               DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
6521                                          complain, in_decl);
6522           }
6523
6524         DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
6525
6526         if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
6527           DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
6528         if (TREE_CHAIN (t))
6529           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
6530                                    complain, TREE_CHAIN (t));
6531       }
6532       break;
6533
6534     case FIELD_DECL:
6535       {
6536         tree type;
6537
6538         r = copy_decl (t);
6539         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6540         if (type == error_mark_node)
6541           return error_mark_node;
6542         TREE_TYPE (r) = type;
6543         c_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6544
6545         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
6546            finish_member_declaration.  */
6547         DECL_INITIAL (r) = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
6548                                         complain, in_decl);
6549         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6550         if (VOID_TYPE_P (type)) 
6551           cp_error_at ("instantiation of %qD as type %qT", r, type);
6552       }
6553       break;
6554
6555     case USING_DECL:
6556       {
6557         r = copy_node (t);
6558         /* It is not a dependent using decl any more.  */
6559         TREE_TYPE (r) = void_type_node;
6560         DECL_INITIAL (r)
6561           = tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
6562         DECL_NAME (r)
6563           = tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl);
6564         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6565       }
6566       break;
6567
6568     case TYPE_DECL:
6569     case VAR_DECL:
6570       {
6571         tree argvec = NULL_TREE;
6572         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
6573         tree spec;
6574         tree tmpl = NULL_TREE;
6575         tree ctx;
6576         tree type = NULL_TREE;
6577         int local_p;
6578
6579         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6580           {
6581             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6582             if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6583                 || t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
6584               {
6585                 /* If this is the canonical decl, we don't have to
6586                    mess with instantiations, and often we can't (for
6587                    typename, template type parms and such).  Note that
6588                    TYPE_NAME is not correct for the above test if
6589                    we've copied the type for a typedef.  */
6590                 r = TYPE_NAME (type);
6591                 break;
6592               }
6593           }
6594         
6595         /* Assume this is a non-local variable.  */
6596         local_p = 0;
6597
6598         if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (t)))
6599           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6600                                   complain,
6601                                   in_decl, /*entering_scope=*/1);
6602         else if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
6603           ctx = DECL_CONTEXT (t);
6604         else
6605           {
6606             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
6607             ctx = NULL_TREE;
6608             local_p = 1;
6609           }
6610
6611         /* Check to see if we already have this specialization.  */
6612         if (!local_p)
6613           {
6614             tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
6615             gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
6616             argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
6617             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6618                                             /*class_specializations_p=*/false);
6619           }
6620         else
6621           spec = retrieve_local_specialization (t);
6622
6623         if (spec)
6624           {
6625             r = spec;
6626             break;
6627           }
6628
6629         r = copy_decl (t);
6630         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6631           {
6632             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6633             if (type == error_mark_node)
6634               return error_mark_node;
6635             type = complete_type (type);
6636             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
6637               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
6638             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
6639           }
6640         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
6641           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
6642         TREE_TYPE (r) = type;
6643         c_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6644         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6645         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6646         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6647         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6648
6649         /* Don't try to expand the initializer until someone tries to use
6650            this variable; otherwise we run into circular dependencies.  */
6651         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6652         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6653         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
6654
6655         /* Even if the original location is out of scope, the newly
6656            substituted one is not.  */
6657         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6658           {
6659             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
6660             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
6661           }
6662
6663         if (!local_p)
6664           {
6665             /* A static data member declaration is always marked
6666                external when it is declared in-class, even if an
6667                initializer is present.  We mimic the non-template
6668                processing here.  */
6669             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6670
6671             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6672             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
6673             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6674           }
6675         else
6676           register_local_specialization (r, t);
6677
6678         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6679         layout_decl (r, 0);
6680       }
6681       break;
6682
6683     default:
6684       gcc_unreachable ();
6685     } 
6686
6687   /* Restore the file and line information.  */
6688   input_location = saved_loc;
6689
6690   return r;
6691 }
6692
6693 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
6694
6695 static tree
6696 tsubst_arg_types (tree arg_types, 
6697                   tree args, 
6698                   tsubst_flags_t complain, 
6699                   tree in_decl)
6700 {
6701   tree remaining_arg_types;
6702   tree type;
6703
6704   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
6705     return arg_types;
6706   
6707   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
6708                                           args, complain, in_decl);
6709   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
6710     return error_mark_node;
6711
6712   type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
6713   if (type == error_mark_node)
6714     return error_mark_node;
6715   if (VOID_TYPE_P (type))
6716     {
6717       if (complain & tf_error)
6718         {
6719           error ("invalid parameter type %qT", type);
6720           if (in_decl)
6721             cp_error_at ("in declaration %qD", in_decl);
6722         }
6723       return error_mark_node;
6724     }
6725
6726   /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
6727      top-level qualifiers as required.  */
6728   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
6729
6730   /* Note that we do not substitute into default arguments here.  The
6731      standard mandates that they be instantiated only when needed,
6732      which is done in build_over_call.  */
6733   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (arg_types), type,
6734                          remaining_arg_types);
6735                          
6736 }
6737
6738 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
6739    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
6740    initial substitution of explicitly provided template parameters
6741    during argument deduction forbids substitution into the
6742    exception-specification:
6743
6744      [temp.deduct]
6745
6746      All references in the function type of the function template to  the
6747      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
6748      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
6749      in  the function type of the function template results in an invalid
6750      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
6751      exception specifications is done only when the function is instanti-
6752      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
6753      results in an invalid type.]  */
6754
6755 static tree
6756 tsubst_function_type (tree t, 
6757                       tree args, 
6758                       tsubst_flags_t complain, 
6759                       tree in_decl)
6760 {
6761   tree return_type;
6762   tree arg_types;
6763   tree fntype;
6764
6765   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
6766   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
6767
6768   /* Substitute the return type.  */
6769   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6770   if (return_type == error_mark_node)
6771     return error_mark_node;
6772   /* The standard does not presently indicate that creation of a
6773      function type with an invalid return type is a deduction failure.
6774      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
6775      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */ 
6776   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
6777       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
6778     {
6779       if (complain & tf_error)
6780         {
6781           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
6782             error ("function returning an array");
6783           else
6784             error ("function returning a function");
6785         }
6786       return error_mark_node;
6787     }
6788
6789   /* Substitute the argument types.  */
6790   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
6791                                 complain, in_decl); 
6792   if (arg_types == error_mark_node)
6793     return error_mark_node;
6794   
6795   /* Construct a new type node and return it.  */
6796   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
6797     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
6798   else
6799     {
6800       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
6801       if (! IS_AGGR_TYPE (r))
6802         {
6803           /* [temp.deduct]
6804              
6805              Type deduction may fail for any of the following
6806              reasons:
6807              
6808              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
6809              is not a class type.  */
6810           if (complain & tf_error)
6811             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
6812                       r);
6813           return error_mark_node;
6814         }
6815       
6816       fntype = build_method_type_directly (r, return_type, 
6817                                            TREE_CHAIN (arg_types));
6818     }
6819   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
6820   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
6821   
6822   return fntype;  
6823 }
6824
6825 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
6826    ARGS into that specification, and return the substituted
6827    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
6828
6829 static tree
6830 tsubst_exception_specification (tree fntype, 
6831                                 tree args, 
6832                                 tsubst_flags_t complain,
6833                                 tree in_decl)
6834 {
6835   tree specs;
6836   tree new_specs;
6837
6838   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
6839   new_specs = NULL_TREE;
6840   if (specs)
6841     {
6842       if (! TREE_VALUE (specs))
6843         new_specs = specs;
6844       else
6845         while (specs)
6846           {
6847             tree spec;
6848             spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
6849             if (spec == error_mark_node)
6850               return spec;
6851             new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, complain);
6852             specs = TREE_CHAIN (specs);
6853           }
6854     }
6855   return new_specs;
6856 }
6857
6858 /* Substitute into the PARMS of a call-declarator.  */
6859
6860 static tree
6861 tsubst_call_declarator_parms (tree parms, 
6862                               tree args, 
6863                               tsubst_flags_t complain, 
6864                               tree in_decl)
6865 {
6866   tree new_parms;
6867   tree type;
6868   tree defarg;
6869
6870   if (!parms || parms == void_list_node)
6871     return parms;
6872   
6873   new_parms = tsubst_call_declarator_parms (TREE_CHAIN (parms),
6874                                             args, complain, in_decl);
6875
6876   /* Figure out the type of this parameter.  */
6877   type = tsubst (TREE_VALUE (parms), args, complain, in_decl);
6878   
6879   /* Figure out the default argument as well.  Note that we use
6880      tsubst_expr since the default argument is really an expression.  */
6881   defarg = tsubst_expr (TREE_PURPOSE (parms), args, complain, in_decl);
6882
6883   /* Chain this parameter on to the front of those we have already
6884      processed.  We don't use hash_tree_cons because that function
6885      doesn't check TREE_PARMLIST.  */
6886   new_parms = tree_cons (defarg, type, new_parms);
6887
6888   return new_parms;
6889 }
6890
6891 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
6892    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
6893    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
6894    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
6895    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
6896    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
6897    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
6898    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
6899    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
6900    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
6901    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
6902    yet.
6903
6904    This function is used for dealing with types, decls and the like;
6905    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
6906
6907 static tree
6908 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6909 {
6910   tree type, r;
6911
6912   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
6913       || t == integer_type_node
6914       || t == void_type_node
6915       || t == char_type_node
6916       || t == unknown_type_node
6917       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
6918     return t;
6919
6920   if (DECL_P (t))
6921     return tsubst_decl (t, args, complain);
6922
6923   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
6924     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
6925   else
6926     type = TREE_TYPE (t);
6927
6928   gcc_assert (type != unknown_type_node);
6929
6930   if (type
6931       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
6932       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
6933       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
6934       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
6935     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
6936   if (type == error_mark_node)
6937     return error_mark_node;
6938
6939   switch (TREE_CODE (t))
6940     {
6941     case RECORD_TYPE:
6942     case UNION_TYPE:
6943     case ENUMERAL_TYPE:
6944       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
6945                                /*entering_scope=*/0);
6946
6947     case ERROR_MARK:
6948     case IDENTIFIER_NODE:
6949     case VOID_TYPE:
6950     case REAL_TYPE:
6951     case COMPLEX_TYPE:
6952     case VECTOR_TYPE:
6953     case BOOLEAN_TYPE:
6954     case INTEGER_CST:
6955     case REAL_CST:
6956     case STRING_CST:
6957       return t;
6958
6959     case INTEGER_TYPE:
6960       if (t == integer_type_node)
6961         return t;
6962
6963       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
6964           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
6965         return t;
6966
6967       {
6968         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
6969
6970         /* The array dimension behaves like a non-type template arg,
6971            in that we want to fold it as much as possible.  */
6972         max = tsubst_template_arg (omax, args, complain, in_decl);
6973         max = fold_decl_constant_value (max);
6974
6975         if (integer_zerop (omax))
6976           {
6977             /* Still allow an explicit array of size zero.  */
6978             if (pedantic)
6979               pedwarn ("creating array with size zero");
6980           }
6981         else if (integer_zerop (max) 
6982                  || (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST 
6983                      && INT_CST_LT (max, integer_zero_node)))
6984           {
6985             /* [temp.deduct]
6986
6987                Type deduction may fail for any of the following
6988                reasons:  
6989
6990                  Attempting to create an array with a size that is
6991                  zero or negative.  */
6992             if (complain & tf_error)
6993               error ("creating array with size zero (%qE)", max);
6994
6995             return error_mark_node;
6996           }
6997
6998         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
6999       }
7000
7001     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7002     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7003     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7004     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7005       {
7006         int idx;
7007         int level;
7008         int levels;
7009         tree arg = NULL_TREE;
7010
7011         r = NULL_TREE;
7012
7013         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
7014         if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7015             || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
7016             || TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7017           {
7018             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
7019             level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
7020           }
7021         else
7022           {
7023             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
7024             level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
7025           }
7026
7027         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7028         if (level <= levels)
7029           arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
7030
7031         if (arg == error_mark_node)
7032           return error_mark_node;
7033         else if (arg != NULL_TREE)
7034           {
7035             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
7036               {
7037                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
7038                 return cp_build_qualified_type_real
7039                   (arg, cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t),
7040                    complain | tf_ignore_bad_quals);
7041               }
7042             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7043               {
7044                 /* We are processing a type constructed from a
7045                    template template parameter.  */
7046                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
7047                                       args, complain, in_decl);
7048                 if (argvec == error_mark_node)
7049                   return error_mark_node;
7050                         
7051                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
7052                    are resolving nested-types in the signature of a
7053                    member function templates.  Otherwise ARG is a
7054                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
7055                    instantiated.  */
7056                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7057                   arg = TYPE_NAME (arg);
7058                 
7059                 r = lookup_template_class (arg, 
7060                                            argvec, in_decl, 
7061                                            DECL_CONTEXT (arg),
7062                                             /*entering_scope=*/0,
7063                                            complain);
7064                 return cp_build_qualified_type_real
7065                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7066               }
7067             else
7068               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
7069               return arg;
7070           }
7071
7072         if (level == 1)
7073           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
7074              unify.  This means that we don't yet have any information
7075              about the template parameter in question.  */
7076           return t;
7077
7078         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
7079            more deeply nested template.  Make a new version of this
7080            template parameter, but with a lower level.  */
7081         switch (TREE_CODE (t))
7082           {
7083           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7084           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7085           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7086             if (cp_type_quals (t))
7087               {
7088                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
7089                 r = cp_build_qualified_type_real
7090                   (r, cp_type_quals (t),
7091                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7092                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
7093               }
7094             else
7095               {
7096                 r = copy_type (t);
7097                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
7098                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
7099                                                 r, levels);
7100                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
7101                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
7102                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
7103                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
7104
7105                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7106                   {
7107                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
7108                                           complain, in_decl); 
7109                     if (argvec == error_mark_node)
7110                       return error_mark_node;
7111
7112                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
7113                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
7114                   }
7115               }
7116             break;
7117
7118           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7119             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels);
7120             break;
7121            
7122           default:
7123             gcc_unreachable ();
7124           }
7125
7126         return r;
7127       }
7128
7129     case TREE_LIST:
7130       {
7131         tree purpose, value, chain;
7132
7133         if (t == void_list_node)
7134           return t;
7135
7136         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7137         if (purpose)
7138           {
7139             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
7140             if (purpose == error_mark_node)
7141               return error_mark_node;
7142           }
7143         value = TREE_VALUE (t);
7144         if (value)
7145           {
7146             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
7147             if (value == error_mark_node)
7148               return error_mark_node;
7149           }
7150         chain = TREE_CHAIN (t);
7151         if (chain && chain != void_type_node)
7152           {
7153             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
7154             if (chain == error_mark_node)
7155               return error_mark_node;
7156           }
7157         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7158             && value == TREE_VALUE (t)
7159             && chain == TREE_CHAIN (t))
7160           return t;
7161         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
7162       }
7163       
7164     case TREE_BINFO:
7165       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
7166       gcc_unreachable ();
7167
7168     case TREE_VEC:
7169       /* A vector of template arguments.  */
7170       gcc_assert (!type);
7171       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
7172
7173     case POINTER_TYPE:
7174     case REFERENCE_TYPE:
7175       {
7176         enum tree_code code;
7177
7178         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
7179           return t;
7180
7181         code = TREE_CODE (t);
7182
7183
7184         /* [temp.deduct]
7185            
7186            Type deduction may fail for any of the following
7187            reasons:  
7188
7189            -- Attempting to create a pointer to reference type.
7190            -- Attempting to create a reference to a reference type or
7191               a reference to void.  */
7192         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
7193             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
7194           {
7195             static location_t last_loc;
7196
7197             /* We keep track of the last time we issued this error
7198                message to avoid spewing a ton of messages during a
7199                single bad template instantiation.  */
7200             if (complain & tf_error
7201 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
7202                 && last_loc != input_location
7203 #else
7204                 && (last_loc.line != input_line
7205                     || last_loc.file != input_filename)
7206 #endif
7207                   )
7208               {
7209                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7210                   error ("forming reference to void");
7211                 else
7212                   error ("forming %s to reference type %qT",
7213                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
7214                          type);
7215                 last_loc = input_location;
7216               }
7217
7218             return error_mark_node;
7219           }
7220         else if (code == POINTER_TYPE)
7221           {
7222             r = build_pointer_type (type);
7223             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
7224               r = build_ptrmemfunc_type (r);
7225           }
7226         else
7227           r = build_reference_type (type);
7228         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7229
7230         if (r != error_mark_node)
7231           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
7232           layout_type (r);
7233         
7234         return r;
7235       }
7236     case OFFSET_TYPE:
7237       {
7238         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
7239         if (r == error_mark_node || !IS_AGGR_TYPE (r))
7240           {
7241             /* [temp.deduct]
7242
7243                Type deduction may fail for any of the following
7244                reasons:
7245                
7246                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7247                   is not a class type.  */
7248             if (complain & tf_error)
7249               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
7250             return error_mark_node;
7251           }
7252         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7253           {
7254             if (complain & tf_error)
7255               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
7256             
7257             return error_mark_node;
7258           }
7259         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
7260         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
7261           {
7262             /* This is really a method type. The cv qualifiers of the
7263                this pointer should _not_ be determined by the cv
7264                qualifiers of the class type.  They should be held
7265                somewhere in the FUNCTION_TYPE, but we don't do that at
7266                the moment.  Consider
7267                   typedef void (Func) () const;
7268
7269                   template <typename T1> void Foo (Func T1::*);
7270
7271                 */
7272             tree method_type;
7273
7274             method_type = build_method_type_directly (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
7275                                                       TREE_TYPE (type),
7276                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
7277             return build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
7278           }
7279         else
7280           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
7281                                                TYPE_QUALS (t),
7282                                                complain);
7283       }
7284     case FUNCTION_TYPE:
7285     case METHOD_TYPE:
7286       {
7287         tree fntype;
7288         tree specs;
7289         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
7290         if (fntype == error_mark_node)
7291           return error_mark_node;
7292
7293         /* Substitute the exception specification.  */
7294         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain, 
7295                                                 in_decl);
7296         if (specs)
7297           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
7298         return fntype;
7299       }
7300     case ARRAY_TYPE:
7301       {
7302         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
7303         if (domain == error_mark_node)
7304           return error_mark_node;
7305
7306         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
7307            it will obviously be the same as T.  */
7308         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
7309           return t;
7310
7311         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.  
7312
7313            [temp.deduct] 
7314         
7315            The deduction may fail for any of the following reasons: 
7316
7317            -- Attempting to create an array with an element type that
7318               is void, a function type, or a reference type, or [DR337] 
7319               an abstract class type.  */
7320         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE 
7321             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
7322             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7323           {
7324             if (complain & tf_error)
7325               error ("creating array of %qT", type);
7326             return error_mark_node;
7327           }
7328         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
7329           {
7330             if (complain & tf_error)
7331               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type", 
7332                      type);
7333             return error_mark_node;         
7334           }
7335
7336         r = build_cplus_array_type (type, domain);
7337         return r;
7338       }
7339
7340     case PLUS_EXPR:
7341     case MINUS_EXPR:
7342       {
7343         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7344         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7345
7346         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7347           return error_mark_node;
7348
7349         return fold (build2 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2));
7350       }
7351
7352     case NEGATE_EXPR:
7353     case NOP_EXPR:
7354       {
7355         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7356         if (e == error_mark_node)
7357           return error_mark_node;
7358
7359         return fold (build1 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e));
7360       }
7361
7362     case TYPENAME_TYPE:
7363       {
7364         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7365                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7366         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
7367                               complain, in_decl); 
7368
7369         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
7370           return error_mark_node;
7371
7372         if (!IS_AGGR_TYPE (ctx))
7373           {
7374             if (complain & tf_error)
7375               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
7376             return error_mark_node;
7377           }
7378         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
7379           {
7380             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
7381                have complete type in order to allow things like:
7382              
7383                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
7384
7385                But, such constructs have already been resolved by this
7386                point, so here CTX really should have complete type, unless
7387                it's a partial instantiation.  */
7388             ctx = complete_type (ctx);
7389             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
7390               {
7391                 if (complain & tf_error)
7392                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
7393                 return error_mark_node;
7394               }
7395           }
7396
7397         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
7398                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
7399         if (f == error_mark_node)
7400           return f;
7401         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
7402           {
7403             complain |= tf_ignore_bad_quals;
7404             f = TREE_TYPE (f);
7405           }
7406         
7407         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
7408           {
7409             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
7410               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type", 
7411                      t, f);
7412             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
7413               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type", 
7414                      t, f);
7415           }
7416
7417         return cp_build_qualified_type_real
7418           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
7419       }
7420                
7421     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7422       {
7423         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7424                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7425         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7426         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
7427
7428         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
7429           return error_mark_node;
7430
7431         if (parm_list)
7432           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
7433         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
7434       }
7435
7436     case INDIRECT_REF:
7437     case ADDR_EXPR:
7438     case CALL_EXPR:
7439       gcc_unreachable ();
7440
7441     case ARRAY_REF:
7442       {
7443         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7444         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7445         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7446           return error_mark_node;
7447
7448         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
7449       }
7450
7451     case SCOPE_REF:
7452       {
7453         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7454         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7455         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7456           return error_mark_node;
7457
7458         return build_nt (TREE_CODE (t), e1, e2);
7459       }
7460
7461     case TYPEOF_TYPE:
7462       {
7463         tree type;
7464
7465         type = finish_typeof (tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
7466                                            complain, in_decl));
7467         return cp_build_qualified_type_real (type,
7468                                              cp_type_quals (t)
7469                                              | cp_type_quals (type),
7470                                              complain);
7471       }
7472
7473     default:
7474       sorry ("use of %qs in template",
7475              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
7476       return error_mark_node;
7477     }
7478 }
7479
7480 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
7481    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
7482    operator.  */
7483
7484 static tree
7485 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
7486                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7487 {
7488     tree name;
7489     tree qualifying_scope;
7490     tree fns;
7491     tree template_args = 0;
7492     bool template_id_p = false;
7493
7494     /* A baselink indicates a function from a base class.  The
7495        BASELINK_ACCESS_BINFO and BASELINK_BINFO are going to have
7496        non-dependent types; otherwise, the lookup could not have
7497        succeeded.  However, they may indicate bases of the template
7498        class, rather than the instantiated class.  
7499
7500        In addition, lookups that were not ambiguous before may be
7501        ambiguous now.  Therefore, we perform the lookup again.  */
7502     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
7503     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7504     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7505       {
7506         template_id_p = true;
7507         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
7508         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
7509         if (template_args)
7510           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7511                                                 complain, in_decl);
7512       }
7513     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
7514     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
7515     
7516     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
7517        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
7518        later by overload resolution will be marked as used at that
7519        point.)  */
7520     if (BASELINK_P (baselink))
7521       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7522     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
7523       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
7524
7525     /* Add back the template arguments, if present.  */
7526     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
7527       BASELINK_FUNCTIONS (baselink) 
7528         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
7529                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
7530                     template_args);
7531
7532     if (!object_type)
7533       object_type = current_class_type;
7534     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink, 
7535                                                    qualifying_scope,
7536                                                    object_type);
7537 }
7538
7539 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
7540    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
7541    itself; false if more of the postfix-expression follows the
7542    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
7543    of "&".  */
7544
7545 static tree
7546 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args, 
7547                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
7548                      bool done, bool address_p)
7549 {
7550   tree expr;
7551   tree scope;
7552   tree name;
7553   bool is_template;
7554   tree template_args;
7555
7556   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
7557
7558   /* Figure out what name to look up.  */
7559   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
7560   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7561     {
7562       is_template = true;
7563       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
7564       if (template_args)
7565         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7566                                               complain, in_decl);
7567       name = TREE_OPERAND (name, 0);
7568     }
7569   else
7570     {
7571       is_template = false;
7572       template_args = NULL_TREE;
7573     }
7574
7575   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
7576      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
7577      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
7578      substituting will not help.  */
7579   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
7580   if (args)
7581     {
7582       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
7583       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7584     }
7585   else
7586     expr = name;
7587
7588   if (dependent_type_p (scope))
7589     return build_nt (SCOPE_REF, scope, expr);
7590   
7591   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
7592     {
7593       expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
7594       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
7595                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
7596         {
7597           if (complain & tf_error)
7598             {
7599               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
7600                      "instantiation yields a type", qualified_id);
7601               inform ("say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
7602             }
7603           return error_mark_node;
7604         }
7605     }
7606   
7607   if (DECL_P (expr))
7608     {
7609       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
7610                                            scope);
7611       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
7612       mark_used (expr);
7613     }
7614
7615   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
7616     {
7617       if (complain & tf_error)
7618         qualified_name_lookup_error (scope, 
7619                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7620                                      expr);
7621       return error_mark_node;
7622     }
7623
7624   if (is_template)
7625     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
7626
7627   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
7628     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7629                                  expr);
7630   else if (TYPE_P (scope))
7631     {
7632       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup 
7633               (expr, scope, current_class_type));
7634       expr = finish_qualified_id_expr (scope, expr, done, address_p);
7635     }
7636   
7637   expr = convert_from_reference (expr);
7638
7639   return expr;
7640 }
7641
7642 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
7643    template parms; to finish processing the resultant expression, use
7644    tsubst_expr.  */
7645
7646 static tree
7647 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7648 {
7649   enum tree_code code;
7650   tree r;
7651
7652   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
7653     return t;
7654
7655   code = TREE_CODE (t);
7656
7657   switch (code)
7658     {
7659     case PARM_DECL:
7660       r = retrieve_local_specialization (t);
7661       gcc_assert (r != NULL);
7662       mark_used (r);
7663       return r;
7664
7665     case CONST_DECL:
7666       {
7667         tree enum_type;
7668         tree v;
7669
7670         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
7671           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
7672         /* There is no need to substitute into namespace-scope
7673            enumerators.  */
7674         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
7675           return t;
7676         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
7677         if (args == NULL_TREE)
7678           return integral_constant_value (t);
7679
7680         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
7681            Consider:
7682            
7683              template <int I> int f() {
7684              enum E { a = I };
7685              struct S { void g() { E e = a; } };
7686              };
7687            
7688            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
7689            clever enough to find f<7>::a.  */
7690         enum_type 
7691           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl, 
7692                               /*entering_scope=*/0);
7693
7694         for (v = TYPE_VALUES (enum_type); 
7695              v != NULL_TREE; 
7696              v = TREE_CHAIN (v))
7697           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
7698             return TREE_VALUE (v);
7699
7700           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
7701              name-lookup found it during preliminary parsing, we
7702              should find it again here during instantiation.  */
7703         gcc_unreachable ();
7704       }
7705       return t;
7706
7707     case FIELD_DECL:
7708       if (DECL_CONTEXT (t))
7709         {
7710           tree ctx;
7711
7712           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
7713                                   /*entering_scope=*/1);
7714           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
7715             {
7716               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
7717               if (!r)
7718                 {
7719                   if (complain & tf_error)
7720                     error ("using invalid field %qD", t);
7721                   return error_mark_node;
7722                 }
7723               return r;
7724             }
7725         }
7726       
7727       return t;
7728
7729     case VAR_DECL:
7730     case FUNCTION_DECL:
7731       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7732           || local_variable_p (t))
7733         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
7734       mark_used (t);
7735       return t;
7736
7737     case BASELINK:
7738       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
7739
7740     case TEMPLATE_DECL:
7741       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
7742         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)), 
7743                        args, complain, in_decl);
7744       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
7745         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7746       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
7747                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
7748         {
7749           /* Template template argument like the following example need
7750              special treatment:
7751
7752                template <template <class> class TT> struct C {};
7753                template <class T> struct D {
7754                  template <class U> struct E {};
7755                  C<E> c;                                // #1
7756                };
7757                D<int> d;                                // #2
7758
7759              We are processing the template argument `E' in #1 for
7760              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
7761              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
7762              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
7763
7764           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
7765           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
7766         }
7767       else
7768         /* Ordinary template template argument.  */
7769         return t;
7770
7771     case CAST_EXPR:
7772     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7773     case CONST_CAST_EXPR:
7774     case STATIC_CAST_EXPR:
7775     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7776     case NOP_EXPR:
7777       return build1
7778         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7779          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7780
7781     case INDIRECT_REF:
7782     case NEGATE_EXPR:
7783     case TRUTH_NOT_EXPR:
7784     case BIT_NOT_EXPR:
7785     case ADDR_EXPR:
7786     case CONVERT_EXPR:      /* Unary + */
7787     case SIZEOF_EXPR:
7788     case ALIGNOF_EXPR:
7789     case ARROW_EXPR:
7790     case THROW_EXPR:
7791     case TYPEID_EXPR:
7792     case REALPART_EXPR:
7793     case IMAGPART_EXPR:
7794       return build1
7795         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7796          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7797
7798     case COMPONENT_REF:
7799       {
7800         tree object;
7801         tree name;
7802
7803         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7804         name = TREE_OPERAND (t, 1);
7805         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR) 
7806           {
7807             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7808                                 complain, in_decl);
7809             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7810           }
7811         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
7812                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
7813           {
7814             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7815                                      complain, in_decl);
7816             name = TREE_OPERAND (name, 1);
7817             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7818                                 complain, in_decl);
7819             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7820             name = build_nt (SCOPE_REF, base, name);
7821           }
7822         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
7823           name = tsubst_baselink (name, 
7824                                   non_reference (TREE_TYPE (object)), 
7825                                   args, complain, 
7826                                   in_decl);
7827         else
7828           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7829         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
7830       }
7831
7832     case PLUS_EXPR:
7833     case MINUS_EXPR:
7834     case MULT_EXPR:
7835     case TRUNC_DIV_EXPR:
7836     case CEIL_DIV_EXPR:
7837     case FLOOR_DIV_EXPR:
7838     case ROUND_DIV_EXPR:
7839     case EXACT_DIV_EXPR:
7840     case BIT_AND_EXPR:
7841     case BIT_IOR_EXPR:
7842     case BIT_XOR_EXPR:
7843     case TRUNC_MOD_EXPR:
7844     case FLOOR_MOD_EXPR:
7845     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
7846     case TRUTH_ORIF_EXPR:
7847     case TRUTH_AND_EXPR:
7848     case TRUTH_OR_EXPR:
7849     case RSHIFT_EXPR:
7850     case LSHIFT_EXPR:
7851     case RROTATE_EXPR:
7852     case LROTATE_EXPR:
7853     case EQ_EXPR:
7854     case NE_EXPR:
7855     case MAX_EXPR:
7856     case MIN_EXPR:
7857     case LE_EXPR:
7858     case GE_EXPR:
7859     case LT_EXPR:
7860     case GT_EXPR:
7861     case COMPOUND_EXPR:
7862     case SCOPE_REF:
7863     case DOTSTAR_EXPR:
7864     case MEMBER_REF:
7865     case PREDECREMENT_EXPR:
7866     case PREINCREMENT_EXPR:
7867     case POSTDECREMENT_EXPR:
7868     case POSTINCREMENT_EXPR:
7869       return build_nt
7870         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7871          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7872
7873     case ARRAY_REF:
7874       return build_nt
7875         (ARRAY_REF,
7876          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7877          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7878          NULL_TREE, NULL_TREE);
7879
7880     case CALL_EXPR:
7881       return build_nt (code, 
7882                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args,
7883                                     complain, in_decl),
7884                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain,
7885                                     in_decl),
7886                        NULL_TREE);
7887
7888     case COND_EXPR:
7889     case MODOP_EXPR:
7890     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7891       {
7892         r = build_nt
7893           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7894            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7895            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7896         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
7897         return r;
7898       }
7899
7900     case NEW_EXPR:
7901       {
7902         r = build_nt
7903         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7904          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7905          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7906         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7907         return r;
7908       }
7909
7910     case DELETE_EXPR:
7911       {
7912         r = build_nt
7913         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7914          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7915         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7916         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
7917         return r;
7918       }
7919
7920     case TEMPLATE_ID_EXPR:
7921       {
7922         /* Substituted template arguments */
7923         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
7924         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
7925
7926         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
7927         if (targs)
7928           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
7929         
7930         return lookup_template_function (fn, targs);
7931       }
7932
7933     case TREE_LIST:
7934       {
7935         tree purpose, value, chain;
7936
7937         if (t == void_list_node)
7938           return t;
7939
7940         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7941         if (purpose)
7942           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
7943         value = TREE_VALUE (t);
7944         if (value)
7945           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
7946         chain = TREE_CHAIN (t);
7947         if (chain && chain != void_type_node)
7948           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
7949         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7950             && value == TREE_VALUE (t)
7951             && chain == TREE_CHAIN (t))
7952           return t;
7953         return tree_cons (purpose, value, chain);
7954       }
7955
7956     case RECORD_TYPE:
7957     case UNION_TYPE:
7958     case ENUMERAL_TYPE:
7959     case INTEGER_TYPE:
7960     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7961     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7962     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7963     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7964     case POINTER_TYPE:
7965     case REFERENCE_TYPE:
7966     case OFFSET_TYPE:
7967     case FUNCTION_TYPE:
7968     case METHOD_TYPE:
7969     case ARRAY_TYPE:
7970     case TYPENAME_TYPE:
7971     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7972     case TYPEOF_TYPE:
7973     case TYPE_DECL:
7974       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7975
7976     case IDENTIFIER_NODE:
7977       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
7978         {
7979           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
7980           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
7981         }
7982       else
7983         return t;
7984
7985     case CONSTRUCTOR:
7986       {
7987         r = build_constructor
7988           (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl), 
7989            tsubst_copy (CONSTRUCTOR_ELTS (t), args, complain, in_decl));
7990         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
7991         return r;
7992       }
7993
7994     case VA_ARG_EXPR:
7995       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
7996                                           in_decl),
7997                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
7998
7999     case CLEANUP_POINT_EXPR:
8000       /* We shouldn't have built any of these during initial template
8001          generation.  Instead, they should be built during instantiation
8002          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
8003       gcc_unreachable ();
8004
8005     default:
8006       return t;
8007     }
8008 }
8009
8010 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
8011    processing.  */
8012
8013 static tree
8014 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8015 {
8016   tree stmt, tmp;
8017
8018   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8019     return t;
8020
8021   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
8022     input_location = EXPR_LOCATION (t);
8023   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
8024     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
8025
8026   switch (TREE_CODE (t))
8027     {
8028     case STATEMENT_LIST:
8029       {
8030         tree_stmt_iterator i;
8031         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
8032           tsubst_expr (tsi_stmt (i), args, complain, in_decl);
8033         break;
8034       }
8035
8036     case CTOR_INITIALIZER:
8037       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list 
8038                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
8039       break;
8040
8041     case RETURN_EXPR:
8042       finish_return_stmt (tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 0),
8043                                        args, complain, in_decl));
8044       break;
8045
8046     case EXPR_STMT:
8047       tmp = tsubst_expr (EXPR_STMT_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8048       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
8049         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
8050       else
8051         finish_expr_stmt (tmp);
8052       break;
8053
8054     case USING_STMT:
8055       do_using_directive (tsubst_expr (USING_STMT_NAMESPACE (t),
8056                                        args, complain, in_decl));
8057       break;
8058       
8059     case DECL_EXPR:
8060       {
8061         tree decl;
8062         tree init;
8063
8064         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
8065         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
8066           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
8067         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
8068           {
8069             tree scope = DECL_INITIAL (decl);
8070             tree name = DECL_NAME (decl);
8071             tree decl;
8072             
8073             scope = tsubst_expr (scope, args, complain, in_decl);
8074             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
8075                                           /*is_type_p=*/false,
8076                                           /*complain=*/false);
8077             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
8078               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl);
8079             else
8080               do_local_using_decl (decl, scope, name);
8081           }
8082         else
8083           {
8084             init = DECL_INITIAL (decl);
8085             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8086             if (decl != error_mark_node)
8087               {
8088                 if (init)
8089                   DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
8090                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
8091                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
8092                    handle local variables, and since we've already done
8093                    all that needs to be done, that's the right thing to
8094                    do.  */
8095                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
8096                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8097                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8098                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
8099                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
8100                   finish_anon_union (decl);
8101                 else 
8102                   {
8103                     maybe_push_decl (decl);
8104                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8105                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
8106                       {
8107                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
8108                            initializer.  */
8109                         const char *const name
8110                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
8111                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
8112                       }
8113                     else
8114                       init = tsubst_expr (init, args, complain, in_decl);
8115                     cp_finish_decl (decl, init, NULL_TREE, 0);
8116                   }
8117               }
8118           }
8119
8120         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
8121            clause of an if/for/while construct.  */
8122         return decl;
8123       }
8124
8125     case FOR_STMT:
8126       stmt = begin_for_stmt ();
8127       tsubst_expr (FOR_INIT_STMT (t), args, complain, in_decl);
8128       finish_for_init_stmt (stmt);
8129       tmp = tsubst_expr (FOR_COND (t), args, complain, in_decl);
8130       finish_for_cond (tmp, stmt);
8131       tmp = tsubst_expr (FOR_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8132       finish_for_expr (tmp, stmt);
8133       tsubst_expr (FOR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8134       finish_for_stmt (stmt);
8135       break;
8136
8137     case WHILE_STMT:
8138       stmt = begin_while_stmt ();
8139       tmp = tsubst_expr (WHILE_COND (t), args, complain, in_decl);
8140       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8141       tsubst_expr (WHILE_BODY (t), args, complain, in_decl);
8142       finish_while_stmt (stmt);
8143       break;
8144
8145     case DO_STMT:
8146       stmt = begin_do_stmt ();
8147       tsubst_expr (DO_BODY (t), args, complain, in_decl);
8148       finish_do_body (stmt);
8149       tmp = tsubst_expr (DO_COND (t), args, complain, in_decl);
8150       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8151       break;
8152
8153     case IF_STMT:
8154       stmt = begin_if_stmt ();
8155       tmp = tsubst_expr (IF_COND (t), args, complain, in_decl);
8156       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8157       tsubst_expr (THEN_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8158       finish_then_clause (stmt);
8159
8160       if (ELSE_CLAUSE (t))
8161         {
8162           begin_else_clause (stmt);
8163           tsubst_expr (ELSE_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8164           finish_else_clause (stmt);
8165         }
8166
8167       finish_if_stmt (stmt);
8168       break;
8169
8170     case BIND_EXPR:
8171       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8172         stmt = begin_function_body ();
8173       else
8174         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8175                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8176
8177       tsubst_expr (BIND_EXPR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8178
8179       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8180         finish_function_body (stmt);
8181       else
8182         finish_compound_stmt (stmt);
8183       break;
8184
8185     case BREAK_STMT:
8186       finish_break_stmt ();
8187       break;
8188
8189     case CONTINUE_STMT:
8190       finish_continue_stmt ();
8191       break;
8192
8193     case SWITCH_STMT:
8194       stmt = begin_switch_stmt ();
8195       tmp = tsubst_expr (SWITCH_COND (t), args, complain, in_decl);
8196       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8197       tsubst_expr (SWITCH_BODY (t), args, complain, in_decl);
8198       finish_switch_stmt (stmt);
8199       break;
8200
8201     case CASE_LABEL_EXPR:
8202       finish_case_label (tsubst_expr (CASE_LOW (t), args, complain, in_decl),
8203                          tsubst_expr (CASE_HIGH (t), args, complain,
8204                                       in_decl));
8205       break;
8206
8207     case LABEL_EXPR:
8208       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8209       break;
8210
8211     case GOTO_EXPR:
8212       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8213       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8214         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8215            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8216            will have no binding.  */
8217         tmp = tsubst_expr (tmp, args, complain, in_decl);
8218       else
8219         tmp = DECL_NAME (tmp);
8220       finish_goto_stmt (tmp);
8221       break;
8222
8223     case ASM_EXPR:
8224       tmp = finish_asm_stmt
8225         (ASM_VOLATILE_P (t),
8226          tsubst_expr (ASM_STRING (t), args, complain, in_decl),
8227          tsubst_expr (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8228          tsubst_expr (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl), 
8229          tsubst_expr (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8230       {
8231         tree asm_expr = tmp;
8232         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8233           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8234         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8235       }
8236       break;
8237
8238     case TRY_BLOCK:
8239       if (CLEANUP_P (t))
8240         {
8241           stmt = begin_try_block ();
8242           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8243           finish_cleanup_try_block (stmt);
8244           finish_cleanup (tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args,
8245                                        complain, in_decl),
8246                           stmt);
8247         }
8248       else
8249         {
8250           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8251             stmt = begin_function_try_block ();
8252           else
8253             stmt = begin_try_block ();
8254
8255           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8256
8257           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8258             finish_function_try_block (stmt);
8259           else
8260             finish_try_block (stmt);
8261
8262           tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args, complain, in_decl);
8263           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8264             finish_function_handler_sequence (stmt);
8265           else
8266             finish_handler_sequence (stmt);
8267         }
8268       break;
8269       
8270     case HANDLER:
8271       {
8272         tree decl;
8273
8274         stmt = begin_handler ();
8275         if (HANDLER_PARMS (t))
8276           {
8277             decl = HANDLER_PARMS (t);
8278             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8279             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8280                this variable.  We've already done all that needs to be
8281                done.  */
8282             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8283           }
8284         else
8285           decl = NULL_TREE;
8286         finish_handler_parms (decl, stmt);
8287         tsubst_expr (HANDLER_BODY (t), args, complain, in_decl);
8288         finish_handler (stmt);
8289       }
8290       break;
8291
8292     case TAG_DEFN:
8293       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8294       break;
8295
8296     default:
8297       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8298       
8299       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8300                                     /*function_p=*/false);
8301     }
8302
8303   return NULL_TREE;
8304 }
8305
8306 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8307    call.  Return the substituted version of T.  */
8308
8309 static tree
8310 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args, 
8311                                     tsubst_flags_t complain,
8312                                     tree in_decl)
8313 {
8314   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8315     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8316                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8317   else
8318     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8319                                /*function_p=*/false);
8320
8321   return t;
8322 }
8323
8324 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8325    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8326
8327 tree
8328 tsubst_copy_and_build (tree t, 
8329                        tree args, 
8330                        tsubst_flags_t complain, 
8331                        tree in_decl,
8332                        bool function_p)
8333 {
8334 #define RECUR(NODE) \
8335   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false)
8336
8337   tree op1;
8338
8339   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8340     return t;
8341
8342   switch (TREE_CODE (t))
8343     {
8344     case USING_DECL:
8345       t = DECL_NAME (t);
8346       /* Fall through.  */
8347     case IDENTIFIER_NODE:
8348       {
8349         tree decl;
8350         cp_id_kind idk;
8351         tree qualifying_class;
8352         bool non_integral_constant_expression_p;
8353         const char *error_msg;
8354
8355         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8356           {
8357             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8358             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8359           }
8360
8361         /* Look up the name.  */
8362         decl = lookup_name (t, 0);
8363
8364         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8365            failure, not NULL_TREE.  */
8366         if (decl == NULL_TREE)
8367           decl = error_mark_node;
8368
8369         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8370                                      &idk,
8371                                      &qualifying_class,
8372                                      /*integral_constant_expression_p=*/false,
8373                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8374                                      &non_integral_constant_expression_p,
8375                                      &error_msg);
8376         if (error_msg)
8377           error (error_msg);
8378         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8379           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8380         return decl;
8381       }
8382
8383     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8384       {
8385         tree object;
8386         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8387         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8388
8389         if (targs)
8390           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8391         
8392         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8393           {
8394             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8395             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8396           }
8397         else
8398           object = NULL_TREE;
8399         template = lookup_template_function (template, targs);
8400         
8401         if (object)
8402           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template), 
8403                          object, template, NULL_TREE);
8404         else
8405           return template;
8406       }
8407
8408     case INDIRECT_REF:
8409       {
8410         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8411
8412         if (REFERENCE_REF_P (t))
8413           {
8414             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
8415                such an indirect ref, but the substitution of the cast
8416                will have also added such an indirect ref.  */
8417             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
8418               r = convert_from_reference (r);
8419           }
8420         else
8421           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *");
8422         return r;
8423       }
8424
8425     case NOP_EXPR:
8426       return build_nop
8427         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8428          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8429
8430     case CAST_EXPR:
8431       return build_functional_cast
8432         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8433          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8434
8435     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8436       return build_reinterpret_cast
8437         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8438          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8439
8440     case CONST_CAST_EXPR:
8441       return build_const_cast
8442         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8443          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8444
8445     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8446       return build_dynamic_cast
8447         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8448          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8449
8450     case STATIC_CAST_EXPR:
8451       return build_static_cast
8452         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8453          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8454
8455     case POSTDECREMENT_EXPR:
8456     case POSTINCREMENT_EXPR:
8457       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8458                                                 args, complain, in_decl);
8459       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
8460
8461     case PREDECREMENT_EXPR:
8462     case PREINCREMENT_EXPR:
8463     case NEGATE_EXPR:
8464     case BIT_NOT_EXPR:
8465     case ABS_EXPR:
8466     case TRUTH_NOT_EXPR:
8467     case CONVERT_EXPR:  /* Unary + */
8468     case REALPART_EXPR:
8469     case IMAGPART_EXPR:
8470       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8471
8472     case ADDR_EXPR:
8473       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8474       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
8475         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl, 
8476                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
8477       else
8478         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain, 
8479                                                   in_decl);
8480       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
8481         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
8482       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
8483
8484     case PLUS_EXPR:
8485     case MINUS_EXPR:
8486     case MULT_EXPR:
8487     case TRUNC_DIV_EXPR:
8488     case CEIL_DIV_EXPR:
8489     case FLOOR_DIV_EXPR:
8490     case ROUND_DIV_EXPR:
8491     case EXACT_DIV_EXPR:
8492     case BIT_AND_EXPR:
8493     case BIT_IOR_EXPR:
8494     case BIT_XOR_EXPR:
8495     case TRUNC_MOD_EXPR:
8496     case FLOOR_MOD_EXPR:
8497     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
8498     case TRUTH_ORIF_EXPR:
8499     case TRUTH_AND_EXPR:
8500     case TRUTH_OR_EXPR:
8501     case RSHIFT_EXPR:
8502     case LSHIFT_EXPR:
8503     case RROTATE_EXPR:
8504     case LROTATE_EXPR:
8505     case EQ_EXPR:
8506     case NE_EXPR:
8507     case MAX_EXPR:
8508     case MIN_EXPR:
8509     case LE_EXPR:
8510     case GE_EXPR:
8511     case LT_EXPR:
8512     case GT_EXPR:
8513     case MEMBER_REF:
8514     case DOTSTAR_EXPR:
8515       return build_x_binary_op
8516         (TREE_CODE (t), 
8517          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8518          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8519          /*overloaded_p=*/NULL);
8520
8521     case SCOPE_REF:
8522       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
8523                                   /*address_p=*/false);
8524     case ARRAY_REF:
8525       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8526                                                 args, complain, in_decl);
8527       return build_x_binary_op (ARRAY_REF, op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8528                                 /*overloaded_p=*/NULL);
8529       
8530     case SIZEOF_EXPR:
8531     case ALIGNOF_EXPR:
8532       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8533       if (!args)
8534         {
8535           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
8536              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
8537              the substitutions may not work.  */
8538           if (!TYPE_P (op1))
8539             op1 = TREE_TYPE (op1);
8540         }
8541       else
8542         {
8543           ++skip_evaluation;
8544           op1 = RECUR (op1);
8545           --skip_evaluation;
8546         }
8547       if (TYPE_P (op1))
8548         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
8549       else
8550         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
8551
8552     case MODOP_EXPR:
8553       {
8554         tree r = build_x_modify_expr
8555           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8556            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
8557            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8558         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
8559            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
8560            than plain assignment.  In the former case, it was already
8561            set and must be copied.  In the latter case,
8562            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
8563            here.  */
8564         if (TREE_NO_WARNING (t))
8565           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
8566         return r;
8567       }
8568
8569     case ARROW_EXPR:
8570       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8571                                                 args, complain, in_decl);
8572       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8573       if (DECL_P (op1))
8574         mark_used (op1);
8575       return build_x_arrow (op1);
8576
8577     case NEW_EXPR:
8578       return build_new
8579         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8580          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8581          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
8582          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
8583          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8584
8585     case DELETE_EXPR:
8586      return delete_sanity
8587        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8588         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8589         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
8590         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8591
8592     case COMPOUND_EXPR:
8593       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8594                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
8595
8596     case CALL_EXPR:
8597       {
8598         tree function;
8599         tree call_args;
8600         bool qualified_p;
8601         bool koenig_p;
8602
8603         function = TREE_OPERAND (t, 0);
8604         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
8605            not Koenig lookup should be performed.  */
8606         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
8607         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
8608           {
8609             qualified_p = true;
8610             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
8611                                             /*done=*/false, 
8612                                             /*address_p=*/false);
8613           }
8614         else
8615           {
8616             qualified_p = (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF
8617                            && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (function, 1))
8618                                == SCOPE_REF));
8619             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain, 
8620                                               in_decl,
8621                                               !qualified_p);
8622             if (BASELINK_P (function))
8623               qualified_p = true;
8624           }
8625
8626         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8627
8628         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
8629            lookup finds a non-function, in accordance with the
8630            expected resolution of DR 218.  */
8631         if (koenig_p
8632             && ((is_overloaded_fn (function)
8633                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
8634                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
8635                     to denote the function.  */
8636                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
8637                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
8638           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
8639
8640         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
8641           {
8642             unqualified_name_lookup_error (function);
8643             return error_mark_node;
8644           }
8645
8646         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8647         if (DECL_P (function))
8648           mark_used (function);
8649
8650         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
8651           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
8652         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
8653           {
8654             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
8655               return finish_call_expr (function, call_args,
8656                                        /*disallow_virtual=*/false,
8657                                        /*koenig_p=*/false);
8658             else
8659               return (build_new_method_call 
8660                       (TREE_OPERAND (function, 0),
8661                        TREE_OPERAND (function, 1),
8662                        call_args, NULL_TREE, 
8663                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL));
8664           }
8665         return finish_call_expr (function, call_args, 
8666                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
8667                                  koenig_p);
8668       }
8669
8670     case COND_EXPR:
8671       return build_x_conditional_expr
8672         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8673          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8674          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8675
8676     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
8677       return finish_pseudo_destructor_expr 
8678         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8679          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8680          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8681
8682     case TREE_LIST:
8683       {
8684         tree purpose, value, chain;
8685
8686         if (t == void_list_node)
8687           return t;
8688
8689         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8690         if (purpose)
8691           purpose = RECUR (purpose);
8692         value = TREE_VALUE (t);
8693         if (value)
8694           value = RECUR (value);
8695         chain = TREE_CHAIN (t);
8696         if (chain && chain != void_type_node)
8697           chain = RECUR (chain);
8698         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8699             && value == TREE_VALUE (t)
8700             && chain == TREE_CHAIN (t))
8701           return t;
8702         return tree_cons (purpose, value, chain);
8703       }
8704
8705     case COMPONENT_REF:
8706       {
8707         tree object;
8708         tree member;
8709
8710         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8711                                                      args, complain, in_decl);
8712         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8713         if (DECL_P (object))
8714           mark_used (object);
8715
8716         member = TREE_OPERAND (t, 1);
8717         if (BASELINK_P (member))
8718           member = tsubst_baselink (member, 
8719                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
8720                                     args, complain, in_decl);
8721         else
8722           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
8723
8724         if (member == error_mark_node)
8725           return error_mark_node;
8726         else if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (object)))
8727           {
8728             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
8729               return finish_pseudo_destructor_expr (object, 
8730                                                     NULL_TREE,
8731                                                     TREE_TYPE (object));
8732             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8733                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
8734               return finish_pseudo_destructor_expr (object, 
8735                                                     object,
8736                                                     TREE_TYPE (object));
8737           }
8738         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8739                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
8740           {
8741             tree tmpl;
8742             tree args;
8743         
8744             /* Lookup the template functions now that we know what the
8745                scope is.  */
8746             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
8747             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
8748             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl, 
8749                                             /*is_type_p=*/false,
8750                                             /*complain=*/false);
8751             if (BASELINK_P (member))
8752               {
8753                 BASELINK_FUNCTIONS (member) 
8754                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
8755                               args);
8756                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup 
8757                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)), 
8758                            TREE_TYPE (object)));
8759               }
8760             else
8761               {
8762                 qualified_name_lookup_error (TREE_TYPE (object), tmpl,
8763                                              member);
8764                 return error_mark_node;
8765               }
8766           }
8767         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8768                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
8769                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
8770           {
8771             if (complain & tf_error)
8772               {
8773                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
8774                   error ("%qT is not a class or namespace", 
8775                          TREE_OPERAND (member, 0));
8776                 else
8777                   error ("%qD is not a class or namespace", 
8778                          TREE_OPERAND (member, 0));
8779               }
8780             return error_mark_node;
8781           }
8782         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
8783           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
8784
8785         return finish_class_member_access_expr (object, member);
8786       }
8787
8788     case THROW_EXPR:
8789       return build_throw
8790         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8791
8792     case CONSTRUCTOR:
8793       {
8794         tree r;
8795         tree elts;
8796         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8797         bool purpose_p;
8798
8799         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
8800         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
8801           return t;
8802
8803         r = NULL_TREE;
8804         /* We do not want to process the purpose of aggregate
8805            initializers as they are identifier nodes which will be
8806            looked up by digest_init.  */
8807         purpose_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
8808         for (elts = CONSTRUCTOR_ELTS (t);
8809              elts;
8810              elts = TREE_CHAIN (elts))
8811           {
8812             tree purpose = TREE_PURPOSE (elts);
8813             tree value = TREE_VALUE (elts);
8814             
8815             if (purpose && purpose_p)
8816               purpose = RECUR (purpose);
8817             value = RECUR (value);
8818             r = tree_cons (purpose, value, r);
8819           }
8820         
8821         r = build_constructor (NULL_TREE, nreverse (r));
8822         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
8823
8824         if (type)
8825           return digest_init (type, r, 0);
8826         return r;
8827       }
8828
8829     case TYPEID_EXPR:
8830       {
8831         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8832         if (TYPE_P (operand_0))
8833           return get_typeid (operand_0);
8834         return build_typeid (operand_0);
8835       }
8836
8837     case VAR_DECL:
8838       if (!args)
8839         return t;
8840       /* Fall through */
8841       
8842     case PARM_DECL:
8843       {
8844         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8845         
8846         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
8847           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
8848              the appropriate INDIRECT_REF.  */
8849           r = convert_from_reference (r);
8850         return r;
8851       }
8852
8853     case VA_ARG_EXPR:
8854       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8855                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain, 
8856                                           in_decl));
8857
8858     case OFFSETOF_EXPR:
8859       return fold_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8860
8861     case STMT_EXPR:
8862       {
8863         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
8864         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
8865
8866         cur_stmt_expr = stmt_expr;
8867         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl);
8868         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
8869         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
8870
8871         return stmt_expr;
8872       }
8873
8874     case CONST_DECL:
8875       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8876       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
8877          to their underlying values.  */
8878       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
8879         return DECL_INITIAL (t);
8880       return t;
8881
8882     default:
8883       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8884     }
8885
8886 #undef RECUR
8887 }
8888
8889 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
8890    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
8891    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
8892    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
8893
8894 static bool
8895 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
8896 {
8897   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
8898   bool result = false;
8899
8900   for (ix = 0; ix != len; ix++)
8901     {
8902       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
8903       
8904       if (TYPE_P (t))
8905         {
8906           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
8907              of a class or enumeration declared in a local scope)
8908              shall not be used to declare an entity with linkage.
8909              This implies that names with no linkage cannot be used as
8910              template arguments.  */
8911           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
8912
8913           if (nt)
8914             {
8915               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
8916                 error ("%qT uses anonymous type", t);
8917               else
8918                 error ("%qT uses local type %qT", t, nt);
8919               result = true;
8920             }
8921           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
8922              allow variably-modified types as template arguments.  */
8923           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
8924             {
8925               if (complain & tf_error)
8926                 error ("%qT is a variably modified type", t);
8927               result = true;
8928             }
8929         }
8930       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
8931          constant.  */
8932       else if (TREE_TYPE (t)
8933                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
8934                && !TREE_CONSTANT (t))
8935         {
8936           if (complain & tf_error)
8937             error ("integral expression %qE is not constant", t);
8938           result = true;
8939         }
8940     }
8941   if (result && complain & tf_error)
8942     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
8943   return result;
8944 }
8945
8946 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
8947    the template arguments in TARG_PTR.  */
8948
8949 tree
8950 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
8951 {
8952   tree fndecl;
8953   tree gen_tmpl;
8954   tree spec;
8955
8956   if (tmpl == error_mark_node)
8957     return error_mark_node;
8958
8959   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
8960
8961   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
8962   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
8963     {
8964       tree spec;
8965       tree clone;
8966       
8967       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
8968                                    complain);
8969       if (spec == error_mark_node)
8970         return error_mark_node;
8971
8972       /* Look for the clone.  */
8973       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
8974         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
8975           return clone;
8976       /* We should always have found the clone by now.  */
8977       gcc_unreachable ();
8978       return NULL_TREE;
8979     }
8980   
8981   /* Check to see if we already have this specialization.  */
8982   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr, 
8983                                   /*class_specializations_p=*/false);
8984   if (spec != NULL_TREE)
8985     return spec;
8986
8987   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
8988   if (tmpl != gen_tmpl)
8989     {
8990       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
8991          arguments we must add the arguments used to perform the
8992          partial instantiation.  */
8993       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
8994                                               targ_ptr);
8995
8996       /* Check to see if we already have this specialization.  */
8997       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
8998                                       /*class_specializations_p=*/false);
8999       if (spec != NULL_TREE)
9000         return spec;
9001     }
9002
9003   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
9004                                complain))
9005     return error_mark_node;
9006   
9007   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
9008      parameters and return types have to be checked.  However this
9009      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
9010      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
9011      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
9012   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
9013
9014   /* Substitute template parameters.  */
9015   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
9016                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
9017
9018   /* Now we know the specialization, compute access previously
9019      deferred.  */
9020   push_access_scope (fndecl);
9021   perform_deferred_access_checks ();
9022   pop_access_scope (fndecl);
9023   pop_deferring_access_checks ();
9024
9025   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9026      template, not the most general template.  */
9027   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9028
9029   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9030      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9031      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9032      instantiating the template clones.  */
9033   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9034     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9035
9036   return fndecl;
9037 }
9038
9039 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9040    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9041    into which the deduced template arguments are placed.  
9042
9043    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9044    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9045    printed only for an incomplete match.
9046
9047    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9048    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9049
9050    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9051    template-id.
9052
9053    The parameter STRICT is one of:
9054
9055    DEDUCE_CALL: 
9056      We are deducing arguments for a function call, as in
9057      [temp.deduct.call].
9058
9059    DEDUCE_CONV:
9060      We are deducing arguments for a conversion function, as in 
9061      [temp.deduct.conv].
9062
9063    DEDUCE_EXACT:
9064      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9065      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9066      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9067      template, as in [temp.deduct.funcaddr]. 
9068
9069    DEDUCE_ORDER:
9070      We are deducing arguments when calculating the partial
9071      ordering between specializations of function or class
9072      templates, as in [temp.func.order] and [temp.class.order].
9073
9074    LEN is the number of parms to consider before returning success, or -1
9075    for all.  This is used in partial ordering to avoid comparing parms for
9076    which no actual argument was passed, since they are not considered in
9077    overload resolution (and are explicitly excluded from consideration in
9078    partial ordering in [temp.func.order]/6).  */
9079
9080 int
9081 fn_type_unification (tree fn, 
9082                      tree explicit_targs, 
9083                      tree targs, 
9084                      tree args, 
9085                      tree return_type,
9086                      unification_kind_t strict, 
9087                      int len)
9088 {
9089   tree parms;
9090   tree fntype;
9091   int result;
9092
9093   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9094
9095   fntype = TREE_TYPE (fn);
9096   if (explicit_targs)
9097     {
9098       /* [temp.deduct]
9099           
9100          The specified template arguments must match the template
9101          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9102          must not be more arguments than there are parameters;
9103          otherwise type deduction fails.
9104
9105          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9106          nontype template parameters, or must be convertible to the
9107          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9108          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9109
9110          All references in the function type of the function template
9111          to the corresponding template parameters are replaced by the
9112          specified template argument values.  If a substitution in a
9113          template parameter or in the function type of the function
9114          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9115       int i;
9116       tree converted_args;
9117       bool incomplete;
9118
9119       converted_args
9120         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), 
9121                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none, 
9122                                   /*require_all_arguments=*/0));
9123       if (converted_args == error_mark_node)
9124         return 1;
9125
9126       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9127          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9128          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9129          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9130          processing during substitution as we could create partial
9131          instantiations.  */
9132       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9133       processing_template_decl += incomplete;
9134       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9135       processing_template_decl -= incomplete;
9136       
9137       if (fntype == error_mark_node)
9138         return 1;
9139
9140       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9141       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9142         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9143     }
9144      
9145   parms = TYPE_ARG_TYPES (fntype);
9146   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9147   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn))
9148     parms = TREE_CHAIN (parms);
9149   
9150   if (return_type)
9151     {
9152       /* We've been given a return type to match, prepend it.  */
9153       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9154       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9155       if (len >= 0)
9156         ++len;
9157     }
9158
9159   /* We allow incomplete unification without an error message here
9160      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9161      callers must be ready to deal with unification failures in any
9162      event.  */
9163   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), 
9164                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9165                                   strict, /*allow_incomplete*/1, len);
9166
9167   if (result == 0) 
9168     /* All is well so far.  Now, check:
9169        
9170        [temp.deduct] 
9171        
9172        When all template arguments have been deduced, all uses of
9173        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9174        the corresponding deduced argument values.  If the
9175        substitution results in an invalid type, as described above,
9176        type deduction fails.  */
9177     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9178         == error_mark_node)
9179       return 1;
9180
9181   return result;
9182 }
9183
9184 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9185    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9186    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9187    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9188    the argument passed to the call, or the type of the value
9189    initialized with the result of the conversion function.  */
9190
9191 static int
9192 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict, 
9193                                   tree* parm, 
9194                                   tree* arg)
9195 {
9196   int result = 0;
9197   
9198   switch (strict)
9199     {
9200     case DEDUCE_CALL:
9201       break;
9202
9203     case DEDUCE_CONV:
9204       {
9205         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9206            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9207            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9208         tree* temp = parm;
9209         parm = arg;
9210         arg = temp;
9211         break;
9212       }
9213
9214     case DEDUCE_EXACT:
9215       /* There is nothing to do in this case.  */
9216       return 0;
9217
9218     case DEDUCE_ORDER:
9219       /* DR 214. [temp.func.order] is underspecified, and leads to no
9220          ordering between things like `T *' and `T const &' for `U *'.
9221          The former has T=U and the latter T=U*. The former looks more
9222          specialized and John Spicer considers it well-formed (the EDG
9223          compiler accepts it).
9224
9225          John also confirms that deduction should proceed as in a function
9226          call. Which implies the usual ARG and PARM conversions as DEDUCE_CALL.
9227          However, in ordering, ARG can have REFERENCE_TYPE, but no argument
9228          to an actual call can have such a type.
9229          
9230          If both ARG and PARM are REFERENCE_TYPE, we change neither.
9231          If only ARG is a REFERENCE_TYPE, we look through that and then
9232          proceed as with DEDUCE_CALL (which could further convert it).  */
9233       if (TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9234         {
9235           if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9236             return 0;
9237           *arg = TREE_TYPE (*arg);
9238         }
9239       break;
9240     default:
9241       gcc_unreachable ();
9242     }
9243
9244   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9245     {
9246       /* [temp.deduct.call]
9247          
9248          If P is not a reference type:
9249          
9250          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9251          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9252          used in place of A for type deduction; otherwise,
9253          
9254          --If A is a function type, the pointer type produced by
9255          the function-to-pointer standard conversion
9256          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9257          otherwise,
9258          
9259          --If A is a cv-qualified type, the top level
9260          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9261          deduction.  */
9262       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9263         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9264       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9265         *arg = build_pointer_type (*arg);
9266       else
9267         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9268     }
9269   
9270   /* [temp.deduct.call]
9271      
9272      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9273      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9274      reference type, the type referred to by P is used for
9275      type deduction.  */
9276   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9277   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9278     {
9279       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9280       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9281     }
9282
9283   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9284      too (which has been swapped into ARG).  */
9285   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9286     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9287   
9288   return result;
9289 }
9290
9291 /* Most parms like fn_type_unification.
9292
9293    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9294    arguments of a function or method parameter of a function
9295    template).  */
9296
9297 static int
9298 type_unification_real (tree tparms, 
9299                        tree targs, 
9300                        tree xparms, 
9301                        tree xargs, 
9302                        int subr,
9303                        unification_kind_t strict, 
9304                        int allow_incomplete, 
9305                        int xlen)
9306 {
9307   tree parm, arg;
9308   int i;
9309   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9310   int sub_strict;
9311   int saw_undeduced = 0;
9312   tree parms, args;
9313   int len;
9314
9315   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9316   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9317   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9318   gcc_assert (ntparms > 0);
9319
9320   switch (strict)
9321     {
9322     case DEDUCE_CALL:
9323       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9324                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9325       break;
9326       
9327     case DEDUCE_CONV:
9328       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9329       break;
9330
9331     case DEDUCE_EXACT:
9332       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9333       break;
9334     
9335     case DEDUCE_ORDER:
9336       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9337       break;
9338       
9339     default:
9340       gcc_unreachable ();
9341     }
9342
9343   if (xlen == 0)
9344     return 0;
9345
9346  again:
9347   parms = xparms;
9348   args = xargs;
9349   len = xlen;
9350
9351   while (parms
9352          && parms != void_list_node
9353          && args
9354          && args != void_list_node)
9355     {
9356       parm = TREE_VALUE (parms);
9357       parms = TREE_CHAIN (parms);
9358       arg = TREE_VALUE (args);
9359       args = TREE_CHAIN (args);
9360
9361       if (arg == error_mark_node)
9362         return 1;
9363       if (arg == unknown_type_node)
9364         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9365            template args from other function args.  */
9366         continue;
9367
9368       /* Conversions will be performed on a function argument that
9369          corresponds with a function parameter that contains only
9370          non-deducible template parameters and explicitly specified
9371          template parameters.  */
9372       if (!uses_template_parms (parm))
9373         {
9374           tree type;
9375
9376           if (!TYPE_P (arg))
9377             type = TREE_TYPE (arg);
9378           else
9379             type = arg;
9380
9381           if (strict == DEDUCE_EXACT || strict == DEDUCE_ORDER)
9382             {
9383               if (same_type_p (parm, type))
9384                 continue;
9385             }
9386           else
9387             /* It might work; we shouldn't check now, because we might
9388                get into infinite recursion.  Overload resolution will
9389                handle it.  */
9390             continue;
9391
9392           return 1;
9393         }
9394         
9395       if (!TYPE_P (arg))
9396         {
9397           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9398           if (type_unknown_p (arg))
9399             {
9400               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from
9401                  a pointer to function or pointer to member function
9402                  argument if the set of overloaded functions does not
9403                  contain function templates and at most one of a set of
9404                  overloaded functions provides a unique match.  */
9405
9406               if (resolve_overloaded_unification
9407                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict)
9408                   != 0)
9409                 return 1;
9410               continue;
9411             }
9412           arg = TREE_TYPE (arg);
9413           if (arg == error_mark_node)
9414             return 1;
9415         }
9416       
9417       {
9418         int arg_strict = sub_strict;
9419         
9420         if (!subr)
9421           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9422
9423         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
9424           return 1;
9425       }
9426
9427       /* Are we done with the interesting parms?  */
9428       if (--len == 0)
9429         goto done;
9430     }
9431   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
9432      are present, and the parm list isn't variadic.  */
9433   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
9434     return 1;
9435   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
9436   if (parms
9437       && parms != void_list_node
9438       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
9439     return 1;
9440
9441  done:
9442   if (!subr)
9443     for (i = 0; i < ntparms; i++)
9444       if (TREE_VEC_ELT (targs, i) == NULL_TREE)
9445         {
9446           tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
9447
9448           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
9449              a type parameter, try another pass; its type may have been
9450              deduced from a later argument than the one from which
9451              this parameter can be deduced.  */
9452           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
9453               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
9454               && !saw_undeduced++)
9455             goto again;
9456
9457           if (!allow_incomplete)
9458             error ("incomplete type unification");
9459           return 2;
9460         }
9461   return 0;
9462 }
9463
9464 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables at the
9465    call site.  ARG is an overloaded function (or template-id); we try
9466    deducing template args from each of the overloads, and if only one
9467    succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns 0 on success.  */
9468
9469 static int
9470 resolve_overloaded_unification (tree tparms, 
9471                                 tree targs,
9472                                 tree parm,
9473                                 tree arg, 
9474                                 unification_kind_t strict,
9475                                 int sub_strict)
9476 {
9477   tree tempargs = copy_node (targs);
9478   int good = 0;
9479   bool addr_p;
9480
9481   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
9482     {
9483       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9484       addr_p = true;
9485     }
9486   else
9487     addr_p = false;
9488
9489   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
9490     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
9491        function name.  */
9492     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9493
9494   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
9495     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9496
9497   /* Strip baselink information.  */
9498   if (BASELINK_P (arg))
9499     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
9500
9501   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9502     {
9503       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
9504          the affected templates before we try to unify, in case the
9505          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
9506
9507       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
9508       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9509
9510       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9511         {
9512           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
9513           tree subargs, elem;
9514
9515           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
9516             continue;
9517
9518           subargs = get_bindings_overload (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
9519                                            expl_subargs);
9520           if (subargs)
9521             {
9522               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
9523               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm, 
9524                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
9525             }
9526         }
9527     }
9528   else
9529     {
9530       gcc_assert (TREE_CODE (arg) == OVERLOAD
9531                   || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_DECL);
9532   
9533       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9534         good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9535                                   TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
9536                                   strict, sub_strict, addr_p);
9537     }
9538
9539   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9540      to function or pointer to member function argument if the set of
9541      overloaded functions does not contain function templates and at most
9542      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9543
9544      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
9545      deduce anything.  */
9546
9547   if (good == 1)
9548     {
9549       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9550       for (; i--; )
9551         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
9552           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9553     }
9554   if (good)
9555     return 0;
9556
9557   return 1;
9558 }
9559
9560 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
9561    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
9562    different overloads deduce different arguments for a given parm.
9563    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
9564    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
9565
9566    Returns 1 on success.  */
9567
9568 static int
9569 try_one_overload (tree tparms,
9570                   tree orig_targs,
9571                   tree targs, 
9572                   tree parm, 
9573                   tree arg, 
9574                   unification_kind_t strict,
9575                   int sub_strict,
9576                   bool addr_p)
9577 {
9578   int nargs;
9579   tree tempargs;
9580   int i;
9581
9582   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9583      to function or pointer to member function argument if the set of
9584      overloaded functions does not contain function templates and at most
9585      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9586
9587      So if this is a template, just return success.  */
9588
9589   if (uses_template_parms (arg))
9590     return 1;
9591
9592   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9593     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
9594   else if (addr_p)
9595     arg = build_pointer_type (arg);
9596
9597   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9598
9599   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
9600      some template args from previous args, unify would complain when we
9601      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
9602      there isn't really a conflict.  */
9603   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9604   tempargs = make_tree_vec (nargs);
9605
9606   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
9607     return 0;
9608
9609   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
9610      explicitly specified args.  */
9611   for (i = nargs; i--; )
9612     {
9613       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9614       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
9615
9616       if (elt == NULL_TREE)
9617         continue;
9618       else if (uses_template_parms (elt))
9619         {
9620           /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in template
9621              args used in the function parm list with our own template parms.
9622              Discard them.  */
9623           TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
9624           continue;
9625         }
9626       else if (oldelt && ! template_args_equal (oldelt, elt))
9627         return 0;
9628     }
9629
9630   for (i = nargs; i--; )
9631     {
9632       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9633
9634       if (elt)
9635         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
9636     }
9637
9638   return 1;
9639 }
9640
9641 /* Verify that nondeduce template argument agrees with the type
9642    obtained from argument deduction.  Return nonzero if the
9643    verification fails.
9644
9645    For example:
9646
9647      struct A { typedef int X; };
9648      template <class T, class U> struct C {};
9649      template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
9650
9651    Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
9652    `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
9653    is `int'.  This function ensure that they agree.
9654
9655    TARGS, PARMS are the same as the arguments of unify.
9656    ARGS contains template arguments from all levels.  */
9657
9658 static int
9659 verify_class_unification (tree targs, tree parms, tree args)
9660 {
9661   parms = tsubst (parms, add_outermost_template_args (args, targs),
9662                   tf_none, NULL_TREE);
9663   if (parms == error_mark_node)
9664     return 1;
9665
9666   return !comp_template_args (parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args));
9667 }
9668
9669 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
9670    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
9671    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
9672    TARGS are as for unify.  */
9673
9674 static tree
9675 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9676 {
9677   tree copy_of_targs;
9678
9679   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
9680       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)) 
9681           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
9682     return NULL_TREE;
9683
9684   /* We need to make a new template argument vector for the call to
9685      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
9686      the attempted unification, even if this class didn't work out.
9687      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
9688      we've already done, since unification is supposed to be done on
9689      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
9690      following pathological case:
9691
9692        template <int I, int J, int K>
9693        struct S {};
9694        
9695        template <int I, int J>
9696        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
9697        
9698        template <int I, int J, int K>
9699        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
9700        
9701        void g() {
9702          S<0, 0, 0> s0;
9703          S<0, 1, 2> s2;
9704        
9705          f(s0, s2);
9706        }
9707
9708      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
9709      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
9710      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
9711      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
9712      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
9713      would reject the possibility I=1.  */
9714   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
9715   
9716   /* If unification failed, we're done.  */
9717   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
9718              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
9719     return NULL_TREE;
9720
9721   return arg;
9722 }
9723
9724 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
9725    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
9726    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
9727    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
9728    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
9729    by unify.  */
9730
9731 static tree
9732 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9733 {
9734   tree rval = NULL_TREE;
9735   tree binfo;
9736
9737   gcc_assert (IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (arg)));
9738   
9739   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
9740   if (!binfo)
9741     /* The type could not be completed.  */
9742     return NULL_TREE;
9743
9744   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
9745      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
9746   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
9747     {
9748       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
9749
9750       if (r)
9751         {
9752           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
9753
9754                [temp.deduct.call]
9755
9756               If they yield more than one possible deduced A, the type
9757               deduction fails.
9758
9759              applies.  */
9760           if (rval && !same_type_p (r, rval))
9761             return NULL_TREE;
9762           
9763           rval = r;
9764         }
9765     }
9766
9767   return rval;
9768 }
9769
9770 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
9771
9772 static int
9773 template_decl_level (tree decl)
9774 {
9775   switch (TREE_CODE (decl))
9776     {
9777     case TYPE_DECL:
9778     case TEMPLATE_DECL:
9779       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
9780
9781     case PARM_DECL:
9782       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
9783
9784     default:
9785       gcc_unreachable ();
9786     }
9787   return 0;
9788 }
9789
9790 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
9791    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
9792    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
9793
9794 static int
9795 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
9796 {
9797   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
9798   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
9799
9800   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9801       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9802     {
9803       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
9804           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
9805           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
9806           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
9807           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
9808           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
9809       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
9810            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
9811            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9812           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
9813         return 0;
9814
9815       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
9816           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
9817         return 0;
9818     }
9819
9820   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9821       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
9822     return 0;
9823
9824   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
9825       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
9826     return 0;
9827
9828   return 1;
9829 }
9830
9831 /* Takes parameters as for type_unification.  Returns 0 if the
9832    type deduction succeeds, 1 otherwise.  The parameter STRICT is a
9833    bitwise or of the following flags:
9834
9835      UNIFY_ALLOW_NONE:
9836        Require an exact match between PARM and ARG.
9837      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
9838        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
9839        conversion) than ARG.
9840      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
9841        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
9842      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
9843        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
9844        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
9845        ARG.
9846      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
9847        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
9848        case for more information. 
9849      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
9850        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
9851        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
9852        have const qualified pointers leading up to the inner type which
9853        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
9854        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
9855        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
9856      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
9857        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
9858        qualified at this point.
9859      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
9860        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
9861        qualified at this point.  */
9862
9863 static int
9864 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
9865 {
9866   int idx;
9867   tree targ;
9868   tree tparm;
9869   int strict_in = strict;
9870
9871   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
9872      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
9873      signedness is the only information lost, and I think that will be
9874      okay.  */
9875   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
9876     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
9877
9878   if (arg == error_mark_node)
9879     return 1;
9880   if (arg == unknown_type_node)
9881     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9882        template args from other function args.  */
9883     return 0;
9884
9885   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
9886      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
9887      template parameters.  We might need them if we're trying to
9888      figure out which of two things is more specialized.  */
9889   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
9890     return 0;
9891
9892   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
9893      cv-qualification mismatches.  */
9894   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9895       && TYPE_P (arg)
9896       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
9897          type, and the elements might be template type parms. We'll check
9898          when we recurse.  */
9899       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
9900       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
9901          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
9902          PARM `T' for example, when computing which of two templates
9903          is more specialized, for example.  */
9904       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
9905       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
9906     return 1;
9907
9908   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
9909       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
9910     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
9911   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
9912   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
9913   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9914   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
9915   
9916   switch (TREE_CODE (parm))
9917     {
9918     case TYPENAME_TYPE:
9919     case SCOPE_REF:
9920     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
9921       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
9922          argument values cannot be deduced for template parameters used
9923          within the nested-name-specifier.  */
9924       return 0;
9925
9926     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9927     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9928     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9929       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
9930
9931       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
9932           != template_decl_level (tparm))
9933         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
9934            to see if it matches ARG.  */
9935         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9936                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
9937       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
9938       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
9939       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
9940
9941       /* Check for mixed types and values.  */
9942       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9943            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
9944           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM 
9945               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
9946         return 1;
9947
9948       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9949         {
9950           /* ARG must be constructed from a template class or a template
9951              template parameter.  */
9952           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9953               && (TREE_CODE (arg) != RECORD_TYPE || !CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)))
9954             return 1;
9955
9956           {
9957             tree parmtmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (parm);
9958             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
9959             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
9960             tree argtmplvec
9961               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_TI_TEMPLATE (arg));
9962             int i;
9963
9964             /* The parameter and argument roles have to be switched here 
9965                in order to handle default arguments properly.  For example, 
9966                template<template <class> class TT> void f(TT<int>) 
9967                should be able to accept vector<int> which comes from 
9968                template <class T, class Allocator = allocator> 
9969                class vector.  */
9970
9971             if (coerce_template_parms (argtmplvec, parmvec, parmtmpl, 0, 1)
9972                 == error_mark_node)
9973               return 1;
9974           
9975             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.  
9976                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
9977                rather than the whole TREE_VEC since they can have
9978                different number of elements.  */
9979
9980             for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parmvec); ++i)
9981               {
9982                 if (unify (tparms, targs, 
9983                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i), 
9984                            TREE_VEC_ELT (argvec, i), 
9985                            UNIFY_ALLOW_NONE))
9986                   return 1;
9987               }
9988           }
9989           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
9990
9991           /* Fall through to deduce template name.  */
9992         }
9993
9994       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9995           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9996         {
9997           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
9998
9999           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10000           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
10001             return 0;
10002           else if (targ)
10003             return 1;
10004         }
10005       else
10006         {
10007           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
10008              a match unless we are allowing additional qualification.
10009              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
10010              that binds `const int' to `T'.  */
10011           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL, 
10012                                          arg, parm))
10013             return 1;
10014
10015           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
10016              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
10017           arg = cp_build_qualified_type_real
10018             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
10019           if (arg == error_mark_node)
10020             return 1;
10021
10022           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10023           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
10024             return 0;
10025           else if (targ)
10026             return 1;
10027
10028           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
10029              that were talking about variable-sized arrays (like
10030              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
10031              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
10032              the bound of the array will not be computable in an
10033              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
10034              ISO C++, so we can do as we please here.  */
10035           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
10036             return 1;
10037         }
10038
10039       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10040       return 0;
10041
10042     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10043       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10044
10045       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm) 
10046           != template_decl_level (tparm))
10047         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10048            to see if it matches ARG.  */
10049         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10050                  && cp_tree_equal (parm, arg));
10051
10052       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
10053       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
10054
10055       if (targ)
10056         return !cp_tree_equal (targ, arg);
10057
10058       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
10059          with a non-type template-parameter, the non-type
10060          template-parameter is used in an expression in the function
10061          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
10062          deduced, the template-argument type shall match the type of the
10063          template-parameter exactly, except that a template-argument
10064          deduced from an array bound may be of any integral type. 
10065          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
10066       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
10067       if (!TREE_TYPE (arg))
10068         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
10069            It will later be processed in convert_template_argument.  */
10070         ;
10071       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
10072         /* OK */;
10073       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
10074                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
10075                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
10076         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
10077            template argument must exactly match the types of the
10078            corresponding parameter.  */
10079         arg = fold (build_nop (TREE_TYPE (parm), arg));
10080       else if (uses_template_parms (tparm))
10081         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
10082            later.  */
10083         return 0;
10084       else
10085         return 1;
10086
10087       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10088       return 0;
10089
10090     case PTRMEM_CST:
10091      {
10092         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
10093          another constant.  */
10094       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
10095         return 1;
10096
10097       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
10098          wrong, depending on the strict flags) to unify also
10099          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
10100          arg refer to the same variable, even if through different
10101          classes. For instance:
10102
10103          struct A { int x; };
10104          struct B : A { };
10105
10106          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
10107       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
10108                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
10109      }
10110
10111     case POINTER_TYPE:
10112       {
10113         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
10114           return 1;
10115         
10116         /* [temp.deduct.call]
10117
10118            A can be another pointer or pointer to member type that can
10119            be converted to the deduced A via a qualification
10120            conversion (_conv.qual_).
10121
10122            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
10123            This will allow for additional cv-qualification of the
10124            pointed-to types if appropriate.  */
10125         
10126         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
10127           /* The derived-to-base conversion only persists through one
10128              level of pointers.  */
10129           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
10130
10131         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), 
10132                       TREE_TYPE (arg), strict);
10133       }
10134
10135     case REFERENCE_TYPE:
10136       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
10137         return 1;
10138       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10139                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10140
10141     case ARRAY_TYPE:
10142       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
10143         return 1;
10144       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
10145           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
10146         return 1;
10147       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
10148         {
10149           tree parm_max;
10150           tree arg_max;
10151
10152           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
10153           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
10154
10155           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
10156              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
10157              not an integer constant.  */
10158           if (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR)
10159             {
10160               arg_max = fold (build2 (PLUS_EXPR, 
10161                                       integer_type_node,
10162                                       arg_max,
10163                                       TREE_OPERAND (parm_max, 1)));
10164               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
10165             }
10166
10167           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
10168             return 1;
10169         }
10170       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10171                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10172
10173     case REAL_TYPE:
10174     case COMPLEX_TYPE:
10175     case VECTOR_TYPE:
10176     case INTEGER_TYPE:
10177     case BOOLEAN_TYPE:
10178     case ENUMERAL_TYPE:
10179     case VOID_TYPE:
10180       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10181         return 1;
10182       
10183       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
10184          function.  */
10185       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
10186         return 1;
10187
10188       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
10189          will invalidate it if necessary.  */
10190       return 0;
10191
10192       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
10193       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
10194     case INTEGER_CST:
10195       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
10196         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10197
10198       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
10199         return 1;
10200       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
10201
10202     case TREE_VEC:
10203       {
10204         int i;
10205         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
10206           return 1;
10207         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
10208           return 1;
10209         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
10210           if (unify (tparms, targs,
10211                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
10212                      UNIFY_ALLOW_NONE))
10213             return 1;
10214         return 0;
10215       }
10216
10217     case RECORD_TYPE:
10218     case UNION_TYPE:
10219       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10220         return 1;
10221   
10222       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
10223         {
10224           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10225             return 1;
10226
10227           return unify (tparms, targs, 
10228                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
10229                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
10230                         strict);
10231         }
10232
10233       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
10234         {
10235           tree t = NULL_TREE;
10236
10237           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
10238             {
10239               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
10240               t = try_class_unification (tparms, targs,
10241                                          parm, arg);
10242
10243               if (!t)
10244                 {
10245                   /* Fallback to the special case allowed in
10246                      [temp.deduct.call]:
10247                      
10248                        If P is a class, and P has the form
10249                        template-id, then A can be a derived class of
10250                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
10251                        a class of the form template-id, A can be a
10252                        pointer to a derived class pointed to by the
10253                        deduced A.  */
10254                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
10255
10256                   if (!t)
10257                     return 1;
10258                 }
10259             }
10260           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg) 
10261                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm) 
10262                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
10263             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
10264                Then, we should unify `int' and `U'.  */
10265             t = arg;
10266           else
10267             /* There's no chance of unification succeeding.  */
10268             return 1;
10269
10270           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10271                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
10272         }
10273       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
10274         return 1;
10275       return 0;
10276
10277     case METHOD_TYPE:
10278     case FUNCTION_TYPE:
10279       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10280         return 1;
10281
10282       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10283                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10284         return 1;
10285       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10286                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, 
10287                                     DEDUCE_EXACT, 0, -1);
10288
10289     case OFFSET_TYPE:
10290       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10291         return 1;
10292       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10293                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10294         return 1;
10295       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10296                     strict);
10297
10298     case CONST_DECL:
10299       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10300         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10301       if (arg != integral_constant_value (parm)) 
10302         return 1;
10303       return 0;
10304
10305     case FIELD_DECL:
10306     case TEMPLATE_DECL:
10307       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10308       return 1;
10309
10310     default:
10311       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10312       
10313       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10314          something like: 
10315            
10316            template <int I>
10317            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10318
10319          This is a "nondeduced context":
10320
10321            [deduct.type]
10322            
10323            The nondeduced contexts are:
10324
10325            --A type that is a template-id in which one or more of
10326              the template-arguments is an expression that references
10327              a template-parameter.  
10328
10329          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10330          actually infer any unifications.  */
10331
10332       if (!uses_template_parms (parm)
10333           && !template_args_equal (parm, arg))
10334         return 1;
10335       else
10336         return 0;
10337     }
10338 }
10339 \f
10340 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
10341    required.  */
10342
10343 static void
10344 mark_definable (tree decl)
10345 {
10346   tree clone;
10347   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
10348   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
10349     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
10350 }
10351
10352 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
10353    explicitly instantiated class.  */
10354
10355 void
10356 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
10357 {
10358   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
10359
10360   /* If this entity has already been written out, it's too late to
10361      make any modifications.  */
10362   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
10363     return;
10364
10365   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
10366     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
10367        set correctly by tsubst.  */
10368     TREE_PUBLIC (result) = 1;
10369
10370   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
10371   DECL_COMDAT (result) = 0;
10372
10373   if (extern_p)
10374     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
10375   else
10376     {
10377       mark_definable (result);
10378       /* Always make artificials weak.  */
10379       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
10380         comdat_linkage (result);
10381       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
10382          linkonce sections.  */
10383       else if (TREE_PUBLIC (result))
10384         maybe_make_one_only (result);
10385     }
10386   
10387   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
10388      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
10389      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
10390      emitted here.  In neither circumstance do we want
10391      import_export_decl to adjust the linkage.  */
10392   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1; 
10393 }
10394
10395 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
10396
10397    DEDUCE should be DEDUCE_EXACT or DEDUCE_ORDER.
10398    
10399    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
10400    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10401    0 if neither is more specialized.
10402
10403    LEN is passed through to fn_type_unification.  */
10404    
10405 int
10406 more_specialized (tree pat1, tree pat2, int deduce, int len)
10407 {
10408   tree targs;
10409   int winner = 0;
10410
10411   /* If template argument deduction succeeds, we substitute the
10412      resulting arguments into non-deduced contexts.  While doing that,
10413      we must be aware that we may encounter dependent types.  */
10414   ++processing_template_decl;
10415   targs = get_bindings_real (pat1, DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2),
10416                              NULL_TREE, 0, deduce, len);
10417   if (targs)
10418     --winner;
10419
10420   targs = get_bindings_real (pat2, DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1),
10421                              NULL_TREE, 0, deduce, len);
10422   if (targs)
10423     ++winner;
10424   --processing_template_decl;
10425
10426   return winner;
10427 }
10428
10429 /* Given two class template specialization list nodes PAT1 and PAT2, return:
10430
10431    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.class.order].
10432    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10433    0 if neither is more specialized.
10434
10435    FULL_ARGS is the full set of template arguments that triggers this
10436    partial ordering.  */
10437    
10438 int
10439 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2, tree full_args)
10440 {
10441   tree targs;
10442   int winner = 0;
10443
10444   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between 
10445      different class template specializations, we may encounter dependent
10446      types in the arguments, and we need our dependency check functions
10447      to behave correctly.  */
10448   ++processing_template_decl;
10449   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1), TREE_PURPOSE (pat1),
10450                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat2)));
10451   if (targs)
10452     --winner;
10453
10454   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2), TREE_PURPOSE (pat2),
10455                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat1)));
10456   if (targs)
10457     ++winner;
10458   --processing_template_decl;
10459
10460   return winner;
10461 }
10462
10463 /* Return the template arguments that will produce the function signature
10464    DECL from the function template FN, with the explicit template
10465    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is 1, the return type must
10466    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
10467    found.  DEDUCE and LEN are passed through to fn_type_unification.  */
10468    
10469 static tree
10470 get_bindings_real (tree fn, 
10471                    tree decl, 
10472                    tree explicit_args, 
10473                    int check_rettype, 
10474                    int deduce, 
10475                    int len)
10476 {
10477   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
10478   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
10479   tree decl_type;
10480   tree decl_arg_types;
10481   int i;
10482
10483   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
10484      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
10485      FN.  */
10486   decl_type = TREE_TYPE (decl);
10487   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
10488     {
10489       tree tmpl;
10490       tree converted_args;
10491
10492       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10493         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10494       else
10495         /* We can get here for some invalid specializations.  */
10496         return NULL_TREE;
10497
10498       converted_args
10499         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
10500                                   explicit_args, NULL_TREE,
10501                                   tf_none, /*require_all_arguments=*/0));
10502       if (converted_args == error_mark_node)
10503         return NULL_TREE;
10504       
10505       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE); 
10506       if (decl_type == error_mark_node)
10507         return NULL_TREE;
10508     }
10509
10510   decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
10511   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
10512   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
10513     decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
10514
10515   i = fn_type_unification (fn, explicit_args, targs, 
10516                            decl_arg_types,
10517                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
10518                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
10519                            deduce, len);
10520
10521   if (i != 0)
10522     return NULL_TREE;
10523
10524   return targs;
10525 }
10526
10527 /* For most uses, we want to check the return type.  */
10528
10529 static tree 
10530 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args)
10531 {
10532   return get_bindings_real (fn, decl, explicit_args, 1, DEDUCE_EXACT, -1);
10533 }
10534
10535 /* But for resolve_overloaded_unification, we only care about the parameter
10536    types.  */
10537
10538 static tree
10539 get_bindings_overload (tree fn, tree decl, tree explicit_args)
10540 {
10541   return get_bindings_real (fn, decl, explicit_args, 0, DEDUCE_EXACT, -1);
10542 }
10543
10544 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
10545    template specialization whose innermost template parameters are
10546    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
10547    ARGS.  
10548
10549    For example, suppose we have:
10550
10551      template <class T, class U> struct S {};
10552      template <class T> struct S<T*, int> {};
10553
10554    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
10555    {T}, the PARMS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
10556    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
10557    is bound to `double'.  */
10558
10559 static tree
10560 get_class_bindings (tree tparms, tree parms, tree args)
10561 {
10562   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
10563   tree vec = make_tree_vec (ntparms);
10564
10565   if (unify (tparms, vec, parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
10566              UNIFY_ALLOW_NONE))
10567     return NULL_TREE;
10568
10569   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
10570     if (! TREE_VEC_ELT (vec, i))
10571       return NULL_TREE;
10572
10573   if (verify_class_unification (vec, parms, args))
10574     return NULL_TREE;
10575
10576   return vec;
10577 }
10578
10579 /* In INSTANTIATIONS is a list of <INSTANTIATION, TEMPLATE> pairs.
10580    Pick the most specialized template, and return the corresponding
10581    instantiation, or if there is no corresponding instantiation, the
10582    template itself.  If there is no most specialized template,
10583    error_mark_node is returned.  If there are no templates at all,
10584    NULL_TREE is returned.  */
10585
10586 tree
10587 most_specialized_instantiation (tree instantiations)
10588 {
10589   tree fn, champ;
10590   int fate;
10591
10592   if (!instantiations)
10593     return NULL_TREE;
10594
10595   champ = instantiations;
10596   for (fn = TREE_CHAIN (instantiations); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10597     {
10598       fate = more_specialized (TREE_VALUE (champ), TREE_VALUE (fn),
10599                                DEDUCE_EXACT, -1);
10600       if (fate == 1)
10601         ;
10602       else
10603         {
10604           if (fate == 0)
10605             {
10606               fn = TREE_CHAIN (fn);
10607               if (! fn)
10608                 return error_mark_node;
10609             }
10610           champ = fn;
10611         }
10612     }
10613
10614   for (fn = instantiations; fn && fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
10615     {
10616       fate = more_specialized (TREE_VALUE (champ), TREE_VALUE (fn),
10617                                DEDUCE_EXACT, -1);
10618       if (fate != 1)
10619         return error_mark_node;
10620     }
10621
10622   return TREE_PURPOSE (champ) ? TREE_PURPOSE (champ) : TREE_VALUE (champ);
10623 }
10624
10625 /* Return the most specialized of the list of templates in FNS that can
10626    produce an instantiation matching DECL, given the explicit template
10627    arguments EXPLICIT_ARGS.  */
10628
10629 static tree
10630 most_specialized (tree fns, tree decl, tree explicit_args)
10631 {
10632   tree candidates = NULL_TREE;
10633   tree fn, args;
10634
10635   for (fn = fns; fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10636     {
10637       tree candidate = TREE_VALUE (fn);
10638
10639       args = get_bindings (candidate, decl, explicit_args);
10640       if (args)
10641         candidates = tree_cons (NULL_TREE, candidate, candidates);
10642     }
10643
10644   return most_specialized_instantiation (candidates);
10645 }
10646
10647 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
10648    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
10649
10650    For example, given:
10651
10652      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
10653
10654    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
10655    the full template.  This function will not trace past partial
10656    specializations, however.  For example, given in addition:
10657
10658      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
10659
10660    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
10661    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
10662
10663 tree
10664 most_general_template (tree decl)
10665 {
10666   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
10667      an immediate specialization.  */
10668   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
10669     {
10670       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
10671         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10672
10673         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
10674            template friend.  */
10675         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
10676           return NULL_TREE;
10677       } else
10678         return NULL_TREE;
10679     }
10680
10681   /* Look for more and more general templates.  */
10682   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10683     {
10684       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
10685          (See cp-tree.h for details.)  */
10686       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
10687         break;
10688
10689       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
10690           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
10691         break;
10692
10693       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
10694       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
10695           && DECL_CONTEXT (decl)
10696           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
10697         break;
10698
10699       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10700     }
10701
10702   return decl;
10703 }
10704
10705 /* Return the most specialized of the class template specializations
10706    of TMPL which can produce an instantiation matching ARGS, or
10707    error_mark_node if the choice is ambiguous.  */
10708
10709 static tree
10710 most_specialized_class (tree tmpl, tree args)
10711 {
10712   tree list = NULL_TREE;
10713   tree t;
10714   tree champ;
10715   int fate;
10716
10717   tmpl = most_general_template (tmpl);
10718   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
10719     {
10720       tree spec_args 
10721         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args);
10722       if (spec_args)
10723         {
10724           list = tree_cons (TREE_PURPOSE (t), TREE_VALUE (t), list);
10725           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
10726         }
10727     }
10728
10729   if (! list)
10730     return NULL_TREE;
10731
10732   t = list;
10733   champ = t;
10734   t = TREE_CHAIN (t);
10735   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
10736     {
10737       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10738       if (fate == 1)
10739         ;
10740       else
10741         {
10742           if (fate == 0)
10743             {
10744               t = TREE_CHAIN (t);
10745               if (! t)
10746                 return error_mark_node;
10747             }
10748           champ = t;
10749         }
10750     }
10751
10752   for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
10753     {
10754       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10755       if (fate != 1)
10756         return error_mark_node;
10757     }
10758
10759   return champ;
10760 }
10761
10762 /* Explicitly instantiate DECL.  */
10763
10764 void
10765 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
10766 {
10767   tree result = NULL_TREE;
10768   int extern_p = 0;
10769
10770   if (!decl)
10771     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
10772        an appropriate message.  */
10773     return;
10774   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
10775     {
10776       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
10777       return;
10778     }
10779   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
10780     {
10781       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
10782          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
10783          the latter, the DECL we get back will be marked as a
10784          template instantiation, and the appropriate
10785          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
10786          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
10787          should handle VAR_DECLs as it currently handles
10788          FUNCTION_DECLs.  */
10789       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
10790       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
10791         {
10792           error ("no matching template for %qD found", decl);
10793           return;
10794         }
10795     }
10796   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
10797     {
10798       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
10799       return;
10800     }
10801   else
10802     result = decl;
10803
10804   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
10805      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
10806      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
10807      until we get here.  */
10808
10809   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
10810     {
10811       /* DR 259 [temp.spec].
10812
10813          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
10814          specialization shall not appear in a program unless the explicit
10815          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
10816
10817          For a given set of template parameters, if an explicit
10818          instantiation of a template appears after a declaration of an
10819          explicit specialization for that template, the explicit
10820          instantiation has no effect.  */
10821       return;
10822     }
10823   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
10824     {
10825       /* [temp.spec]
10826
10827          No program shall explicitly instantiate any template more
10828          than once.  
10829
10830          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
10831          the first instantiation was `extern' and the second is not,
10832          and EXTERN_P for the opposite case.  */
10833       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
10834         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
10835       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
10836          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
10837       if (extern_p)
10838         return;
10839     }
10840   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
10841     {
10842       error ("no matching template for %qD found", result);
10843       return;
10844     }
10845   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
10846     {
10847       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
10848       return;
10849     }
10850
10851   if (storage == NULL_TREE)
10852     ;
10853   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
10854     {
10855       if (pedantic && !in_system_header)
10856         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
10857                  "instantiations");
10858       extern_p = 1;
10859     }
10860   else
10861     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
10862
10863   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
10864   if (! extern_p)
10865     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1, /*undefined_ok=*/0);
10866 }
10867
10868 void
10869 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
10870 {
10871   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
10872   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
10873   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
10874   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
10875   if (! extern_p)
10876     {
10877       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
10878       rest_of_type_compilation (t, 1);
10879     }
10880 }     
10881
10882 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
10883    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
10884 static void
10885 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
10886 {
10887   tree storage = *(tree *) data;
10888
10889   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
10890       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
10891     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
10892 }
10893
10894 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
10895    (a member function or a static member variable) of an
10896    explicitly instantiated class template.  */
10897 static void
10898 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
10899 {
10900   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
10901   if (! extern_p)
10902     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1, /* undefined_ok=*/1);
10903 }
10904
10905 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
10906    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
10907    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
10908    since the standard is unclear (as detailed below).  */
10909  
10910 void
10911 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
10912 {
10913   int extern_p = 0;
10914   int nomem_p = 0;
10915   int static_p = 0;
10916   int previous_instantiation_extern_p = 0;
10917
10918   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
10919     t = TREE_TYPE (t);
10920
10921   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
10922     {
10923       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
10924       return;
10925     }
10926
10927   complete_type (t);
10928
10929   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
10930     {
10931       if (complain & tf_error)
10932         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
10933                t);
10934       return;
10935     }
10936
10937   if (storage != NULL_TREE)
10938     {
10939       if (pedantic && !in_system_header)
10940         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations", 
10941                 storage);
10942
10943       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
10944         nomem_p = 1;
10945       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
10946         extern_p = 1;
10947       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
10948         static_p = 1;
10949       else
10950         {
10951           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
10952                  storage);
10953           extern_p = 0;
10954         }
10955     }
10956
10957   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
10958     {
10959       /* DR 259 [temp.spec].
10960
10961          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
10962          specialization shall not appear in a program unless the explicit
10963          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
10964
10965          For a given set of template parameters, if an explicit
10966          instantiation of a template appears after a declaration of an
10967          explicit specialization for that template, the explicit
10968          instantiation has no effect.  */
10969       return;
10970     }
10971   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
10972     {
10973       /* [temp.spec]
10974
10975          No program shall explicitly instantiate any template more
10976          than once.  
10977
10978          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
10979          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
10980          These cases are OK.  */
10981       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
10982
10983       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
10984           && (complain & tf_error))
10985         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
10986       
10987       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
10988       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
10989         return;
10990     }
10991
10992   mark_class_instantiated (t, extern_p);
10993
10994   if (nomem_p)
10995     return;
10996
10997   {
10998     tree tmp;
10999
11000     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
11001        declarations, and not the definitions, of members are
11002        instantiated, we have here:
11003
11004          [temp.explicit]
11005
11006          The explicit instantiation of a class template specialization
11007          implies the instantiation of all of its members not
11008          previously explicitly specialized in the translation unit
11009          containing the explicit instantiation.  
11010
11011        Of course, we can't instantiate member template classes, since
11012        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
11013        is unclear on whether the instantiation of the members are
11014        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
11015        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
11016
11017     if (! static_p)
11018       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11019         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
11020             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11021           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11022
11023     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11024       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11025         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11026
11027     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11028       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11029                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11030   }
11031 }
11032
11033 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11034    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11035    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11036    should occur for DECL, not the most general template.
11037
11038    One reason for doing this is a scenario like this:
11039
11040      template <class T>
11041      void f(const T&, int i);
11042
11043      void g() { f(3, 7); }
11044
11045      template <class T>
11046      void f(const T& t, const int i) { }
11047
11048    Note that when the template is first instantiated, with
11049    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11050    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11051    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11052
11053 static void
11054 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11055 {
11056   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11057      template.  */
11058   tree args;
11059   tree code_pattern;
11060
11061   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11062   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11063
11064   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11065      correctly.  */
11066   push_access_scope (decl);
11067
11068   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11069     {
11070       tree decl_parm;
11071       tree pattern_parm;
11072       tree specs;
11073       int args_depth;
11074       int parms_depth;
11075       
11076       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11077       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)); 
11078       if (args_depth > parms_depth)
11079         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11080
11081       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11082                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11083       if (specs)
11084         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11085                                                     specs);
11086
11087       /* Merge parameter declarations.  */
11088       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl, 
11089                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11090       pattern_parm 
11091         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11092                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11093       while (decl_parm)
11094         {
11095           tree parm_type;
11096
11097           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11098             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11099           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11100                               NULL_TREE);
11101           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11102             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11103           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11104           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11105         }
11106
11107       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11108       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11109           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11110         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11111       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11112         DECL_INLINE (decl) = 1;
11113     }
11114   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11115     {
11116       if (!DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)
11117           && DECL_INITIAL (code_pattern))
11118         DECL_INITIAL (decl) = 
11119           tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args, 
11120                        tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11121     }
11122   else
11123     gcc_unreachable ();
11124
11125   pop_access_scope (decl);
11126 }
11127
11128 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11129    substituted to get DECL.  */
11130
11131 tree
11132 template_for_substitution (tree decl)
11133 {
11134   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11135
11136   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11137      for the instantiation.  This is not always the most general
11138      template.  Consider, for example:
11139
11140         template <class T>
11141         struct S { template <class U> void f();
11142                    template <> void f<int>(); };
11143
11144      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
11145      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
11146   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
11147             more general template.  */
11148          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11149            /* We must also deal with friend templates.  Given:
11150
11151                 template <class T> struct S { 
11152                   template <class U> friend void f() {};
11153                 };
11154
11155               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
11156               so far as the language is concerned, but that's still
11157               where we get the pattern for the instantiation from.  On
11158               other hand, if the definition comes outside the class, say:
11159
11160                 template <class T> struct S { 
11161                   template <class U> friend void f();
11162                 };
11163                 template <class U> friend void f() {}
11164
11165               we don't need to look any further.  That's what the check for
11166               DECL_INITIAL is for.  */
11167           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
11168               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11169               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
11170     {
11171       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
11172          were a definition, we should be using it!  Note that we
11173          cannot restructure the loop to just keep going until we find
11174          a template with a definition, since that might go too far if
11175          a specialization was declared, but not defined.  */
11176       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
11177                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
11178       
11179       /* Fetch the more general template.  */
11180       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
11181     }
11182
11183   return tmpl;
11184 }
11185
11186 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
11187    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
11188    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
11189    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
11190    If UNDEFINED_OK is nonzero, then instead we treat it as an implicit
11191    instantiation.  UNDEFINED_OK is nonzero only if we are being used
11192    to instantiate the members of an explicitly instantiated class
11193    template.  */
11194
11195
11196 tree
11197 instantiate_decl (tree d, int defer_ok, int undefined_ok)
11198 {
11199   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
11200   tree gen_args;
11201   tree args;
11202   tree td;
11203   tree code_pattern;
11204   tree spec;
11205   tree gen_tmpl;
11206   int pattern_defined;
11207   int need_push;
11208   location_t saved_loc = input_location;
11209   
11210   /* This function should only be used to instantiate templates for
11211      functions and static member variables.  */
11212   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11213               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
11214
11215   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
11216      are instantiated right away.  That allows for better code in the
11217      case that an expression refers to the value of the variable --
11218      if the variable has a constant value the referring expression can
11219      take advantage of that fact.  */
11220   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11221     defer_ok = 0;
11222
11223   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
11224      functions they cloned.  */
11225   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
11226     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
11227
11228   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
11229     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
11230        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
11231        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
11232        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
11233        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
11234     return d;
11235
11236   /* If we already have a specialization of this declaration, then
11237      there's no reason to instantiate it.  Note that
11238      retrieve_specialization gives us both instantiations and
11239      specializations, so we must explicitly check
11240      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
11241   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
11242   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
11243   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
11244                                   /*class_specializations_p=*/false);
11245   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
11246     return spec;
11247
11248   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
11249   if (! push_tinst_level (d))
11250     return d;
11251
11252   timevar_push (TV_PARSE);
11253
11254   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
11255   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
11256
11257   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11258      for the instantiation.  */
11259   td = template_for_substitution (d);
11260   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
11261
11262   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
11263       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
11264     /* In the case of a friend template whose definition is provided
11265        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
11266        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
11267     args = get_innermost_template_args
11268       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
11269   else
11270     args = gen_args;
11271
11272   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11273     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
11274   else
11275     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
11276   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
11277      the linkage of D, remember that a definition is available for
11278      this entity.  */
11279   if (pattern_defined 
11280       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11281       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
11282     mark_definable (d);
11283
11284   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11285
11286   if (! pattern_defined && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d) && undefined_ok)
11287     {
11288       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
11289       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
11290     }
11291
11292   if (!defer_ok)
11293     {
11294       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
11295          about ignoring cv qualifiers.  */
11296       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
11297       tree type = TREE_TYPE (gen);
11298
11299       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11300          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
11301          right context.  */
11302       push_access_scope (d);
11303
11304       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
11305         {
11306           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11307           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
11308                   tf_error | tf_warning, d);
11309           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
11310              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
11311              The function arguments are the same as the decl_arguments
11312              without the top level cv qualifiers.  */
11313           type = TREE_TYPE (type);
11314         }
11315       tsubst (type, gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11316
11317       pop_access_scope (d);
11318     }
11319   
11320   /* We should have set up DECL_INITIAL in instantiate_class_template
11321      for in-class definitions of static data members.  */
11322   gcc_assert (!(TREE_CODE (d) == VAR_DECL 
11323                 && DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d)
11324                 && DECL_INITIAL (d) == NULL_TREE));
11325
11326   /* Do not instantiate templates that we know will be defined
11327      elsewhere.  */
11328   if (DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11329       && DECL_REALLY_EXTERN (d)
11330       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL 
11331             && DECL_INLINE (d)))
11332     goto out;
11333   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
11334      forbidden from doing so.  We restore the source position here
11335      because it's used by add_pending_template.  */
11336   else if (! pattern_defined || defer_ok)
11337     {
11338       input_location = saved_loc;
11339
11340       if (at_eof && !pattern_defined 
11341           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
11342         /* [temp.explicit]
11343
11344            The definition of a non-exported function template, a
11345            non-exported member function template, or a non-exported
11346            member function or static data member of a class template
11347            shall be present in every translation unit in which it is
11348            explicitly instantiated.  */
11349         pedwarn
11350           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
11351
11352       add_pending_template (d);
11353       goto out;
11354     }
11355   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
11356      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
11357   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
11358     {
11359       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
11360          requested instantiation in the PCH it is still possible that
11361          an instantiation will be required in a file that includes the
11362          PCH.  */
11363       if (pch_file)
11364         add_pending_template (d);
11365       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
11366          job, even though we'll not be emitting a copy of this
11367          function.  */
11368       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11369             && flag_inline_trees 
11370             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
11371         goto out;
11372     }
11373
11374   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
11375   if (need_push)
11376     push_to_top_level ();
11377
11378   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
11379      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
11380   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
11381
11382   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
11383      by a subsequent redeclaration.  */
11384   regenerate_decl_from_template (d, td);
11385
11386   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
11387      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
11388   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11389
11390   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11391     {
11392       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
11393          since we've reset the type of the declaration.  */
11394       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
11395       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
11396
11397       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
11398          initializer.  That function will defer actual emission until
11399          we have a chance to determine linkage.  */
11400       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
11401
11402       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
11403       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11404       cp_finish_decl (d, 
11405                       (!DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d) 
11406                        ? DECL_INITIAL (d) : NULL_TREE),
11407                       NULL_TREE, 0);
11408       pop_nested_class ();
11409     }
11410   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11411     {
11412       htab_t saved_local_specializations;
11413       tree subst_decl;
11414       tree tmpl_parm;
11415       tree spec_parm;
11416
11417       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
11418          template from within the body of another.  */
11419       saved_local_specializations = local_specializations;
11420
11421       /* Set up the list of local specializations.  */
11422       local_specializations = htab_create (37, 
11423                                            hash_local_specialization,
11424                                            eq_local_specializations,
11425                                            NULL);
11426
11427       /* Set up context.  */
11428       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
11429
11430       /* Create substitution entries for the parameters.  */
11431       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
11432       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
11433       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
11434       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
11435         {
11436           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11437           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
11438           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
11439         }
11440       while (tmpl_parm)
11441         {
11442           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11443           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
11444           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
11445         }
11446       gcc_assert (!spec_parm);
11447
11448       /* Substitute into the body of the function.  */
11449       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
11450                    tf_error | tf_warning, tmpl);
11451
11452       /* We don't need the local specializations any more.  */
11453       htab_delete (local_specializations);
11454       local_specializations = saved_local_specializations;
11455
11456       /* Finish the function.  */
11457       d = finish_function (0);
11458       expand_or_defer_fn (d);
11459     }
11460
11461   /* We're not deferring instantiation any more.  */
11462   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
11463
11464   if (need_push)
11465     pop_from_top_level ();
11466
11467 out:
11468   input_location = saved_loc;
11469   pop_deferring_access_checks ();
11470   pop_tinst_level ();
11471
11472   timevar_pop (TV_PARSE);
11473
11474   return d;
11475 }
11476
11477 /* Run through the list of templates that we wish we could
11478    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
11479    number of times we retry pending template instantiation.  */
11480
11481 void
11482 instantiate_pending_templates (int retries)
11483 {
11484   tree *t;
11485   tree last = NULL_TREE;
11486   int reconsider;
11487   location_t saved_loc = input_location;
11488
11489   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
11490      may require further template instantiations.  We place a limit here
11491      to avoid infinite loop.  */
11492   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
11493     {
11494       cp_error_at ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
11495                    " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)"
11496                    " instantiating %q+D, possibly from virtual table"
11497                    " generation",
11498                    max_tinst_depth, TREE_VALUE (pending_templates));
11499       return;
11500     }
11501
11502   do 
11503     {
11504       reconsider = 0;
11505
11506       t = &pending_templates;
11507       while (*t)
11508         {
11509           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
11510
11511           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
11512
11513           if (TYPE_P (instantiation))
11514             {
11515               tree fn;
11516
11517               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11518                 {
11519                   instantiate_class_template (instantiation);
11520                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
11521                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation); 
11522                          fn;
11523                          fn = TREE_CHAIN (fn))
11524                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
11525                         instantiate_decl (fn, /*defer_ok=*/0,
11526                                           /*undefined_ok=*/0);
11527                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11528                     reconsider = 1;
11529                 }
11530
11531               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11532                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11533                    need to consider it again in the future.  */
11534                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11535               else
11536                 {
11537                   last = *t;
11538                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11539                 }
11540             }
11541           else
11542             {
11543               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11544                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11545                 {
11546                   instantiation = instantiate_decl (instantiation,
11547                                                     /*defer_ok=*/0,
11548                                                     /*undefined_ok=*/0);
11549                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11550                     reconsider = 1;
11551                 }
11552
11553               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11554                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11555                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11556                    need to consider it again in the future.  */
11557                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11558               else
11559                 {
11560                   last = *t;
11561                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11562                 }
11563             }
11564           tinst_depth = 0;
11565           current_tinst_level = NULL_TREE;
11566         }
11567       last_pending_template = last;
11568     } 
11569   while (reconsider);
11570
11571   input_location = saved_loc;
11572 }
11573
11574 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
11575    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
11576    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
11577    instantiate_decl.  */
11578
11579 static tree
11580 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
11581 {
11582   tree inits = NULL_TREE;
11583
11584   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11585     {
11586       tree decl;
11587       tree init;
11588
11589       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11590                           NULL_TREE);
11591       decl = expand_member_init (decl);
11592       if (decl && !DECL_P (decl))
11593         in_base_initializer = 1;
11594       
11595       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11596                           NULL_TREE);
11597       in_base_initializer = 0;
11598
11599       if (decl)
11600         {
11601           init = build_tree_list (decl, init);
11602           TREE_CHAIN (init) = inits;
11603           inits = init;
11604         }
11605     }
11606   return inits;
11607 }
11608
11609 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
11610
11611 static void
11612 set_current_access_from_decl (tree decl)
11613 {
11614   if (TREE_PRIVATE (decl))
11615     current_access_specifier = access_private_node;
11616   else if (TREE_PROTECTED (decl))
11617     current_access_specifier = access_protected_node;
11618   else
11619     current_access_specifier = access_public_node;
11620 }
11621
11622 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
11623    is the instantiation (which should have been created with
11624    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
11625
11626 static void
11627 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
11628 {
11629   tree e;
11630
11631   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
11632     {
11633       tree value;
11634       tree decl;
11635
11636       decl = TREE_VALUE (e);
11637       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
11638          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
11639       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl), 
11640                            args, tf_error | tf_warning,
11641                            NULL_TREE);
11642
11643       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
11644       set_current_access_from_decl (decl);
11645
11646       /* Actually build the enumerator itself.  */
11647       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag); 
11648     }
11649
11650   finish_enum (newtag);
11651   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
11652     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
11653 }
11654
11655 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
11656    its type -- but without substituting the innermost set of template
11657    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
11658    the type.  */
11659
11660 tree 
11661 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
11662 {
11663   tree fn_type;
11664   tree tmpl;
11665   tree targs;
11666   tree tparms;
11667   int parm_depth;
11668
11669   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11670   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
11671   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
11672   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
11673
11674   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
11675      of parameters.  */
11676   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
11677
11678   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
11679
11680   if (parm_depth == 1)
11681     /* No substitution is necessary.  */
11682     ;
11683   else
11684     {
11685       int i;
11686       tree partial_args;
11687
11688       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
11689          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
11690       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
11691       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
11692         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
11693                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
11694       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
11695                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
11696                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
11697
11698       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11699          correctly.  We can just use the context of DECL for the
11700          partial substitution here.  It depends only on outer template
11701          parameters, regardless of whether the innermost level is
11702          specialized or not.  */
11703       push_access_scope (decl);
11704
11705       ++processing_template_decl;
11706       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
11707          appropriate function type.  */
11708       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
11709       --processing_template_decl;
11710
11711       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
11712          innermost set of parameters.  This step is important if the
11713          innermost set of template parameters contains value
11714          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
11715       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
11716       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
11717
11718       pop_access_scope (decl);
11719     }
11720
11721   return fn_type;
11722 }
11723
11724 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
11725    the last one involved in diagnostics.  */
11726 int
11727 problematic_instantiation_changed (void)
11728 {
11729   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
11730 }
11731
11732 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
11733 void
11734 record_last_problematic_instantiation (void)
11735 {
11736   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
11737 }
11738
11739 tree
11740 current_instantiation (void)
11741 {
11742   return current_tinst_level;
11743 }
11744
11745 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
11746    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
11747    warning messages under control of COMPLAIN.  */
11748
11749 static int
11750 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
11751 {
11752   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
11753     return 0;
11754   else if (POINTER_TYPE_P (type))
11755     return 0;
11756   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11757     return 0;
11758   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11759     return 0;
11760   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11761     return 0;
11762            
11763   if (complain & tf_error)
11764     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
11765   return 1;
11766 }
11767
11768 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
11769    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
11770
11771 static bool
11772 dependent_type_p_r (tree type)
11773 {
11774   tree scope;
11775
11776   /* [temp.dep.type]
11777
11778      A type is dependent if it is:
11779
11780      -- a template parameter. Template template parameters are types
11781         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
11782         them here.  */
11783   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM 
11784       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11785     return true;
11786   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
11787         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
11788         names a dependent type.  */
11789   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11790     return true;
11791   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
11792         dependent.  */
11793   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
11794   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
11795   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11796     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
11797             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE 
11798                                            (type)));
11799   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
11800            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11801     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
11802   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
11803            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
11804     {
11805       tree arg_type;
11806
11807       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
11808         return true;
11809       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type); 
11810            arg_type; 
11811            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
11812         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
11813           return true;
11814       return false;
11815     }
11816   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
11817         size is specified by a constant expression that is
11818         value-dependent.  */
11819   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
11820     {
11821       if (TYPE_DOMAIN (type)
11822           && ((value_dependent_expression_p 
11823                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
11824               || (type_dependent_expression_p
11825                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
11826         return true;
11827       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
11828     }
11829   
11830   /* -- a template-id in which either the template name is a template
11831      parameter ...  */
11832   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11833     return true;
11834   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
11835         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
11836   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
11837            && (any_dependent_template_arguments_p 
11838                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
11839     return true;
11840   
11841   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
11842      expression is not type-dependent, then it should already been
11843      have resolved.  */
11844   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
11845     return true;
11846   
11847   /* The standard does not specifically mention types that are local
11848      to template functions or local classes, but they should be
11849      considered dependent too.  For example:
11850
11851        template <int I> void f() { 
11852          enum E { a = I }; 
11853          S<sizeof (E)> s;
11854        }
11855
11856      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
11857      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
11858   scope = TYPE_CONTEXT (type);
11859   if (scope && TYPE_P (scope))
11860     return dependent_type_p (scope);
11861   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
11862     return type_dependent_expression_p (scope);
11863
11864   /* Other types are non-dependent.  */
11865   return false;
11866 }
11867
11868 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
11869    [temp.dep.type].  */
11870
11871 bool
11872 dependent_type_p (tree type)
11873 {
11874   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
11875      any dependent types.  */
11876   if (!processing_template_decl)
11877     return false;
11878
11879   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
11880      in question; in that case, the type is dependent.  */
11881   if (!type)
11882     return true;
11883
11884   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
11885   if (type == error_mark_node)
11886     return false;
11887
11888   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
11889      do so now.  */
11890   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
11891     {
11892       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
11893       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
11894     }
11895
11896   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
11897 }
11898
11899 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
11900
11901 static bool
11902 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
11903 {
11904   tree scope;
11905   tree name;
11906
11907   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
11908
11909   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
11910     return true;
11911
11912   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
11913   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
11914
11915   /* [temp.dep.expr]
11916
11917      An id-expression is type-dependent if it contains a
11918      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
11919      dependent type.  */
11920   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
11921      qualifying type is the current class, then we must peek
11922      inside it.  */
11923   if (DECL_P (name) 
11924       && currently_open_class (scope)
11925       && !criterion (name))
11926     return false;
11927   if (dependent_type_p (scope))
11928     return true;
11929
11930   return false;
11931 }
11932
11933 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
11934    [temp.dep.constexpr] */
11935
11936 bool
11937 value_dependent_expression_p (tree expression)
11938 {
11939   if (!processing_template_decl)
11940     return false;
11941
11942   /* A name declared with a dependent type.  */
11943   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
11944       || (DECL_P (expression) 
11945           && type_dependent_expression_p (expression)))
11946     return true;
11947   /* A non-type template parameter.  */
11948   if ((TREE_CODE (expression) == CONST_DECL
11949        && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
11950       || TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
11951     return true;
11952   /* A constant with integral or enumeration type and is initialized 
11953      with an expression that is value-dependent.  */
11954   if (TREE_CODE (expression) == VAR_DECL
11955       && DECL_INITIAL (expression)
11956       && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
11957       && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
11958     return true;
11959   /* These expressions are value-dependent if the type to which the
11960      cast occurs is dependent or the expression being casted is
11961      value-dependent.  */
11962   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
11963       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
11964       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
11965       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
11966       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
11967     {
11968       tree type = TREE_TYPE (expression);
11969       if (dependent_type_p (type))
11970         return true;
11971       /* A functional cast has a list of operands.  */
11972       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
11973       if (!expression)
11974         {
11975           /* If there are no operands, it must be an expression such
11976              as "int()". This should not happen for aggregate types
11977              because it would form non-constant expressions.  */
11978           gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
11979
11980           return false;
11981         }
11982       if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
11983         {
11984           do
11985             {
11986               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (expression)))
11987                 return true;
11988               expression = TREE_CHAIN (expression);
11989             }
11990           while (expression);
11991           return false;
11992         }
11993       else
11994         return value_dependent_expression_p (expression);
11995     }
11996   /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
11997      type-dependent.  */
11998   if (TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
11999       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR)
12000     {
12001       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12002       if (TYPE_P (expression))
12003         return dependent_type_p (expression);
12004       return type_dependent_expression_p (expression);
12005     }
12006   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
12007     return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
12008   if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF)
12009     return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
12010             || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
12011   /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
12012      value-dependent.  */
12013   if (EXPR_P (expression))
12014     {
12015       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12016         {
12017         case tcc_unary:
12018           return (value_dependent_expression_p 
12019                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12020         case tcc_comparison:
12021         case tcc_binary:
12022           return ((value_dependent_expression_p 
12023                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12024                   || (value_dependent_expression_p 
12025                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12026         case tcc_expression:
12027           {
12028             int i;
12029             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12030               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12031                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12032                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12033                  make the expression dependent.  */
12034               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12035                   && (value_dependent_expression_p
12036                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12037                 return true;
12038             return false;
12039           }
12040         case tcc_reference:
12041         case tcc_statement:
12042           /* These cannot be value dependent.  */
12043           return false;
12044
12045         default:
12046           gcc_unreachable ();
12047         }
12048     }
12049
12050   /* The expression is not value-dependent.  */
12051   return false;
12052 }
12053
12054 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
12055    [temp.dep.expr].  */
12056
12057 bool
12058 type_dependent_expression_p (tree expression)
12059 {
12060   if (!processing_template_decl)
12061     return false;
12062
12063   if (expression == error_mark_node)
12064     return false;
12065
12066   /* An unresolved name is always dependent.  */
12067   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12068     return true;
12069   
12070   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
12071   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
12072       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
12073       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
12074       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
12075       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
12076       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
12077       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
12078     return false;
12079
12080   /* The types of these expressions depends only on the type to which
12081      the cast occurs.  */
12082   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
12083       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
12084       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
12085       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
12086       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
12087     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
12088
12089   /* The types of these expressions depends only on the type created
12090      by the expression.  */
12091   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
12092       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
12093     {
12094       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
12095          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
12096          operand 1.  */
12097       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
12098       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
12099         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
12100            as well.  */
12101         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
12102                || value_dependent_expression_p
12103                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
12104       else
12105         return dependent_type_p (type);
12106     }
12107
12108   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
12109       && dependent_scope_ref_p (expression,
12110                                 type_dependent_expression_p))
12111     return true;
12112
12113   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
12114       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
12115       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
12116       && (any_dependent_template_arguments_p
12117           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
12118     return true;
12119
12120   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
12121       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12122     return false;
12123
12124   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
12125     {
12126       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
12127         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
12128       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
12129           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
12130         {
12131           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12132             return true;
12133           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
12134           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12135             return false;
12136         }
12137       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
12138       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
12139         return false;
12140       
12141       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
12142         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
12143       
12144       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12145         {
12146           if (any_dependent_template_arguments_p
12147               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
12148             return true;
12149           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12150         }
12151       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD);
12152       
12153       while (expression)
12154         {
12155           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
12156             return true;
12157           expression = OVL_NEXT (expression);
12158         }
12159       return false;
12160     }
12161   
12162   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
12163 }
12164
12165 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
12166    contains a type-dependent expression.  */
12167
12168 bool
12169 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
12170 {
12171   while (args)
12172     {
12173       tree arg = TREE_VALUE (args);
12174
12175       if (type_dependent_expression_p (arg))
12176         return true;
12177       args = TREE_CHAIN (args);
12178     }
12179   return false;
12180 }
12181
12182 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
12183
12184 static bool
12185 dependent_template_arg_p (tree arg)
12186 {
12187   if (!processing_template_decl)
12188     return false;
12189
12190   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
12191       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12192     return dependent_template_p (arg);
12193   else if (TYPE_P (arg))
12194     return dependent_type_p (arg);
12195   else
12196     return (type_dependent_expression_p (arg)
12197             || value_dependent_expression_p (arg));
12198 }
12199
12200 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
12201    any dependent arguments.  */
12202
12203 bool
12204 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
12205 {
12206   int i;
12207   int j;
12208
12209   if (!args)
12210     return false;
12211
12212   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
12213     {
12214       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
12215       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
12216         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
12217           return true;
12218     }
12219
12220   return false;
12221 }
12222
12223 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
12224
12225 bool
12226 dependent_template_p (tree tmpl)
12227 {
12228   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
12229     {
12230       while (tmpl)
12231         {
12232           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
12233             return true;
12234           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
12235         }
12236       return false;
12237     }
12238
12239   /* Template template parameters are dependent.  */
12240   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
12241       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12242     return true;
12243   /* So are names that have not been looked up.  */
12244   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
12245       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
12246     return true;
12247   /* So are member templates of dependent classes.  */
12248   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
12249     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
12250   return false;
12251 }
12252
12253 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
12254
12255 bool
12256 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
12257 {
12258   return (dependent_template_p (tmpl)
12259           || any_dependent_template_arguments_p (args));
12260 }
12261
12262 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
12263    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
12264    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
12265    templates and therefore should be used only in extremely limited
12266    situations.  */
12267
12268 tree
12269 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
12270 {
12271   tree scope;
12272   tree name;
12273   tree decl;
12274   int quals;
12275   tree pushed_scope;
12276
12277   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
12278
12279   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12280   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
12281
12282   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
12283      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
12284   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12285     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
12286   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
12287      TYPENAME_TYPE.  */
12288   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12289     return error_mark_node;
12290   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
12291      resolving the name.  */
12292   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12293     return type;
12294   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
12295      to look inside it.  */
12296   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
12297     return error_mark_node;
12298   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
12299      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
12300   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
12301   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
12302      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
12303      longer be considered a dependent type.  */
12304   pushed_scope = push_scope (scope);
12305   /* Look up the declaration.  */
12306   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
12307   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
12308   quals = cp_type_quals (type);
12309   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
12310      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
12311   if (!decl)
12312     type = error_mark_node;
12313   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
12314            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
12315     type = TREE_TYPE (decl);
12316   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
12317            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
12318     {
12319       tree tmpl;
12320       tree args;
12321       /* Obtain the template and the arguments.  */
12322       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
12323       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
12324       /* Instantiate the template.  */
12325       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
12326                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
12327     }
12328   else
12329     type = error_mark_node;
12330   /* Qualify the resulting type.  */
12331   if (type != error_mark_node && quals)
12332     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
12333   /* Leave the SCOPE.  */
12334   if (pushed_scope)
12335     pop_scope (pushed_scope);
12336
12337   return type;
12338 }
12339
12340 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
12341    for EXPR that can be used to compute the types of larger
12342    expressions containing EXPR.  */
12343
12344 tree
12345 build_non_dependent_expr (tree expr)
12346 {
12347   tree inner_expr;
12348
12349   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like 
12350      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
12351   if (null_ptr_cst_p (expr))
12352     return expr;
12353   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
12354      types.  */
12355   inner_expr = (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR ? 
12356                 TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
12357   if (TREE_CODE (inner_expr) == OVERLOAD 
12358       || TREE_CODE (inner_expr) == FUNCTION_DECL
12359       || TREE_CODE (inner_expr) == TEMPLATE_DECL
12360       || TREE_CODE (inner_expr) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12361     return expr;
12362   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
12363   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
12364     return expr;
12365   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
12366      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
12367      cannot be used to initialize a "char *".  */
12368   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
12369     return expr;
12370   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
12371      reason to create a new node.  */
12372   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
12373     return expr;
12374   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
12375      There is at least one place where we want to know that a
12376      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
12377      expression, there are special rules if the second or third
12378      argument is a throw-expression.  */
12379   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
12380     return expr;
12381
12382   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
12383     return build3 (COND_EXPR,
12384                    TREE_TYPE (expr),
12385                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12386                    (TREE_OPERAND (expr, 1) 
12387                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
12388                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
12389                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
12390   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
12391       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
12392     return build2 (COMPOUND_EXPR,
12393                    TREE_TYPE (expr),
12394                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12395                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
12396       
12397   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.  
12398
12399      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
12400      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
12401      example:
12402
12403        template <typename T> void f<T& g>() { g(); } 
12404
12405      In the body of "f", the expression for "g" will have
12406      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
12407      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
12408      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
12409      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
12410      stripped here.  */
12411   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
12412 }
12413
12414 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
12415    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
12416    equivalent non-dependent expressions.  */
12417
12418 tree
12419 build_non_dependent_args (tree args)
12420 {
12421   tree a;
12422   tree new_args;
12423
12424   new_args = NULL_TREE;
12425   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
12426     new_args = tree_cons (NULL_TREE, 
12427                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
12428                           new_args);
12429   return nreverse (new_args);
12430 }
12431
12432 #include "gt-cp-pt.h"