OSDN Git Service

* decl2.c (build_anon_union_vars): Copy attributes from the base addr.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005  Free Software Foundation, Inc.
4    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
5    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
10 it under the terms of the GNU General Public License as published by
11 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
12 any later version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
15 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17 GNU General Public License for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
21 the Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
22 Boston, MA 02110-1301, USA.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "obstack.h"
34 #include "tree.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "c-common.h"
38 #include "cp-tree.h"
39 #include "cp-objcp-common.h"
40 #include "tree-inline.h"
41 #include "decl.h"
42 #include "output.h"
43 #include "except.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "rtl.h"
46 #include "timevar.h"
47 #include "tree-iterator.h"
48
49 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
50    returning an int.  */
51 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
52
53 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
54    instantiations have been deferred, either because their definitions
55    were not yet available, or because we were putting off doing the work.
56    The TREE_PURPOSE of each entry is either a DECL (for a function or
57    static data member), or a TYPE (for a class) indicating what we are
58    hoping to instantiate.  The TREE_VALUE is not used.  */
59 static GTY(()) tree pending_templates;
60 static GTY(()) tree last_pending_template;
61
62 int processing_template_parmlist;
63 static int template_header_count;
64
65 static GTY(()) tree saved_trees;
66 static GTY(()) varray_type inline_parm_levels;
67 static size_t inline_parm_levels_used;
68
69 static GTY(()) tree current_tinst_level;
70
71 static GTY(()) tree saved_access_scope;
72
73 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
74    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
75    to the EXPR_STMT that is its result.  */
76 static tree cur_stmt_expr;
77
78 /* A map from local variable declarations in the body of the template
79    presently being instantiated to the corresponding instantiated
80    local variables.  */
81 static htab_t local_specializations;
82
83 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
84 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
85 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
86 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
87 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
88 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
89 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
90 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
91
92 static void push_access_scope (tree);
93 static void pop_access_scope (tree);
94 static int resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
95                                            unification_kind_t, int);
96 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
97                              unification_kind_t, int, bool);
98 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
99 static void add_pending_template (tree);
100 static void reopen_tinst_level (tree);
101 static tree classtype_mangled_name (tree);
102 static char* mangle_class_name_for_template (const char *, tree, tree);
103 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
104 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
105 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t, int);
106 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
107 static tree add_to_template_args (tree, tree);
108 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
109 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
110 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*);
111 static int  type_unification_real (tree, tree, tree, tree,
112                                    int, unification_kind_t, int);
113 static void note_template_header (int);
114 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
115 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
116 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
117                                        tsubst_flags_t, int, tree);
118 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
119                                    struct pointer_set_t*);
120 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
121 static int inline_needs_template_parms (tree);
122 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
123 static tree retrieve_local_specialization (tree);
124 static void register_local_specialization (tree, tree);
125 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int);
126 static int mark_template_parm (tree, void *);
127 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
128 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
129 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
130 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
131 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
132 static int template_decl_level (tree);
133 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
134 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
135 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
136 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
137 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
138 static tree most_specialized (tree, tree, tree);
139 static tree most_specialized_class (tree, tree);
140 static int template_class_depth_real (tree, int);
141 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
142 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
143 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
144 static void check_specialization_scope (void);
145 static tree process_partial_specialization (tree);
146 static void set_current_access_from_decl (tree);
147 static void check_default_tmpl_args (tree, tree, int, int);
148 static tree tsubst_call_declarator_parms (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
149 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
150 static int verify_class_unification (tree, tree, tree);
151 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
152 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
153                                            tree, tree);
154 static tree determine_specialization (tree, tree, tree *, int, int);
155 static int template_args_equal (tree, tree);
156 static void tsubst_default_arguments (tree);
157 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
158 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
159 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
160 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
161 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
162 static bool dependent_type_p_r (tree);
163 static tree tsubst (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
164 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
165 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
166
167 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
168    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
169    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
170    instantiate_decl).  */
171
172 static void
173 push_access_scope (tree t)
174 {
175   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
176               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
177
178   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
179     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
180   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
181     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
182   else
183     push_to_top_level ();
184
185   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
186     {
187       saved_access_scope = tree_cons
188         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
189       current_function_decl = t;
190     }
191 }
192
193 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
194    are processing.  */
195
196 static void
197 pop_access_scope (tree t)
198 {
199   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
200     {
201       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
202       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
203     }
204
205   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
206     pop_nested_class ();
207   else
208     pop_from_top_level ();
209 }
210
211 /* Do any processing required when DECL (a member template
212    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
213    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
214    itself is returned.  */
215
216 tree
217 finish_member_template_decl (tree decl)
218 {
219   if (decl == error_mark_node)
220     return error_mark_node;
221
222   gcc_assert (DECL_P (decl));
223
224   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
225     {
226       tree type;
227
228       type = TREE_TYPE (decl);
229       if (IS_AGGR_TYPE (type)
230           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
231           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
232         {
233           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
234           check_member_template (tmpl);
235           return tmpl;
236         }
237       return NULL_TREE;
238     }
239   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
240     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
241   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
242     {
243       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
244         {
245           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
246           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
247         }
248       else
249         return decl;
250     }
251   else
252     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
253
254   return error_mark_node;
255 }
256
257 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
258
259    For example, in:
260      template <class T>
261      struct A
262      {
263        template <class U>
264        struct B {};
265      };
266
267    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
268    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
269    COUNT_SPECIALIZATIONS is 0 or if they are instantiations, not
270    specializations.
271
272    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
273    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
274    always safe.  */
275
276 static int
277 template_class_depth_real (tree type, int count_specializations)
278 {
279   int depth;
280
281   for (depth = 0;
282        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
283        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
284          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
285     {
286       if (TREE_CODE (type) != FUNCTION_DECL)
287         {
288           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
289               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type))
290               && ((count_specializations
291                    && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
292                   || uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type))))
293             ++depth;
294         }
295       else
296         {
297           if (DECL_TEMPLATE_INFO (type)
298               && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (type))
299               && ((count_specializations
300                    && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
301                   || uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (type))))
302             ++depth;
303         }
304     }
305
306   return depth;
307 }
308
309 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
310    Like template_class_depth_real, but instantiations do not count in
311    the depth.  */
312
313 int
314 template_class_depth (tree type)
315 {
316   return template_class_depth_real (type, /*count_specializations=*/0);
317 }
318
319 /* Returns 1 if processing DECL as part of do_pending_inlines
320    needs us to push template parms.  */
321
322 static int
323 inline_needs_template_parms (tree decl)
324 {
325   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
326     return 0;
327
328   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
329           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
330 }
331
332 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
333    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
334    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
335    innermost first.  */
336
337 static void
338 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
339 {
340   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
341   int i;
342
343   if (levels > 1)
344     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
345
346   ++processing_template_decl;
347   current_template_parms
348     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
349                  parms, current_template_parms);
350   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
351
352   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
353                NULL);
354   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
355     {
356       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
357       gcc_assert (DECL_P (parm));
358
359       switch (TREE_CODE (parm))
360         {
361         case TYPE_DECL:
362         case TEMPLATE_DECL:
363           pushdecl (parm);
364           break;
365
366         case PARM_DECL:
367           {
368             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
369                It is ugly that we recreate this here; the original
370                version built in process_template_parm is no longer
371                available.  */
372             tree decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
373                                     TREE_TYPE (parm));
374             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
375             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
376             TREE_INVARIANT (decl) = 1;
377             TREE_READONLY (decl) = 1;
378             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
379             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
380             pushdecl (decl);
381           }
382           break;
383
384         default:
385           gcc_unreachable ();
386         }
387     }
388 }
389
390 /* Restore the template parameter context for a member template or
391    a friend template defined in a class definition.  */
392
393 void
394 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
395 {
396   tree parms;
397   int levels = 0;
398
399   if (inline_needs_template_parms (decl))
400     {
401       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
402       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
403
404       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
405         {
406           --levels;
407           parms = TREE_CHAIN (parms);
408         }
409
410       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
411     }
412
413   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
414      we can pop them later.  */
415   if (!inline_parm_levels)
416     VARRAY_INT_INIT (inline_parm_levels, 4, "inline_parm_levels");
417   if (inline_parm_levels_used == inline_parm_levels->num_elements)
418     VARRAY_GROW (inline_parm_levels, 2 * inline_parm_levels_used);
419   VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used) = levels;
420   ++inline_parm_levels_used;
421 }
422
423 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
424
425 void
426 maybe_end_member_template_processing (void)
427 {
428   int i;
429
430   if (!inline_parm_levels_used)
431     return;
432
433   --inline_parm_levels_used;
434   for (i = 0;
435        i < VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used);
436        ++i)
437     {
438       --processing_template_decl;
439       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
440       poplevel (0, 0, 0);
441     }
442 }
443
444 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
445    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
446
447 static tree
448 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
449 {
450   tree new_args;
451   int extra_depth;
452   int i;
453   int j;
454
455   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
456   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
457
458   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
459     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
460
461   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
462     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
463
464   return new_args;
465 }
466
467 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
468    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
469    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
470    the template arguments from a partial instantiation with the
471    template arguments used to attain the full instantiation from the
472    partial instantiation.  */
473
474 static tree
475 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
476 {
477   tree new_args;
478
479   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
480      something very fishy is going on.  */
481   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
482
483   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
484      them.  */
485   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
486     return extra_args;
487
488   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
489   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
490
491   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
492
493   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
494   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
495
496   return new_args;
497 }
498
499 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
500
501 tree
502 get_innermost_template_args (tree args, int n)
503 {
504   tree new_args;
505   int extra_levels;
506   int i;
507
508   gcc_assert (n >= 0);
509
510   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
511   if (n == 1)
512     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
513
514   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
515      given.  */
516   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
517   gcc_assert (extra_levels >= 0);
518   if (extra_levels == 0)
519     return args;
520
521   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
522   new_args = make_tree_vec (n);
523   for (i = 1; i <= n; ++i)
524     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
525                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
526
527   return new_args;
528 }
529
530 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
531    the parms.  */
532
533 void
534 begin_template_parm_list (void)
535 {
536   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
537      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
538      namespace scope.  This is the right thing, since we want
539      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
540      global template class, push_template_decl handles putting the
541      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
542      e.g.:
543
544        template <class T> struct S1 {
545          template <class T> struct S2 {};
546        };
547
548      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
549      TEMPLATE_DECL for S2.  */
550   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
551   ++processing_template_decl;
552   ++processing_template_parmlist;
553   note_template_header (0);
554 }
555
556 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
557    invalid to declare a specialization here, an error is reported.  */
558
559 static void
560 check_specialization_scope (void)
561 {
562   tree scope = current_scope ();
563
564   /* [temp.expl.spec]
565
566      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
567      which the template is a member, or, for member templates, in the
568      namespace of which the enclosing class or enclosing class
569      template is a member.  An explicit specialization of a member
570      function, member class or static data member of a class template
571      shall be declared in the namespace of which the class template
572      is a member.  */
573   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
574     error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
575
576   /* [temp.expl.spec]
577
578      In an explicit specialization declaration for a member of a class
579      template or a member template that appears in namespace scope,
580      the member template and some of its enclosing class templates may
581      remain unspecialized, except that the declaration shall not
582      explicitly specialize a class member template if its enclosing
583      class templates are not explicitly specialized as well.  */
584   if (current_template_parms)
585     error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
586 }
587
588 /* We've just seen template <>.  */
589
590 void
591 begin_specialization (void)
592 {
593   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
594   note_template_header (1);
595   check_specialization_scope ();
596 }
597
598 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
599    template<>.  */
600
601 void
602 end_specialization (void)
603 {
604   finish_scope ();
605   reset_specialization ();
606 }
607
608 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
609    function specialization.  */
610
611 void
612 reset_specialization (void)
613 {
614   processing_specialization = 0;
615   template_header_count = 0;
616 }
617
618 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
619    it was of the form template <>.  */
620
621 static void
622 note_template_header (int specialization)
623 {
624   processing_specialization = specialization;
625   template_header_count++;
626 }
627
628 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
629
630 void
631 begin_explicit_instantiation (void)
632 {
633   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
634   processing_explicit_instantiation = true;
635 }
636
637
638 void
639 end_explicit_instantiation (void)
640 {
641   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
642   processing_explicit_instantiation = false;
643 }
644
645 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
646    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
647    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
648    specialize TMPL in the current namespace.  */
649
650 static bool
651 check_specialization_namespace (tree tmpl)
652 {
653   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
654
655   /* [tmpl.expl.spec]
656
657      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
658      which the template is a member, or, for member templates, in the
659      namespace of which the enclosing class or enclosing class
660      template is a member.  An explicit specialization of a member
661      function, member class or static data member of a class template
662      shall be declared in the namespace of which the class template is
663      a member.  */
664   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
665     /* Same or super-using namespace.  */
666     return true;
667   else
668     {
669       pedwarn ("specialization of %qD in different namespace", tmpl);
670       pedwarn ("  from definition of %q+#D", tmpl);
671       return false;
672     }
673 }
674
675 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
676    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
677
678 void
679 maybe_process_partial_specialization (tree type)
680 {
681   /* TYPE maybe an ERROR_MARK_NODE.  */
682   tree context = TYPE_P (type) ? TYPE_CONTEXT (type) : NULL_TREE;
683
684   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
685     {
686       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
687          specialization of a template class such as:
688
689            template <> class C<int>;
690
691          or:
692
693            template <class T> class C<T*>;
694
695          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
696
697       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
698           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
699         {
700           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
701           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
702           if (processing_template_decl)
703             push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type));
704         }
705       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
706         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
707     }
708   else if (CLASS_TYPE_P (type)
709            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
710            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
711            && context && CLASS_TYPE_P (context)
712            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
713     {
714       /* This is for an explicit specialization of member class
715          template according to [temp.expl.spec/18]:
716
717            template <> template <class U> class C<int>::D;
718
719          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
720          Otherwise this is just a member class template declared
721          earlier like:
722
723            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
724            template <> template <class U> class C<int>::D;
725
726          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
727          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
728          and `C<T>::D' may not exist.  */
729
730       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
731           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
732         {
733           tree t;
734
735           if (current_namespace
736               != decl_namespace_context (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)))
737             {
738               pedwarn ("specializing %q#T in different namespace", type);
739               pedwarn ("  from definition of %q+#D",
740                        CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
741             }
742
743           /* Check for invalid specialization after instantiation:
744
745                template <> template <> class C<int>::D<int>;
746                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
747
748           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS
749                  (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)));
750                t; t = TREE_CHAIN (t))
751             if (TREE_VALUE (t) != type
752                 && TYPE_CONTEXT (TREE_VALUE (t)) == context)
753               error ("specialization %qT after instantiation %qT",
754                      type, TREE_VALUE (t));
755
756           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
757              have one level of template argument for the innermost
758              class template.  */
759           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
760           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
761             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
762         }
763     }
764   else if (processing_specialization)
765     error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
766 }
767
768 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
769    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
770    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
771
772 static inline bool
773 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
774 {
775   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
776           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
777           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
778              parameter.  */
779           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
780           /* The optimized lookup depends on the fact that the
781              template arguments for the member function template apply
782              purely to the containing class, which is not true if the
783              containing class is an explicit or partial
784              specialization.  */
785           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
786           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
787           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
788           /* It is possible to have a template that is not a member
789              template and is not a member of a template class:
790
791              template <typename T>
792              struct S { friend A::f(); };
793
794              Here, the friend function is a template, but the context does
795              not have template information.  The optimized lookup relies
796              on having ARGS be the template arguments for both the class
797              and the function template.  */
798           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
799 }
800
801 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
802    specialization is either an instantiation or an explicit
803    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
804    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
805    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
806    templates with more than one level of parameters.
807
808    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
809    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
810    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
811
812 static tree
813 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args,
814                          bool class_specializations_p)
815 {
816   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
817
818   /* There should be as many levels of arguments as there are
819      levels of parameters.  */
820   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
821               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
822
823   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
824     {
825       tree class_template;
826       tree class_specialization;
827       VEC(tree,gc) *methods;
828       tree fns;
829       int idx;
830
831       /* The template arguments actually apply to the containing
832          class.  Find the class specialization with those
833          arguments.  */
834       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
835       class_specialization
836         = retrieve_specialization (class_template, args,
837                                    /*class_specializations_p=*/false);
838       if (!class_specialization)
839         return NULL_TREE;
840       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
841          for the specialization.  */
842       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
843       if (idx == -1)
844         return NULL_TREE;
845       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
846          for the one that has an instance of TMPL.  */
847       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
848       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
849         {
850           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
851           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl)
852             return fn;
853         }
854       return NULL_TREE;
855     }
856   else
857     {
858       tree *sp;
859       tree *head;
860
861       /* Class templates store their instantiations on the
862          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS list; other templates use the
863          DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS list.  */
864       if (!class_specializations_p
865           && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == TYPE_DECL)
866         sp = &DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
867       else
868         sp = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
869       head = sp;
870       /* Iterate through the list until we find a matching template.  */
871       while (*sp != NULL_TREE)
872         {
873           tree spec = *sp;
874
875           if (comp_template_args (TREE_PURPOSE (spec), args))
876             {
877               /* Use the move-to-front heuristic to speed up future
878                  searches.  */
879               if (spec != *head)
880                 {
881                   *sp = TREE_CHAIN (*sp);
882                   TREE_CHAIN (spec) = *head;
883                   *head = spec;
884                 }
885               return TREE_VALUE (spec);
886             }
887           sp = &TREE_CHAIN (spec);
888         }
889     }
890
891   return NULL_TREE;
892 }
893
894 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
895
896 static tree
897 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
898 {
899   tree spec = htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
900                                    htab_hash_pointer (tmpl));
901   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
902 }
903
904 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
905
906 int
907 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
908 {
909   tree t;
910
911   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
912     {
913       for (t = decl;
914            t != NULL_TREE;
915            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
916         if (t == tmpl)
917           return 1;
918     }
919   else
920     {
921       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
922
923       for (t = TREE_TYPE (decl);
924            t != NULL_TREE;
925            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
926              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
927         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
928           return 1;
929     }
930
931   return 0;
932 }
933
934 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
935    FRIEND according to [temp.friend].  */
936
937 bool
938 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend)
939 {
940   bool need_template = true;
941   int template_depth;
942
943   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
944               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
945
946   /* For [temp.friend/6] when FRIEND is an ordinary member function
947      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
948      if this.  */
949   if (TREE_CODE (friend) == FUNCTION_DECL
950       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend)
951       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend))
952     {
953       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
954       friend = DECL_TI_TEMPLATE (friend);
955       need_template = false;
956     }
957   else if (TREE_CODE (friend) == TEMPLATE_DECL
958            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend))
959     need_template = false;
960
961   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
962   if (TREE_CODE (friend) != TEMPLATE_DECL)
963     return false;
964
965   if (is_specialization_of (decl, friend))
966     return true;
967
968   /* [temp.friend/6]
969      A member of a class template may be declared to be a friend of a
970      non-template class.  In this case, the corresponding member of
971      every specialization of the class template is a friend of the
972      class granting friendship.
973
974      For example, given a template friend declaration
975
976        template <class T> friend void A<T>::f();
977
978      the member function below is considered a friend
979
980        template <> struct A<int> {
981          void f();
982        };
983
984      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
985      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
986      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
987
988   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend));
989   if (template_depth
990       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
991       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
992                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend))))
993     {
994       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
995          a few tricky cases, such as when FRIEND's are
996
997            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
998            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
999
1000          and DECL's are
1001
1002            void A<int>::g(int);
1003            template <int> void A<int>::h();
1004
1005          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1006          the context of DECL.  This is required for template substitution
1007          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1008          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1009
1010       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1011       tree args = NULL_TREE;
1012       int current_depth = 0;
1013
1014       while (current_depth < template_depth)
1015         {
1016           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1017             {
1018               if (current_depth == 0)
1019                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1020               else
1021                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1022               current_depth++;
1023             }
1024           context = TYPE_CONTEXT (context);
1025         }
1026
1027       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1028         {
1029           bool is_template;
1030           tree friend_type;
1031           tree decl_type;
1032           tree friend_args_type;
1033           tree decl_args_type;
1034
1035           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1036              non-templates.  */
1037           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1038                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1039           if (need_template ^ is_template)
1040             return false;
1041           else if (is_template)
1042             {
1043               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1044               tree friend_parms
1045                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1046                                          args, tf_none);
1047               if (!comp_template_parms
1048                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1049                       friend_parms))
1050                 return false;
1051
1052               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1053             }
1054           else
1055             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1056
1057           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend), args,
1058                                               tf_none, NULL_TREE);
1059           if (friend_type == error_mark_node)
1060             return false;
1061
1062           /* Check if return types match.  */
1063           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1064             return false;
1065
1066           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1067              `this' parameter.  */
1068           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1069           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1070           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend))
1071             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1072           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1073             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1074
1075           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1076         }
1077       else
1078         {
1079           /* DECL is a TYPE_DECL */
1080           bool is_template;
1081           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1082
1083           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1084              non-templates.  */
1085           is_template
1086             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1087               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1088
1089           if (need_template ^ is_template)
1090             return false;
1091           else if (is_template)
1092             {
1093               tree friend_parms;
1094               /* If both are templates, check the name of the two
1095                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1096               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1097                   != DECL_NAME (friend))
1098                 return false;
1099
1100               /* Now check template parameter list.  */
1101               friend_parms
1102                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1103                                          args, tf_none);
1104               return comp_template_parms
1105                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1106                  friend_parms);
1107             }
1108           else
1109             return (DECL_NAME (decl)
1110                     == DECL_NAME (friend));
1111         }
1112     }
1113   return false;
1114 }
1115
1116 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1117    the indicated ARGS.  Returns SPEC, or an equivalent prior
1118    declaration, if available.  */
1119
1120 static tree
1121 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args)
1122 {
1123   tree fn;
1124
1125   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1126
1127   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1128       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1129     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1130        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1131        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1132        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1133        with default function arguments.  In particular, given
1134        something like this:
1135
1136           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1137
1138        the default argument expression is not substituted for in an
1139        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1140     return spec;
1141
1142   fn = retrieve_specialization (tmpl, args,
1143                                 /*class_specializations_p=*/false);
1144   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1145      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1146      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1147      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1148      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1149   if (fn == spec)
1150     return spec;
1151   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1152     {
1153       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1154         {
1155           if (TREE_USED (fn)
1156               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1157             {
1158               error ("specialization of %qD after instantiation",
1159                      fn);
1160               return spec;
1161             }
1162           else
1163             {
1164               /* This situation should occur only if the first
1165                  specialization is an implicit instantiation, the
1166                  second is an explicit specialization, and the
1167                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1168                  situation can occur if we have implicitly
1169                  instantiated a member function and then specialized
1170                  it later.
1171
1172                  We can also wind up here if a friend declaration that
1173                  looked like an instantiation turns out to be a
1174                  specialization:
1175
1176                    template <class T> void foo(T);
1177                    class S { friend void foo<>(int) };
1178                    template <> void foo(int);
1179
1180                  We transform the existing DECL in place so that any
1181                  pointers to it become pointers to the updated
1182                  declaration.
1183
1184                  If there was a definition for the template, but not
1185                  for the specialization, we want this to look as if
1186                  there were no definition, and vice versa.  */
1187               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1188               duplicate_decls (spec, fn);
1189
1190               return fn;
1191             }
1192         }
1193       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1194         {
1195           if (!duplicate_decls (spec, fn) && DECL_INITIAL (spec))
1196             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1197                line number so any errors match this new
1198                definition.  */
1199             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1200
1201           return fn;
1202         }
1203     }
1204
1205   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1206      template it is specializing.  */
1207   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1208       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1209     DECL_CONTEXT (spec) = decl_namespace_context (tmpl);
1210
1211   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1212     DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl)
1213       = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl));
1214
1215   return spec;
1216 }
1217
1218 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1219    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1220    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.  */
1221
1222 bool
1223 reregister_specialization (tree spec, tree tmpl, tree new_spec)
1224 {
1225   tree* s;
1226
1227   for (s = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
1228        *s != NULL_TREE;
1229        s = &TREE_CHAIN (*s))
1230     if (TREE_VALUE (*s) == spec)
1231       {
1232         if (!new_spec)
1233           *s = TREE_CHAIN (*s);
1234         else
1235           TREE_VALUE (*s) = new_spec;
1236         return 1;
1237       }
1238
1239   return 0;
1240 }
1241
1242 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1243    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1244    DECL).  */
1245
1246 static int
1247 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1248 {
1249   return TREE_VALUE ((tree) p1) == (tree) p2;
1250 }
1251
1252 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1253
1254 static hashval_t
1255 hash_local_specialization (const void* p1)
1256 {
1257   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((tree) p1));
1258 }
1259
1260 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1261    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1262
1263 static void
1264 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1265 {
1266   void **slot;
1267
1268   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1269                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1270   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1271 }
1272
1273 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1274
1275 void
1276 print_candidates (tree fns)
1277 {
1278   tree fn;
1279
1280   const char *str = "candidates are:";
1281
1282   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1283     {
1284       tree f;
1285
1286       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1287         error ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1288       str = "               ";
1289     }
1290 }
1291
1292 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1293    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1294    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1295    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1296    TEMPLATE_ID are non-members.
1297
1298    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1299    specialization of a member template.
1300
1301    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1302    template classes that appeared in the name of the function. See
1303    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1304
1305    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1306    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1307
1308    If it is impossible to determine the result, an error message is
1309    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1310
1311 static tree
1312 determine_specialization (tree template_id,
1313                           tree decl,
1314                           tree* targs_out,
1315                           int need_member_template,
1316                           int template_count)
1317 {
1318   tree fns;
1319   tree targs;
1320   tree explicit_targs;
1321   tree candidates = NULL_TREE;
1322   tree templates = NULL_TREE;
1323   int header_count;
1324   struct cp_binding_level *b;
1325
1326   *targs_out = NULL_TREE;
1327
1328   if (template_id == error_mark_node)
1329     return error_mark_node;
1330
1331   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1332   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1333
1334   if (fns == error_mark_node)
1335     return error_mark_node;
1336
1337   /* Check for baselinks.  */
1338   if (BASELINK_P (fns))
1339     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1340
1341   if (!is_overloaded_fn (fns))
1342     {
1343       error ("%qD is not a function template", fns);
1344       return error_mark_node;
1345     }
1346
1347   /* Count the number of template headers specified for this
1348      specialization.  */
1349   header_count = 0;
1350   for (b = current_binding_level;
1351        b->kind == sk_template_parms;
1352        b = b->level_chain)
1353     ++header_count;
1354
1355   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1356     {
1357       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1358
1359       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1360         {
1361           tree decl_arg_types;
1362           tree fn_arg_types;
1363
1364           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1365
1366           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1367           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1368           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1369               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1370             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1371
1372           /* Check that the number of function parameters matches.
1373              For example,
1374                template <class T> void f(int i = 0);
1375                template <> void f<int>();
1376              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1377              by get_bindings below.  */
1378
1379           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1380           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1381             continue;
1382
1383           /* For a non-static member function, we need to make sure that
1384              the const qualification is the same. This can be done by
1385              checking the 'this' in the argument list.  */
1386           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1387               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1388                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1389             continue;
1390
1391           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1392              the number of template headers appearing in the specialization
1393              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1394              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1395              member functions. Consider the following code:
1396
1397              template <> void A<int>::f(int);
1398              template <> template <> void A<int>::f(int);
1399
1400              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1401              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1402              member function, whilst the second line specializes "f" which
1403              is a template member function. So both lines are syntactically
1404              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1405              them.
1406
1407              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1408              against the declarations. We count the number of template
1409              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1410              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1411              plus there must be another header for the member template
1412              itself).
1413
1414              Notice that if header_count is zero, this is not a
1415              specialization but rather a template instantiation, so there
1416              is no check we can perform here.  */
1417           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1418             continue;
1419
1420           /* Check that the number of template arguments at the
1421              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1422           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1423               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1424               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1425                   != TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (current_template_parms))))
1426             continue;
1427
1428           /* See whether this function might be a specialization of this
1429              template.  */
1430           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1431
1432           if (!targs)
1433             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1434                specialize TMPL will produce DECL.  */
1435             continue;
1436
1437           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1438           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1439         }
1440       else if (need_member_template)
1441         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1442            specialization of a member template.  */
1443         ;
1444       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1445         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1446            cases.  */
1447         ;
1448       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1449         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1450            be a specialization of that.  */
1451         ;
1452       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1453         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1454         ;
1455       else
1456         {
1457           tree decl_arg_types;
1458
1459           /* This is an ordinary member function.  However, since
1460              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1461              template class.  For example,
1462
1463                template <typename T> struct S { void f(); };
1464                template <> void S<int>::f() {}
1465
1466              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1467              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1468              might be in business.  */
1469
1470           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1471             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1472                of a template class.  This is not a candidate.  */
1473             continue;
1474
1475           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1476                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1477             /* The return types differ.  */
1478             continue;
1479
1480           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1481           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1482           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1483               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1484             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1485
1486           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1487                          decl_arg_types))
1488             /* They match!  */
1489             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1490         }
1491     }
1492
1493   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1494     {
1495       /* We have:
1496
1497            [temp.expl.spec]
1498
1499            It is possible for a specialization with a given function
1500            signature to be instantiated from more than one function
1501            template.  In such cases, explicit specification of the
1502            template arguments must be used to uniquely identify the
1503            function template specialization being specialized.
1504
1505          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1506          determine which of the candidate templates is most
1507          specialized.  However, we, also have:
1508
1509            [temp.func.order]
1510
1511            Partial ordering of overloaded function template
1512            declarations is used in the following contexts to select
1513            the function template to which a function template
1514            specialization refers:
1515
1516            -- when an explicit specialization refers to a function
1517               template.
1518
1519          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1520          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1521          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1522          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1523          the EDG front-end has that behavior, and John Spicer claims
1524          that the committee simply forgot to delete the wording in
1525          [temp.expl.spec].  */
1526      tree tmpl = most_specialized (templates, decl, explicit_targs);
1527      if (tmpl && tmpl != error_mark_node)
1528        {
1529          targs = get_bindings (tmpl, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1530          templates = tree_cons (targs, tmpl, NULL_TREE);
1531        }
1532     }
1533
1534   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1535     {
1536       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1537              "declaration", template_id, decl);
1538       return error_mark_node;
1539     }
1540   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1541            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1542            || (templates && candidates))
1543     {
1544       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1545              template_id, decl);
1546       chainon (candidates, templates);
1547       print_candidates (candidates);
1548       return error_mark_node;
1549     }
1550
1551   /* We have one, and exactly one, match.  */
1552   if (candidates)
1553     {
1554       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1555          template class.  */
1556       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (TREE_VALUE (candidates)));
1557       return DECL_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (candidates));
1558     }
1559
1560   /* It was a specialization of a template.  */
1561   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1562   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1563     {
1564       *targs_out = copy_node (targs);
1565       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
1566                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1567                            TREE_PURPOSE (templates));
1568     }
1569   else
1570     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1571   return TREE_VALUE (templates);
1572 }
1573
1574 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1575    but with the default argument values filled in from those in the
1576    TMPL_TYPES.  */
1577
1578 static tree
1579 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1580                                       tree tmpl_types)
1581 {
1582   tree new_spec_types;
1583
1584   if (!spec_types)
1585     return NULL_TREE;
1586
1587   if (spec_types == void_list_node)
1588     return void_list_node;
1589
1590   /* Substitute into the rest of the list.  */
1591   new_spec_types =
1592     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1593                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1594
1595   /* Add the default argument for this parameter.  */
1596   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1597                          TREE_VALUE (spec_types),
1598                          new_spec_types);
1599 }
1600
1601 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1602    from the template it specializes.  (That way, code like:
1603
1604      template <class T> void f(T = 3);
1605      template <> void f(double);
1606      void g () { f (); }
1607
1608    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1609    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1610    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1611
1612 static void
1613 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
1614 {
1615   tree tmpl;
1616   tree spec_types;
1617   tree tmpl_types;
1618   tree new_spec_types;
1619   tree old_type;
1620   tree new_type;
1621   tree t;
1622   tree object_type = NULL_TREE;
1623   tree in_charge = NULL_TREE;
1624   tree vtt = NULL_TREE;
1625
1626   /* See if there's anything we need to do.  */
1627   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
1628   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
1629   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
1630     if (TREE_PURPOSE (t))
1631       break;
1632   if (!t)
1633     return;
1634
1635   old_type = TREE_TYPE (decl);
1636   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
1637
1638   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1639     {
1640       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
1641          CV quals.  */
1642       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
1643       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1644       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
1645
1646       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
1647         {
1648           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
1649              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
1650           in_charge = spec_types;
1651           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1652         }
1653       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
1654         {
1655           vtt = spec_types;
1656           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1657         }
1658     }
1659
1660   /* Compute the merged default arguments.  */
1661   new_spec_types =
1662     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
1663
1664   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
1665   if (object_type)
1666     {
1667       if (vtt)
1668         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
1669                                          TREE_VALUE (vtt),
1670                                          new_spec_types);
1671
1672       if (in_charge)
1673         /* Put the in-charge parameter back.  */
1674         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
1675                                          TREE_VALUE (in_charge),
1676                                          new_spec_types);
1677
1678       new_type = build_method_type_directly (object_type,
1679                                              TREE_TYPE (old_type),
1680                                              new_spec_types);
1681     }
1682   else
1683     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
1684                                     new_spec_types);
1685   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
1686                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
1687   new_type = build_exception_variant (new_type,
1688                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
1689   TREE_TYPE (decl) = new_type;
1690 }
1691
1692 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
1693    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
1694    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
1695    instantiation at this point.
1696
1697    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
1698    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
1699    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
1700    recoverable.
1701
1702    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
1703
1704    2: The function has a definition.
1705    4: The function is a friend.
1706
1707    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1708    template classes that appeared in the name of the function.  For
1709    example, in
1710
1711      template <class T> struct S { void f(); };
1712      void S<int>::f();
1713
1714    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
1715    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
1716
1717      template <class T> struct S {};
1718      template <> struct S<int> { void f(); }
1719      template <> void S<int>::f();
1720
1721    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
1722    invalid; there should be no template <>.)
1723
1724    If the function is a specialization, it is marked as such via
1725    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
1726    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
1727    for that template.  */
1728
1729 tree
1730 check_explicit_specialization (tree declarator,
1731                                tree decl,
1732                                int template_count,
1733                                int flags)
1734 {
1735   int have_def = flags & 2;
1736   int is_friend = flags & 4;
1737   int specialization = 0;
1738   int explicit_instantiation = 0;
1739   int member_specialization = 0;
1740   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
1741   tree dname = DECL_NAME (decl);
1742   tmpl_spec_kind tsk;
1743
1744   if (is_friend)
1745     {
1746       if (!processing_specialization)
1747         tsk = tsk_none;
1748       else
1749         tsk = tsk_excessive_parms;
1750     }
1751   else
1752     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
1753
1754   switch (tsk)
1755     {
1756     case tsk_none:
1757       if (processing_specialization)
1758         {
1759           specialization = 1;
1760           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1761         }
1762       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1763         {
1764           if (is_friend)
1765             /* This could be something like:
1766
1767                template <class T> void f(T);
1768                class S { friend void f<>(int); }  */
1769             specialization = 1;
1770           else
1771             {
1772               /* This case handles bogus declarations like template <>
1773                  template <class T> void f<int>(); */
1774
1775               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1776                      declarator);
1777               return decl;
1778             }
1779         }
1780       break;
1781
1782     case tsk_invalid_member_spec:
1783       /* The error has already been reported in
1784          check_specialization_scope.  */
1785       return error_mark_node;
1786
1787     case tsk_invalid_expl_inst:
1788       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
1789
1790       /* Fall through.  */
1791
1792     case tsk_expl_inst:
1793       if (have_def)
1794         error ("definition provided for explicit instantiation");
1795
1796       explicit_instantiation = 1;
1797       break;
1798
1799     case tsk_excessive_parms:
1800     case tsk_insufficient_parms:
1801       if (tsk == tsk_excessive_parms)
1802         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
1803                decl);
1804       else if (template_header_count)
1805         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
1806       else
1807         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
1808               "%<template <>%>", decl);
1809
1810       /* Fall through.  */
1811     case tsk_expl_spec:
1812       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1813       if (ctype)
1814         member_specialization = 1;
1815       else
1816         specialization = 1;
1817       break;
1818
1819     case tsk_template:
1820       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1821         {
1822           /* This case handles bogus declarations like template <>
1823              template <class T> void f<int>(); */
1824
1825           if (uses_template_parms (declarator))
1826             error ("function template partial specialization %qD "
1827                    "is not allowed", declarator);
1828           else
1829             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1830                    declarator);
1831           return decl;
1832         }
1833
1834       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
1835         /* This is a specialization of a member template, without
1836            specialization the containing class.  Something like:
1837
1838              template <class T> struct S {
1839                template <class U> void f (U);
1840              };
1841              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
1842
1843            That's a specialization -- but of the entire template.  */
1844         specialization = 1;
1845       break;
1846
1847     default:
1848       gcc_unreachable ();
1849     }
1850
1851   if (specialization || member_specialization)
1852     {
1853       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1854       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
1855         if (TREE_PURPOSE (t))
1856           {
1857             pedwarn
1858               ("default argument specified in explicit specialization");
1859             break;
1860           }
1861       if (current_lang_name == lang_name_c)
1862         error ("template specialization with C linkage");
1863     }
1864
1865   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
1866     {
1867       tree tmpl = NULL_TREE;
1868       tree targs = NULL_TREE;
1869
1870       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
1871       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
1872         {
1873           tree fns;
1874
1875           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
1876           if (ctype)
1877             fns = dname;
1878           else
1879             {
1880               /* If there is no class context, the explicit instantiation
1881                  must be at namespace scope.  */
1882               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
1883
1884               /* Find the namespace binding, using the declaration
1885                  context.  */
1886               fns = namespace_binding (dname, CP_DECL_CONTEXT (decl));
1887               if (!fns || !is_overloaded_fn (fns))
1888                 {
1889                   error ("%qD is not a template function", dname);
1890                   fns = error_mark_node;
1891                 }
1892             }
1893
1894           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
1895         }
1896
1897       if (declarator == error_mark_node)
1898         return error_mark_node;
1899
1900       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
1901         {
1902           if (!explicit_instantiation)
1903             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
1904                but the error will already have been flagged by
1905                check_specialization_scope.  */
1906             return error_mark_node;
1907           else
1908             {
1909               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
1910                  class scope, e.g.:
1911
1912                    class C { template void f(); }
1913
1914                    This case is caught by the parser.  However, on
1915                    something like:
1916
1917                    template class C { void f(); };
1918
1919                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
1920                    issued later.  */
1921               ;
1922             }
1923
1924           return decl;
1925         }
1926       else if (ctype != NULL_TREE
1927                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
1928                    IDENTIFIER_NODE))
1929         {
1930           /* Find the list of functions in ctype that have the same
1931              name as the declared function.  */
1932           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
1933           tree fns = NULL_TREE;
1934           int idx;
1935
1936           if (constructor_name_p (name, ctype))
1937             {
1938               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
1939
1940               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (ctype)
1941                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
1942                 {
1943                   /* From [temp.expl.spec]:
1944
1945                      If such an explicit specialization for the member
1946                      of a class template names an implicitly-declared
1947                      special member function (clause _special_), the
1948                      program is ill-formed.
1949
1950                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
1951                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
1952                   return error_mark_node;
1953                 }
1954
1955               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
1956             }
1957
1958           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
1959             {
1960               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
1961               if (idx >= 0)
1962                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
1963             }
1964           else
1965             {
1966               VEC(tree,gc) *methods;
1967               tree ovl;
1968
1969               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
1970                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
1971                  int' which will be a specialization of `operator T'.
1972                  So, we find *all* the conversion operators, and then
1973                  select from them.  */
1974               fns = NULL_TREE;
1975
1976               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
1977               if (methods)
1978                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
1979                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
1980                      ++idx)
1981                   {
1982                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
1983                       /* There are no more conversion functions.  */
1984                       break;
1985
1986                     /* Glue all these conversion functions together
1987                        with those we already have.  */
1988                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
1989                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
1990                   }
1991             }
1992
1993           if (fns == NULL_TREE)
1994             {
1995               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
1996               return error_mark_node;
1997             }
1998           else
1999             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2000         }
2001
2002       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2003          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2004          member function, we cannot tell apriori whether the
2005          instantiation is for a member template, or just a member
2006          function of a template class.  Even if a member template is
2007          being instantiated, the member template arguments may be
2008          elided if they can be deduced from the rest of the
2009          declaration.  */
2010       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2011                                        &targs,
2012                                        member_specialization,
2013                                        template_count);
2014
2015       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2016         /* We couldn't figure out what this declaration was
2017            specializing.  */
2018         return error_mark_node;
2019       else
2020         {
2021           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2022
2023           if (explicit_instantiation)
2024             {
2025               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2026                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2027
2028               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2029               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2030
2031               if (arg_depth > parm_depth)
2032                 {
2033                   /* If TMPL is not the most general template (for
2034                      example, if TMPL is a friend template that is
2035                      injected into namespace scope), then there will
2036                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2037                      here.  */
2038                   int i;
2039                   tree new_targs;
2040
2041                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2042                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2043                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2044                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2045                   targs = new_targs;
2046                 }
2047
2048               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2049             }
2050
2051           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2052              turns out to be specializing a static member function,
2053              make DECL a static member function as well.  */
2054           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2055               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2056             revert_static_member_fn (decl);
2057
2058           /* If this is a specialization of a member template of a
2059              template class.  In we want to return the TEMPLATE_DECL,
2060              not the specialization of it.  */
2061           if (tsk == tsk_template)
2062             {
2063               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2064               DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) = NULL_TREE;
2065               if (have_def)
2066                 {
2067                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2068                   DECL_SOURCE_LOCATION (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2069                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2070                   /* We want to use the argument list specified in the
2071                      definition, not in the original declaration.  */
2072                   DECL_ARGUMENTS (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2073                     = DECL_ARGUMENTS (decl);
2074                 }
2075               return tmpl;
2076             }
2077
2078           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2079           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2080
2081           /* Inherit default function arguments from the template
2082              DECL is specializing.  */
2083           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2084
2085           /* This specialization has the same protection as the
2086              template it specializes.  */
2087           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2088           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2089
2090           /* The specialization has the same visibility as the
2091              template it specializes.  */
2092           if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (gen_tmpl))
2093             {
2094               DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2095               DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (gen_tmpl);
2096             }
2097
2098           if (is_friend && !have_def)
2099             /* This is not really a declaration of a specialization.
2100                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2101                a request for an instantiation, either.  */
2102             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2103           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2104             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2105                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2106                versions in V3 ABI.  */
2107             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2108
2109           /* Register this specialization so that we can find it
2110              again.  */
2111           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs);
2112         }
2113     }
2114
2115   return decl;
2116 }
2117
2118 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2119    parameters.  These are represented in the same format used for
2120    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2121
2122 int
2123 comp_template_parms (tree parms1, tree parms2)
2124 {
2125   tree p1;
2126   tree p2;
2127
2128   if (parms1 == parms2)
2129     return 1;
2130
2131   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2132        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2133        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2134     {
2135       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2136       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2137       int i;
2138
2139       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2140       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2141
2142       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2143         return 0;
2144
2145       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2146         {
2147           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2148           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2149
2150           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2151             return 0;
2152
2153           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
2154             continue;
2155           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2156             return 0;
2157         }
2158     }
2159
2160   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2161     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2162        other.  */
2163     return 0;
2164
2165   return 1;
2166 }
2167
2168 /* Complain if DECL shadows a template parameter.
2169
2170    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
2171    scope (including nested scopes).  */
2172
2173 void
2174 check_template_shadow (tree decl)
2175 {
2176   tree olddecl;
2177
2178   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
2179      parameter.  */
2180   if (!current_template_parms)
2181     return;
2182
2183   /* Figure out what we're shadowing.  */
2184   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
2185     decl = OVL_CURRENT (decl);
2186   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
2187
2188   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
2189      anything, let alone a template parameter.  */
2190   if (!olddecl)
2191     return;
2192
2193   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
2194      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
2195      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
2196      node.  */
2197   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
2198     return;
2199
2200   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
2201      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
2202      inline member templates.  */
2203   if (decl == olddecl
2204       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
2205     return;
2206
2207   error ("declaration of %q+#D", decl);
2208   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
2209 }
2210
2211 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
2212    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
2213
2214 static tree
2215 build_template_parm_index (int index,
2216                            int level,
2217                            int orig_level,
2218                            tree decl,
2219                            tree type)
2220 {
2221   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
2222   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
2223   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
2224   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
2225   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
2226   TREE_TYPE (t) = type;
2227   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
2228   TREE_INVARIANT (t) = TREE_INVARIANT (decl);
2229   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
2230
2231   return t;
2232 }
2233
2234 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
2235    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
2236    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
2237    new one is created.  */
2238
2239 static tree
2240 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels)
2241 {
2242   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
2243       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
2244           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
2245     {
2246       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
2247       tree decl, t;
2248
2249       decl = build_decl (TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
2250       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
2251       TREE_INVARIANT (decl) = TREE_INVARIANT (orig_decl);
2252       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
2253       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2254       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2255
2256       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
2257                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
2258                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
2259                                      decl, type);
2260       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
2261
2262         /* Template template parameters need this.  */
2263       if (TREE_CODE (decl) != CONST_DECL)
2264         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl)
2265           = DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index));
2266     }
2267
2268   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
2269 }
2270
2271 /* Process information from new template parameter NEXT and append it to the
2272    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
2273    IS_NON_TYPE is true.  */
2274
2275 tree
2276 process_template_parm (tree list, tree next, bool is_non_type)
2277 {
2278   tree parm;
2279   tree decl = 0;
2280   tree defval;
2281   int idx;
2282
2283   parm = next;
2284   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
2285   defval = TREE_PURPOSE (parm);
2286
2287   if (list)
2288     {
2289       tree p = TREE_VALUE (tree_last (list));
2290
2291       if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
2292         idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
2293       else
2294         idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
2295       ++idx;
2296     }
2297   else
2298     idx = 0;
2299
2300   if (is_non_type)
2301     {
2302       parm = TREE_VALUE (parm);
2303
2304       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2305
2306       /* [temp.param]
2307
2308          The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
2309          ignored when determining its type.  */
2310       TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
2311
2312       /* A template parameter is not modifiable.  */
2313       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
2314       TREE_INVARIANT (parm) = 1;
2315       TREE_READONLY (parm) = 1;
2316       if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
2317         TREE_TYPE (parm) = void_type_node;
2318       decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
2319       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
2320       TREE_INVARIANT (decl) = 1;
2321       TREE_READONLY (decl) = 1;
2322       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
2323         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2324                                      processing_template_decl,
2325                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2326     }
2327   else
2328     {
2329       tree t;
2330       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
2331
2332       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2333         {
2334           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
2335           /* This is for distinguishing between real templates and template
2336              template parameters */
2337           TREE_TYPE (parm) = t;
2338           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
2339           decl = parm;
2340         }
2341       else
2342         {
2343           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
2344           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
2345           decl = build_decl (TYPE_DECL, parm, t);
2346         }
2347
2348       TYPE_NAME (t) = decl;
2349       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
2350       parm = decl;
2351       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
2352         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2353                                      processing_template_decl,
2354                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2355     }
2356   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2357   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2358   pushdecl (decl);
2359   parm = build_tree_list (defval, parm);
2360   return chainon (list, parm);
2361 }
2362
2363 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
2364    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
2365    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
2366    as PARM_DECLs.  */
2367
2368 tree
2369 end_template_parm_list (tree parms)
2370 {
2371   int nparms;
2372   tree parm, next;
2373   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
2374
2375   current_template_parms
2376     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
2377                  saved_parmlist, current_template_parms);
2378
2379   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
2380     {
2381       next = TREE_CHAIN (parm);
2382       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
2383       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
2384     }
2385
2386   --processing_template_parmlist;
2387
2388   return saved_parmlist;
2389 }
2390
2391 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
2392
2393 void
2394 end_template_decl (void)
2395 {
2396   reset_specialization ();
2397
2398   if (! processing_template_decl)
2399     return;
2400
2401   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
2402   finish_scope ();
2403
2404   --processing_template_decl;
2405   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
2406 }
2407
2408 /* Given a template argument vector containing the template PARMS.
2409    The innermost PARMS are given first.  */
2410
2411 tree
2412 current_template_args (void)
2413 {
2414   tree header;
2415   tree args = NULL_TREE;
2416   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2417   int l = length;
2418
2419   /* If there is only one level of template parameters, we do not
2420      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
2421      TREE_VEC containing the arguments.  */
2422   if (length > 1)
2423     args = make_tree_vec (length);
2424
2425   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
2426     {
2427       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
2428       int i;
2429
2430       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
2431       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
2432         {
2433           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
2434
2435           /* T will be a list if we are called from within a
2436              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
2437              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
2438           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
2439             {
2440               t = TREE_VALUE (t);
2441
2442               if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
2443                   || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
2444                 t = TREE_TYPE (t);
2445               else
2446                 t = DECL_INITIAL (t);
2447               TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
2448             }
2449         }
2450
2451       if (length > 1)
2452         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
2453       else
2454         args = a;
2455     }
2456
2457   return args;
2458 }
2459
2460 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
2461    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
2462    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
2463
2464 static tree
2465 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
2466 {
2467   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
2468   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
2469   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
2470   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
2471   if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
2472     {
2473       DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl) = DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl);
2474       DECL_CONSTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2475       DECL_DESTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_DESTRUCTOR_P (decl);
2476       DECL_NONCONVERTING_P (tmpl) = DECL_NONCONVERTING_P (decl);
2477       DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (tmpl) = DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (decl);
2478       if (DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl))
2479         SET_OVERLOADED_OPERATOR_CODE (tmpl,
2480                                       DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl));
2481     }
2482
2483   return tmpl;
2484 }
2485
2486 struct template_parm_data
2487 {
2488   /* The level of the template parameters we are currently
2489      processing.  */
2490   int level;
2491
2492   /* The index of the specialization argument we are currently
2493      processing.  */
2494   int current_arg;
2495
2496   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
2497      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
2498      of the arguments processed so far.  */
2499   int* parms;
2500
2501   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
2502      elements are nonzero if the argument makes use of template
2503      parameters of this level.  */
2504   int* arg_uses_template_parms;
2505 };
2506
2507 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
2508    parameter in a partial specialization is used in the explicit
2509    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
2510    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
2511    appropriately.  */
2512
2513 static int
2514 mark_template_parm (tree t, void* data)
2515 {
2516   int level;
2517   int idx;
2518   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
2519
2520   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2521     {
2522       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2523       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
2524     }
2525   else
2526     {
2527       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2528       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
2529     }
2530
2531   if (level == tpd->level)
2532     {
2533       tpd->parms[idx] = 1;
2534       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
2535     }
2536
2537   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
2538      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
2539   return 0;
2540 }
2541
2542 /* Process the partial specialization DECL.  */
2543
2544 static tree
2545 process_partial_specialization (tree decl)
2546 {
2547   tree type = TREE_TYPE (decl);
2548   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
2549   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
2550   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
2551   tree inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
2552   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
2553   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
2554   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2555   int  i;
2556   int did_error_intro = 0;
2557   struct template_parm_data tpd;
2558   struct template_parm_data tpd2;
2559
2560   /* We check that each of the template parameters given in the
2561      partial specialization is used in the argument list to the
2562      specialization.  For example:
2563
2564        template <class T> struct S;
2565        template <class T> struct S<T*>;
2566
2567      The second declaration is OK because `T*' uses the template
2568      parameter T, whereas
2569
2570        template <class T> struct S<int>;
2571
2572      is no good.  Even trickier is:
2573
2574        template <class T>
2575        struct S1
2576        {
2577           template <class U>
2578           struct S2;
2579           template <class U>
2580           struct S2<T>;
2581        };
2582
2583      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
2584      full-specialization.  Of course,
2585
2586           template <class U>
2587           struct S2<T (*)(U)>;
2588
2589      or some such would have been OK.  */
2590   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2591   tpd.parms = alloca (sizeof (int) * ntparms);
2592   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
2593
2594   tpd.arg_uses_template_parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2595   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2596   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2597     {
2598       tpd.current_arg = i;
2599       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
2600                               &mark_template_parm,
2601                               &tpd,
2602                               NULL);
2603     }
2604   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2605     if (tpd.parms[i] == 0)
2606       {
2607         /* One of the template parms was not used in the
2608            specialization.  */
2609         if (!did_error_intro)
2610           {
2611             error ("template parameters not used in partial specialization:");
2612             did_error_intro = 1;
2613           }
2614
2615         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
2616       }
2617
2618   /* [temp.class.spec]
2619
2620      The argument list of the specialization shall not be identical to
2621      the implicit argument list of the primary template.  */
2622   if (comp_template_args
2623       (inner_args,
2624        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
2625                                                    (maintmpl)))))
2626     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
2627
2628   /* [temp.class.spec]
2629
2630      A partially specialized non-type argument expression shall not
2631      involve template parameters of the partial specialization except
2632      when the argument expression is a simple identifier.
2633
2634      The type of a template parameter corresponding to a specialized
2635      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
2636      specialization.  */
2637   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
2638   tpd2.parms = 0;
2639   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2640     {
2641       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
2642       if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
2643           !TYPE_P (arg)
2644           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
2645           /* This next line is the `argument expression is not just a
2646              simple identifier' condition and also the `specialized
2647              non-type argument' bit.  */
2648           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
2649         {
2650           if (tpd.arg_uses_template_parms[i])
2651             error ("template argument %qE involves template parameter(s)", arg);
2652           else
2653             {
2654               /* Look at the corresponding template parameter,
2655                  marking which template parameters its type depends
2656                  upon.  */
2657               tree type =
2658                 TREE_TYPE (TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms,
2659                                                      i)));
2660
2661               if (!tpd2.parms)
2662                 {
2663                   /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
2664                   tpd2.arg_uses_template_parms
2665                     = alloca (sizeof (int) * nargs);
2666                   /* The number of parameters here is the number in the
2667                      main template, which, as checked in the assertion
2668                      above, is NARGS.  */
2669                   tpd2.parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2670                   tpd2.level =
2671                     TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
2672                 }
2673
2674               /* Mark the template parameters.  But this time, we're
2675                  looking for the template parameters of the main
2676                  template, not in the specialization.  */
2677               tpd2.current_arg = i;
2678               tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
2679               memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2680               for_each_template_parm (type,
2681                                       &mark_template_parm,
2682                                       &tpd2,
2683                                       NULL);
2684
2685               if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
2686                 {
2687                   /* The type depended on some template parameters.
2688                      If they are fully specialized in the
2689                      specialization, that's OK.  */
2690                   int j;
2691                   for (j = 0; j < nargs; ++j)
2692                     if (tpd2.parms[j] != 0
2693                         && tpd.arg_uses_template_parms [j])
2694                       {
2695                         error ("type %qT of template argument %qE depends "
2696                                "on template parameter(s)",
2697                                type,
2698                                arg);
2699                         break;
2700                       }
2701                 }
2702             }
2703         }
2704     }
2705
2706   if (retrieve_specialization (maintmpl, specargs,
2707                                /*class_specializations_p=*/true))
2708     /* We've already got this specialization.  */
2709     return decl;
2710
2711   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
2712     = tree_cons (inner_args, inner_parms,
2713                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
2714   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
2715   return decl;
2716 }
2717
2718 /* Check that a template declaration's use of default arguments is not
2719    invalid.  Here, PARMS are the template parameters.  IS_PRIMARY is
2720    nonzero if DECL is the thing declared by a primary template.
2721    IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial specialization.  */
2722
2723 static void
2724 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, int is_partial)
2725 {
2726   const char *msg;
2727   int last_level_to_check;
2728   tree parm_level;
2729
2730   /* [temp.param]
2731
2732      A default template-argument shall not be specified in a
2733      function template declaration or a function template definition, nor
2734      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
2735      class template.  */
2736
2737   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
2738     /* You can't have a function template declaration in a local
2739        scope, nor you can you define a member of a class template in a
2740        local scope.  */
2741     return;
2742
2743   if (current_class_type
2744       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
2745       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2746       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
2747          or a member function.  */
2748       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2749           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
2750           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
2751           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
2752           : false)
2753       /* And, if it was a member function, it really was defined in
2754          the scope of the class.  */
2755       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2756           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
2757     /* We already checked these parameters when the template was
2758        declared, so there's no need to do it again now.  This function
2759        was defined in class scope, but we're processing it's body now
2760        that the class is complete.  */
2761     return;
2762
2763   /* [temp.param]
2764
2765      If a template-parameter has a default template-argument, all
2766      subsequent template-parameters shall have a default
2767      template-argument supplied.  */
2768   for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2769     {
2770       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2771       int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2772       int seen_def_arg_p = 0;
2773       int i;
2774
2775       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2776         {
2777           tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
2778           if (TREE_PURPOSE (parm))
2779             seen_def_arg_p = 1;
2780           else if (seen_def_arg_p)
2781             {
2782               error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
2783               /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
2784                  there should have been a default argument.  */
2785               TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
2786             }
2787         }
2788     }
2789
2790   if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL || is_partial || !is_primary)
2791     /* For an ordinary class template, default template arguments are
2792        allowed at the innermost level, e.g.:
2793          template <class T = int>
2794          struct S {};
2795        but, in a partial specialization, they're not allowed even
2796        there, as we have in [temp.class.spec]:
2797
2798          The template parameter list of a specialization shall not
2799          contain default template argument values.
2800
2801        So, for a partial specialization, or for a function template,
2802        we look at all of them.  */
2803     ;
2804   else
2805     /* But, for a primary class template that is not a partial
2806        specialization we look at all template parameters except the
2807        innermost ones.  */
2808     parms = TREE_CHAIN (parms);
2809
2810   /* Figure out what error message to issue.  */
2811   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2812     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
2813   else if (is_partial)
2814     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
2815   else
2816     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2817
2818   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
2819     /* If we're inside a class definition, there's no need to
2820        examine the parameters to the class itself.  On the one
2821        hand, they will be checked when the class is defined, and,
2822        on the other, default arguments are valid in things like:
2823          template <class T = double>
2824          struct S { template <class U> void f(U); };
2825        Here the default argument for `S' has no bearing on the
2826        declaration of `f'.  */
2827     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
2828   else
2829     /* Check everything.  */
2830     last_level_to_check = 0;
2831
2832   for (parm_level = parms;
2833        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
2834        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2835     {
2836       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2837       int i;
2838       int ntparms;
2839
2840       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2841       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2842         if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
2843           {
2844             if (msg)
2845               {
2846                 error (msg, decl);
2847                 msg = 0;
2848               }
2849
2850             /* Clear out the default argument so that we are not
2851                confused later.  */
2852             TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
2853           }
2854
2855       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
2856          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
2857       if (msg)
2858         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2859     }
2860 }
2861
2862 /* Worker for push_template_decl_real, called via
2863    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
2864    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
2865    parameter of that level, return nonzero.  */
2866
2867 static int
2868 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
2869 {
2870   int this_level = *(int *)data;
2871   int level;
2872
2873   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2874     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2875   else
2876     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2877   return level == this_level;
2878 }
2879
2880 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
2881    parameters given by current_template_args, or reuses a
2882    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
2883    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
2884
2885    If IS_FRIEND is nonzero, DECL is a friend declaration.  */
2886
2887 tree
2888 push_template_decl_real (tree decl, int is_friend)
2889 {
2890   tree tmpl;
2891   tree args;
2892   tree info;
2893   tree ctx;
2894   int primary;
2895   int is_partial;
2896   int new_template_p = 0;
2897   /* True if the template is a member template, in the sense of
2898      [temp.mem].  */
2899   bool member_template_p = false;
2900
2901   if (decl == error_mark_node)
2902     return decl;
2903
2904   /* See if this is a partial specialization.  */
2905   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2906                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
2907                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
2908
2909   is_friend |= (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl));
2910
2911   if (is_friend)
2912     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
2913        the type of which it is a friend.  */
2914     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
2915   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
2916            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
2917     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
2918        it is defined.  */
2919     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
2920   else
2921     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
2922        is assumed to be a member of the class.  */
2923     ctx = current_scope ();
2924
2925   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
2926     ctx = NULL_TREE;
2927
2928   if (!DECL_CONTEXT (decl))
2929     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
2930
2931   /* See if this is a primary template.  */
2932   primary = template_parm_scope_p ();
2933
2934   if (primary)
2935     {
2936       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
2937         member_template_p = true;
2938       if (current_lang_name == lang_name_c)
2939         error ("template with C linkage");
2940       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
2941                && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
2942         error ("template class without a name");
2943       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2944         {
2945           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2946             {
2947               /* [temp.mem]
2948
2949                  A destructor shall not be a member template.  */
2950               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
2951               return error_mark_node;
2952             }
2953           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
2954               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
2955                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
2956                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
2957                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
2958                       == void_list_node)))
2959             {
2960               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
2961
2962                  An allocation function can be a function
2963                  template. ... Template allocation functions shall
2964                  have two or more parameters.  */
2965               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
2966               return decl;
2967             }
2968         }
2969       else if ((DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2970                 && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
2971                || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL && ctx && CLASS_TYPE_P (ctx)))
2972         /* OK */;
2973       else
2974         {
2975           error ("template declaration of %q#D", decl);
2976           return error_mark_node;
2977         }
2978     }
2979
2980   /* Check to see that the rules regarding the use of default
2981      arguments are not being violated.  */
2982   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
2983                            primary, is_partial);
2984
2985   if (is_partial)
2986     return process_partial_specialization (decl);
2987
2988   args = current_template_args ();
2989
2990   if (!ctx
2991       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
2992       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
2993       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
2994     {
2995       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2996           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
2997           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
2998         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2999       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
3000          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
3001          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
3002       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3003                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3004                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3005         {
3006           /* Since a template declaration already existed for this
3007              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
3008              that the redeclaration is valid.  */
3009           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
3010                                     current_template_parms);
3011           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
3012              one we already had.  */
3013           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3014         }
3015       else
3016         {
3017           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3018                                       member_template_p);
3019           new_template_p = 1;
3020
3021           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3022               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
3023             {
3024               /* A specialization of a member template of a template
3025                  class.  */
3026               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
3027               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
3028               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
3029             }
3030         }
3031     }
3032   else
3033     {
3034       tree a, t, current, parms;
3035       int i;
3036
3037       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3038         {
3039           if ((IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)))
3040                || TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) == ENUMERAL_TYPE)
3041               && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3042               && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3043             tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3044           else
3045             {
3046               error ("%qD does not declare a template type", decl);
3047               return decl;
3048             }
3049         }
3050       else if (!DECL_LANG_SPECIFIC (decl) || !DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
3051         {
3052           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
3053           return decl;
3054         }
3055       else
3056         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3057
3058       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
3059           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
3060           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
3061           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
3062         {
3063           tree new_tmpl;
3064
3065           /* The declaration is a specialization of a member
3066              template, declared outside the class.  Therefore, the
3067              innermost template arguments will be NULL, so we
3068              replace them with the arguments determined by the
3069              earlier call to check_explicit_specialization.  */
3070           args = DECL_TI_ARGS (decl);
3071
3072           new_tmpl
3073             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3074                                    member_template_p);
3075           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
3076           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3077           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
3078           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
3079           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
3080             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3081
3082           register_specialization (new_tmpl,
3083                                    most_general_template (tmpl),
3084                                    args);
3085           return decl;
3086         }
3087
3088       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
3089
3090       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3091       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
3092       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
3093         {
3094           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
3095                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
3096         }
3097       else
3098         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
3099           {
3100             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
3101             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3102
3103             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
3104               {
3105                 if (current == decl)
3106                   error ("got %d template parameters for %q#D",
3107                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
3108                 else
3109                   error ("got %d template parameters for %q#T",
3110                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
3111                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
3112                 return error_mark_node;
3113               }
3114
3115             /* Perhaps we should also check that the parms are used in the
3116                appropriate qualifying scopes in the declarator?  */
3117
3118             if (current == decl)
3119               current = ctx;
3120             else
3121               current = TYPE_CONTEXT (current);
3122           }
3123     }
3124
3125   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
3126   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3127
3128   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
3129      that we do not try to push a global template friend declared in a
3130      template class; such a thing may well depend on the template
3131      parameters of the class.  */
3132   if (new_template_p && !ctx
3133       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
3134     {
3135       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl);
3136       if (tmpl == error_mark_node)
3137         return error_mark_node;
3138
3139       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
3140       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3141         {
3142           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
3143           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
3144         }
3145     }
3146
3147   if (primary)
3148     {
3149       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
3150       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
3151         {
3152           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
3153
3154           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
3155              depends on innermost template operands.  */
3156
3157           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
3158                                          depth))
3159             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
3160         }
3161     }
3162
3163   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
3164      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
3165      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
3166      argument levels if necessary.  */
3167   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
3168     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
3169
3170   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3171
3172   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
3173     {
3174       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
3175       if ((!ctx || TREE_CODE (ctx) != FUNCTION_DECL)
3176           && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3177           /* Don't change the name if we've already set it up.  */
3178           && !IDENTIFIER_TEMPLATE (DECL_NAME (decl)))
3179         DECL_NAME (decl) = classtype_mangled_name (TREE_TYPE (decl));
3180     }
3181   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
3182     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
3183
3184   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
3185 }
3186
3187 tree
3188 push_template_decl (tree decl)
3189 {
3190   return push_template_decl_real (decl, 0);
3191 }
3192
3193 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
3194    template PARMS, e.g.:
3195
3196      template <class T> struct S;
3197      template <class T> struct S {};  */
3198
3199 void
3200 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
3201 {
3202   tree tmpl;
3203   tree tmpl_parms;
3204   int i;
3205
3206   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
3207     {
3208       error ("%qT is not a template type", type);
3209       return;
3210     }
3211
3212   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
3213   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
3214     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
3215        about here; there are no new template parameters for the nested
3216        type.  */
3217     return;
3218
3219   if (!parms)
3220     {
3221       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
3222              tmpl);
3223       return;
3224     }
3225
3226   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3227   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3228
3229   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
3230     {
3231       error ("previous declaration %q+D", tmpl);
3232       error ("used %d template parameter(s) instead of %d",
3233              TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
3234              TREE_VEC_LENGTH (parms));
3235       return;
3236     }
3237
3238   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
3239     {
3240       tree tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3241       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3242       tree tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3243       tree parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3244
3245       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
3246          TEMPLATE_DECL.  */
3247       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
3248           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
3249               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm))))
3250         {
3251           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
3252           error ("redeclared here as %q#D", parm);
3253           return;
3254         }
3255
3256       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
3257         {
3258           /* We have in [temp.param]:
3259
3260              A template-parameter may not be given default arguments
3261              by two different declarations in the same scope.  */
3262           error ("redefinition of default argument for %q#D", parm);
3263           error ("%J  original definition appeared here", tmpl_parm);
3264           return;
3265         }
3266
3267       if (parm_default != NULL_TREE)
3268         /* Update the previous template parameters (which are the ones
3269            that will really count) with the new default value.  */
3270         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
3271       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
3272         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
3273            parameters for any members.  */
3274         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
3275     }
3276 }
3277
3278 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
3279    (possibly simplified) expression.  */
3280
3281 tree
3282 fold_non_dependent_expr (tree expr)
3283 {
3284   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
3285      it.  We're supposed to treat:
3286
3287        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
3288        template <typename T> void f(T[2]);
3289
3290      as two declarations of the same function, for example.  */
3291   if (processing_template_decl
3292       && !type_dependent_expression_p (expr)
3293       && !value_dependent_expression_p (expr))
3294     {
3295       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
3296
3297       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
3298       processing_template_decl = 0;
3299       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
3300                                     /*args=*/NULL_TREE,
3301                                     tf_error,
3302                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
3303                                     /*function_p=*/false);
3304       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
3305     }
3306   return expr;
3307 }
3308
3309 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
3310    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
3311    Extract the innest constant expression.
3312
3313    This is basically a more powerful version of
3314    integral_constant_value, which can be used also in templates where
3315    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
3316    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
3317
3318 tree
3319 fold_decl_constant_value (tree expr)
3320 {
3321   tree const_expr = expr;
3322   do
3323     {
3324       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
3325       const_expr = integral_constant_value (expr);
3326     }
3327   while (expr != const_expr);
3328
3329   return expr;
3330 }
3331
3332 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
3333    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
3334    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
3335    and check that the resulting function has external linkage.  */
3336
3337 static tree
3338 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
3339 {
3340   tree fns = expr;
3341   tree fn, fn_no_ptr;
3342
3343   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
3344   if (fn == error_mark_node)
3345     return error_mark_node;
3346
3347   fn_no_ptr = fn;
3348   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
3349     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
3350
3351   /* [temp.arg.nontype]/1
3352
3353      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3354      shall be one of:
3355      [...]
3356      -- the address of an object or function with external linkage.  */
3357   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
3358     {
3359       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3360              "because function %qD has not external linkage",
3361              expr, type, fn_no_ptr);
3362       return NULL_TREE;
3363     }
3364
3365   return fn;
3366 }
3367
3368 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
3369    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
3370    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
3371    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
3372    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
3373    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
3374    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
3375    must be non-dependent.
3376
3377    The conversion follows the special rules described in
3378    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
3379    conversion.
3380
3381    This function is called twice for each template argument (see
3382    lookup_template_class for a more accurate description of this
3383    problem). This means that we need to handle expressions which
3384    are not valid in a C++ source, but can be created from the
3385    first call (for instance, casts to perform conversions). These
3386    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
3387
3388 static tree
3389 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
3390 {
3391   tree expr_type;
3392
3393   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
3394      This special-case is not needed for correctness (we would easily
3395      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
3396      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
3397      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
3398   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
3399     {
3400       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3401              "because string literals can never be used in this context",
3402              expr, type);
3403       return NULL_TREE;
3404     }
3405
3406   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
3407      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
3408      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
3409      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
3410      so that access checking can be performed when the template is
3411      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
3412      convert the argument.  */
3413   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
3414   expr_type = TREE_TYPE (expr);
3415
3416   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
3417      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
3418      which is the tree that we built on the first call (see
3419      below when coercing to reference to object or to reference to
3420      function). We just strip everything and get to the arg.
3421      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
3422      for examples.  */
3423   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
3424     {
3425       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
3426         {
3427           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
3428              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
3429              could actually change the type to something more cv-qualified,
3430              and this is not folded by convert_from_reference.  */
3431           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3432           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
3433           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
3434           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
3435           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
3436                       (TREE_TYPE (expr_type),
3437                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
3438
3439           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
3440           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3441         }
3442
3443       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
3444          parameter is a pointer to object, through decay and
3445          qualification conversion. Let's strip everything.  */
3446       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3447         {
3448           STRIP_NOPS (expr);
3449           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
3450           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
3451           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
3452              an array. Otherwise, it is part of the original argument
3453              in the source code.  */
3454           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
3455             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3456           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3457         }
3458     }
3459
3460   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
3461
3462      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
3463      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
3464      (_conv.integral_) are applied.  */
3465   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3466     {
3467       if (!INTEGRAL_TYPE_P (expr_type))
3468         return error_mark_node;
3469
3470       expr = fold_decl_constant_value (expr);
3471       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
3472          do not fold into integer constants.  */
3473       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
3474         {
3475           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3476                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
3477           return NULL_TREE;
3478         }
3479
3480       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
3481          because we already know that the expression is of integral
3482          type.  */
3483       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
3484       if (expr == error_mark_node)
3485         return error_mark_node;
3486
3487       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
3488       expr = fold (expr);
3489     }
3490   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
3491
3492      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
3493      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
3494      conversion (_conv.array_) are applied.  */
3495   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3496     {
3497       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
3498
3499          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3500          shall be one of: [...]
3501
3502          -- the name of a non-type template-parameter;
3503          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
3504             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
3505             refers to a function or array, or if the corresponding
3506             template-parameter is a reference.
3507
3508         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
3509         for a parameter of type pointer-to-object.  */
3510       bool constant_address_p =
3511         (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR
3512          || TREE_CODE (expr_type) == ARRAY_TYPE
3513          || (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr)));
3514
3515       expr = decay_conversion (expr);
3516       if (expr == error_mark_node)
3517         return error_mark_node;
3518
3519       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3520       if (expr == error_mark_node)
3521         return error_mark_node;
3522
3523       if (!constant_address_p)
3524         {
3525             error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3526                   "because it is not a constant pointer", expr, type);
3527             return NULL_TREE;
3528         }
3529     }
3530   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
3531
3532      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
3533      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
3534      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
3535      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
3536      template-argument, which must be an lvalue.  */
3537   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
3538     {
3539       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
3540                                                       expr_type))
3541         return error_mark_node;
3542
3543       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
3544         {
3545           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3546                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
3547           return NULL_TREE;
3548         }
3549
3550       if (!real_lvalue_p (expr))
3551         {
3552           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3553                  "because it is not a lvalue", expr, type);
3554           return NULL_TREE;
3555         }
3556
3557       /* [temp.arg.nontype]/1
3558
3559          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3560          shall be one of: [...]
3561
3562          -- the address of an object or function with external linkage.  */
3563       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
3564         {
3565           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3566                  "because object %qD has not external linkage",
3567                  expr, type, expr);
3568           return NULL_TREE;
3569         }
3570
3571       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3572     }
3573   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
3574
3575      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
3576      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
3577      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
3578      pointer to such), the matching function is selected from the set
3579      (_over.over_).  */
3580   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
3581     {
3582       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
3583          context information to decay the pointer.
3584          ??? Why static5.C requires decay and subst1.C works fine
3585          even without it?  */
3586       if (!type_unknown_p (expr_type))
3587         {
3588           expr = decay_conversion (expr);
3589           if (expr == error_mark_node)
3590             return error_mark_node;
3591         }
3592
3593       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
3594       if (!expr || expr == error_mark_node)
3595         return expr;
3596     }
3597   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
3598
3599      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
3600      conversions apply. If the template-argument represents a set of
3601      overloaded functions, the matching function is selected from the set
3602      (_over.over_).  */
3603   else if (TYPE_REFFN_P (type))
3604     {
3605       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3606         {
3607           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3608                  "because it is a pointer", expr, type);
3609           inform ("try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
3610           return NULL_TREE;
3611         }
3612
3613       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
3614       if (!expr || expr == error_mark_node)
3615         return expr;
3616
3617       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3618     }
3619   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
3620
3621      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
3622      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
3623      overloaded member functions, the matching member function is selected
3624      from the set (_over.over_).  */
3625   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
3626     {
3627       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
3628       if (expr == error_mark_node)
3629         return error_mark_node;
3630
3631       /* There is no way to disable standard conversions in
3632          resolve_address_of_overloaded_function (called by
3633          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
3634          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
3635          to reject this conversion here.
3636
3637          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
3638          it would still be better to reject them here so that we can
3639          provide a superior diagnostic.  */
3640       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
3641         {
3642           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
3643           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
3644           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3645                  "because it is of type %qT", expr, type,
3646                  TREE_TYPE (expr));
3647           inform ("standard conversions are not allowed in this context");
3648           return NULL_TREE;
3649         }
3650     }
3651   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
3652
3653      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
3654      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
3655   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
3656     {
3657       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3658       if (expr == error_mark_node)
3659         return expr;
3660     }
3661   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
3662   else
3663     gcc_unreachable ();
3664
3665   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
3666      right type?  */
3667   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
3668   return expr;
3669 }
3670
3671
3672 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
3673    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
3674    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
3675    or PARM_DECL.
3676
3677    ARG_PARMS may contain more parameters than PARM_PARMS.  If this is
3678    the case, then extra parameters must have default arguments.
3679
3680    Consider the example:
3681      template <class T, class Allocator = allocator> class vector;
3682      template<template <class U> class TT> class C;
3683
3684    C<vector> is a valid instantiation.  PARM_PARMS for the above code
3685    contains a TYPE_DECL (for U),  ARG_PARMS contains two TYPE_DECLs (for
3686    T and Allocator) and OUTER_ARGS contains the argument that is used to
3687    substitute the TT parameter.  */
3688
3689 static int
3690 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
3691                                 tree arg_parms,
3692                                 tsubst_flags_t complain,
3693                                 tree in_decl,
3694                                 tree outer_args)
3695 {
3696   int nparms, nargs, i;
3697   tree parm, arg;
3698
3699   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
3700   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
3701
3702   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
3703   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
3704
3705   /* The rule here is opposite of coerce_template_parms.  */
3706   if (nargs < nparms
3707       || (nargs > nparms
3708           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, nparms)) == NULL_TREE))
3709     return 0;
3710
3711   for (i = 0; i < nparms; ++i)
3712     {
3713       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
3714       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
3715
3716       if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
3717           || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
3718         return 0;
3719
3720       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
3721         return 0;
3722
3723       switch (TREE_CODE (parm))
3724         {
3725         case TYPE_DECL:
3726           break;
3727
3728         case TEMPLATE_DECL:
3729           /* We encounter instantiations of templates like
3730                template <template <template <class> class> class TT>
3731                class C;  */
3732           {
3733             tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3734             tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3735
3736             if (!coerce_template_template_parms
3737                 (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
3738               return 0;
3739           }
3740           break;
3741
3742         case PARM_DECL:
3743           /* The tsubst call is used to handle cases such as
3744
3745                template <int> class C {};
3746                template <class T, template <T> class TT> class D {};
3747                D<int, C> d;
3748
3749              i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
3750           if (!dependent_type_p (TREE_TYPE (arg))
3751               && !same_type_p
3752                     (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
3753                              TREE_TYPE (arg)))
3754             return 0;
3755           break;
3756
3757         default:
3758           gcc_unreachable ();
3759         }
3760     }
3761   return 1;
3762 }
3763
3764 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
3765    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
3766    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
3767    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
3768    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
3769    the full set of template arguments deduced so far.  */
3770
3771 static tree
3772 convert_template_argument (tree parm,
3773                            tree arg,
3774                            tree args,
3775                            tsubst_flags_t complain,
3776                            int i,
3777                            tree in_decl)
3778 {
3779   tree val;
3780   tree inner_args;
3781   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
3782
3783   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3784
3785   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
3786       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
3787     {
3788       /* The template argument was the name of some
3789          member function.  That's usually
3790          invalid, but static members are OK.  In any
3791          case, grab the underlying fields/functions
3792          and issue an error later if required.  */
3793       arg = TREE_VALUE (arg);
3794       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
3795     }
3796
3797   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
3798   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
3799                    || requires_tmpl_type);
3800
3801   is_tmpl_type = ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
3802                    && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
3803                   || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3804                   || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
3805
3806   if (is_tmpl_type
3807       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3808           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
3809     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
3810
3811   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
3812
3813   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
3814       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
3815     {
3816       pedwarn ("to refer to a type member of a template parameter, "
3817                "use %<typename %E%>", arg);
3818
3819       arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
3820                                 TREE_OPERAND (arg, 1),
3821                                 typename_type,
3822                                 complain & tf_error);
3823       is_type = 1;
3824     }
3825   if (is_type != requires_type)
3826     {
3827       if (in_decl)
3828         {
3829           if (complain & tf_error)
3830             {
3831               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3832                      "parameter list for %qD",
3833                      i + 1, in_decl);
3834               if (is_type)
3835                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
3836                        TREE_TYPE (parm),
3837                        (is_tmpl_type ? DECL_NAME (arg) : arg));
3838               else if (requires_tmpl_type)
3839                 error ("  expected a class template, got %qE", arg);
3840               else
3841                 error ("  expected a type, got %qE", arg);
3842             }
3843         }
3844       return error_mark_node;
3845     }
3846   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
3847     {
3848       if (in_decl && (complain & tf_error))
3849         {
3850           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3851                  "parameter list for %qD",
3852                  i + 1, in_decl);
3853           if (is_tmpl_type)
3854             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
3855           else
3856             error ("  expected a class template, got %qT", arg);
3857         }
3858       return error_mark_node;
3859     }
3860
3861   if (is_type)
3862     {
3863       if (requires_tmpl_type)
3864         {
3865           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
3866             /* The number of argument required is not known yet.
3867                Just accept it for now.  */
3868             val = TREE_TYPE (arg);
3869           else
3870             {
3871               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3872               tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3873
3874               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
3875                                                   complain, in_decl,
3876                                                   inner_args))
3877                 {
3878                   val = arg;
3879
3880                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
3881                      TEMPLATE_DECL.  */
3882                   if (val != error_mark_node
3883                       && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
3884                     val = TREE_TYPE (val);
3885                 }
3886               else
3887                 {
3888                   if (in_decl && (complain & tf_error))
3889                     {
3890                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
3891                              "template parameter list for %qD",
3892                              i + 1, in_decl);
3893                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
3894                              parm, arg);
3895                     }
3896
3897                   val = error_mark_node;
3898                 }
3899             }
3900         }
3901       else
3902         val = arg;
3903     }
3904   else
3905     {
3906       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
3907
3908       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
3909         return error_mark_node;
3910
3911       if (!uses_template_parms (arg) && !uses_template_parms (t))
3912         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
3913            will report errors, which we don't want when complain
3914            is zero.  More importantly, digest_init will try too
3915            hard to convert things: for example, `0' should not be
3916            converted to pointer type at this point according to
3917            the standard.  Accepting this is not merely an
3918            extension, since deciding whether or not these
3919            conversions can occur is part of determining which
3920            function template to call, or whether a given explicit
3921            argument specification is valid.  */
3922         val = convert_nontype_argument (t, arg);
3923       else
3924         val = arg;
3925
3926       if (val == NULL_TREE)
3927         val = error_mark_node;
3928       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
3929         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  arg, t);
3930     }
3931
3932   return val;
3933 }
3934
3935 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
3936    return a vector containing the innermost resulting template
3937    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
3938    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
3939
3940    If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is nonzero, all arguments must be
3941    provided in ARGLIST, or else trailing parameters must have default
3942    values.  If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is zero, we will attempt argument
3943    deduction for any unspecified trailing arguments.  */
3944
3945 static tree
3946 coerce_template_parms (tree parms,
3947                        tree args,
3948                        tree in_decl,
3949                        tsubst_flags_t complain,
3950                        int require_all_arguments)
3951 {
3952   int nparms, nargs, i, lost = 0;
3953   tree inner_args;
3954   tree new_args;
3955   tree new_inner_args;
3956
3957   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3958   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
3959   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
3960
3961   if (nargs > nparms
3962       || (nargs < nparms
3963           && require_all_arguments
3964           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs)) == NULL_TREE))
3965     {
3966       if (complain & tf_error)
3967         {
3968           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
3969                  nargs, nparms);
3970
3971           if (in_decl)
3972             error ("provided for %q+D", in_decl);
3973         }
3974
3975       return error_mark_node;
3976     }
3977
3978   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
3979   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
3980   for (i = 0; i < nparms; i++)
3981     {
3982       tree arg;
3983       tree parm;
3984
3985       /* Get the Ith template parameter.  */
3986       parm = TREE_VEC_ELT (parms, i);
3987
3988       /* Calculate the Ith argument.  */
3989       if (i < nargs)
3990         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
3991       else if (require_all_arguments)
3992         /* There must be a default arg in this case.  */
3993         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
3994                                    complain, in_decl);
3995       else
3996         break;
3997
3998       gcc_assert (arg);
3999       if (arg == error_mark_node)
4000         {
4001           if (complain & tf_error)
4002             error ("template argument %d is invalid", i + 1);
4003         }
4004       else
4005         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
4006                                          arg, new_args, complain, i,
4007                                          in_decl);
4008
4009       if (arg == error_mark_node)
4010         lost++;
4011       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = arg;
4012     }
4013
4014   if (lost)
4015     return error_mark_node;
4016
4017   return new_inner_args;
4018 }
4019
4020 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
4021
4022 static int
4023 template_args_equal (tree ot, tree nt)
4024 {
4025   if (nt == ot)
4026     return 1;
4027
4028   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
4029     /* For member templates */
4030     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
4031   else if (TYPE_P (nt))
4032     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
4033   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
4034     return 0;
4035   else
4036     return cp_tree_equal (ot, nt);
4037 }
4038
4039 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
4040    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
4041
4042 int
4043 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
4044 {
4045   int i;
4046
4047   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
4048     return 0;
4049
4050   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
4051     {
4052       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
4053       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
4054
4055       if (! template_args_equal (ot, nt))
4056         return 0;
4057     }
4058   return 1;
4059 }
4060
4061 /* Given class template name and parameter list, produce a user-friendly name
4062    for the instantiation.  */
4063
4064 static char *
4065 mangle_class_name_for_template (const char* name, tree parms, tree arglist)
4066 {
4067   static struct obstack scratch_obstack;
4068   static char *scratch_firstobj;
4069   int i, nparms;
4070
4071   if (!scratch_firstobj)
4072     gcc_obstack_init (&scratch_obstack);
4073   else
4074     obstack_free (&scratch_obstack, scratch_firstobj);
4075   scratch_firstobj = obstack_alloc (&scratch_obstack, 1);
4076
4077 #define ccat(C) obstack_1grow (&scratch_obstack, (C));
4078 #define cat(S)  obstack_grow (&scratch_obstack, (S), strlen (S))
4079
4080   cat (name);
4081   ccat ('<');
4082   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4083   arglist = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
4084   gcc_assert (nparms == TREE_VEC_LENGTH (arglist));
4085   for (i = 0; i < nparms; i++)
4086     {
4087       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4088       tree arg = TREE_VEC_ELT (arglist, i);
4089
4090       if (i)
4091         ccat (',');
4092
4093       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
4094         {
4095           cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4096           continue;
4097         }
4098       else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4099         {
4100           if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
4101             {
4102               /* Already substituted with real template.  Just output
4103                  the template name here */
4104               tree context = DECL_CONTEXT (arg);
4105               if (context)
4106                 {
4107                   /* The template may be defined in a namespace, or
4108                      may be a member template.  */
4109                   gcc_assert (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL
4110                               || CLASS_TYPE_P (context));
4111                   cat (decl_as_string (DECL_CONTEXT (arg),
4112                                       TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4113                   cat ("::");
4114                 }
4115               cat (IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (arg)));
4116             }
4117           else
4118             /* Output the parameter declaration.  */
4119             cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4120           continue;
4121         }
4122       else
4123         gcc_assert (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL);
4124
4125       /* No need to check arglist against parmlist here; we did that
4126          in coerce_template_parms, called from lookup_template_class.  */
4127       cat (expr_as_string (arg, TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4128     }
4129   {
4130     char *bufp = obstack_next_free (&scratch_obstack);
4131     int offset = 0;
4132     while (bufp[offset - 1] == ' ')
4133       offset--;
4134     obstack_blank_fast (&scratch_obstack, offset);
4135
4136     /* B<C<char> >, not B<C<char>> */
4137     if (bufp[offset - 1] == '>')
4138       ccat (' ');
4139   }
4140   ccat ('>');
4141   ccat ('\0');
4142   return (char *) obstack_base (&scratch_obstack);
4143 }
4144
4145 static tree
4146 classtype_mangled_name (tree t)
4147 {
4148   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t)
4149       /* Specializations have already had their names set up in
4150          lookup_template_class.  */
4151       && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
4152     {
4153       tree tmpl = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
4154
4155       /* For non-primary templates, the template parameters are
4156          implicit from their surrounding context.  */
4157       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4158         {
4159           tree name = DECL_NAME (tmpl);
4160           char *mangled_name = mangle_class_name_for_template
4161             (IDENTIFIER_POINTER (name),
4162              DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
4163              CLASSTYPE_TI_ARGS (t));
4164           tree id = get_identifier (mangled_name);
4165           IDENTIFIER_TEMPLATE (id) = name;
4166           return id;
4167         }
4168     }
4169
4170   return TYPE_IDENTIFIER (t);
4171 }
4172
4173 static void
4174 add_pending_template (tree d)
4175 {
4176   tree ti = (TYPE_P (d)
4177              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
4178              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
4179   tree pt;
4180   int level;
4181
4182   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
4183     return;
4184
4185   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
4186      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
4187      Compensate.  */
4188   level = !(current_tinst_level && TINST_DECL (current_tinst_level) == d);
4189
4190   if (level)
4191     push_tinst_level (d);
4192
4193   pt = tree_cons (current_tinst_level, d, NULL_TREE);
4194   if (last_pending_template)
4195     TREE_CHAIN (last_pending_template) = pt;
4196   else
4197     pending_templates = pt;
4198
4199   last_pending_template = pt;
4200
4201   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
4202
4203   if (level)
4204     pop_tinst_level ();
4205 }
4206
4207
4208 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
4209    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
4210    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
4211
4212 tree
4213 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
4214 {
4215   tree type;
4216
4217   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
4218     return error_mark_node;
4219
4220   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
4221   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
4222                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
4223
4224   if (BASELINK_P (fns))
4225     {
4226       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
4227                                          unknown_type_node,
4228                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
4229                                          arglist);
4230       return fns;
4231     }
4232
4233   type = TREE_TYPE (fns);
4234   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
4235     type = unknown_type_node;
4236
4237   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
4238 }
4239
4240 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
4241    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
4242    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
4243    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
4244    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
4245    DECL is returned.  */
4246
4247 tree
4248 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
4249 {
4250   return (decl != NULL_TREE
4251           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4252           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
4253           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4254           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
4255     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
4256 }
4257
4258 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
4259    parameters, find the desired type.
4260
4261    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
4262
4263    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
4264    instantiate.
4265
4266    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
4267    the class we are looking up.
4268
4269    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
4270
4271    If the template class is really a local class in a template
4272    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
4273    being instantiated.
4274
4275    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
4276    template-id: the first time from the parser, while creating the
4277    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
4278    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
4279    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
4280    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
4281
4282 tree
4283 lookup_template_class (tree d1,
4284                        tree arglist,
4285                        tree in_decl,
4286                        tree context,
4287                        int entering_scope,
4288                        tsubst_flags_t complain)
4289 {
4290   tree template = NULL_TREE, parmlist;
4291   tree t;
4292
4293   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
4294
4295   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
4296     {
4297       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
4298       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
4299         template = value;
4300       else
4301         {
4302           if (context)
4303             push_decl_namespace (context);
4304           template = lookup_name (d1, /*prefer_type=*/0);
4305           template = maybe_get_template_decl_from_type_decl (template);
4306           if (context)
4307             pop_decl_namespace ();
4308         }
4309       if (template)
4310         context = DECL_CONTEXT (template);
4311     }
4312   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && IS_AGGR_TYPE (TREE_TYPE (d1)))
4313     {
4314       tree type = TREE_TYPE (d1);
4315
4316       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
4317          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
4318       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
4319         type = TREE_TYPE (type);
4320
4321       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4322         {
4323           template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4324           d1 = DECL_NAME (template);
4325         }
4326     }
4327   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
4328            || (TYPE_P (d1) && IS_AGGR_TYPE (d1)))
4329     {
4330       template = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
4331       d1 = DECL_NAME (template);
4332     }
4333   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
4334            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
4335     {
4336       template = d1;
4337       d1 = DECL_NAME (template);
4338       context = DECL_CONTEXT (template);
4339     }
4340
4341   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
4342   if (! template)
4343     {
4344       if (complain & tf_error)
4345         error ("%qT is not a template", d1);
4346       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4347     }
4348
4349   if (TREE_CODE (template) != TEMPLATE_DECL
4350          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
4351             the user.  */
4352       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (template)
4353           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)))
4354     {
4355       if (complain & tf_error)
4356         {
4357           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
4358           if (in_decl)
4359             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
4360         }
4361       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4362     }
4363
4364   complain &= ~tf_user;
4365
4366   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (template))
4367     {
4368       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
4369          template arguments */
4370
4371       tree parm;
4372       tree arglist2;
4373
4374       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (template);
4375
4376       /* Consider an example where a template template parameter declared as
4377
4378            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
4379
4380          The template parameter level of T and U are one level larger than
4381          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
4382          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
4383          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
4384          available when not appearing as default template argument, can be
4385          obtained from `current_template_args ()'.
4386
4387          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
4388          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
4389          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
4390          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
4391
4392       if (current_template_parms)
4393         arglist = add_to_template_args (current_template_args (), arglist);
4394
4395       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, template,
4396                                         complain, /*require_all_args=*/1);
4397       if (arglist2 == error_mark_node
4398           || (!uses_template_parms (arglist2)
4399               && check_instantiated_args (template, arglist2, complain)))
4400         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4401
4402       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (template), arglist2);
4403       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
4404     }
4405   else
4406     {
4407       tree template_type = TREE_TYPE (template);
4408       tree gen_tmpl;
4409       tree type_decl;
4410       tree found = NULL_TREE;
4411       int arg_depth;
4412       int parm_depth;
4413       int is_partial_instantiation;
4414
4415       gen_tmpl = most_general_template (template);
4416       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
4417       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
4418       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4419
4420       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
4421         {
4422           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
4423              For example, given:
4424
4425                template <class T> struct S1 {
4426                  template <class U> struct S2 {};
4427                  template <class U> struct S2<U*> {};
4428                 };
4429
4430              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
4431              TEMPLATE will be `template <class T> template
4432              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
4433              arguments.  */
4434           arglist
4435             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (template)),
4436                                            arglist);
4437           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4438         }
4439
4440       /* Now we should have enough arguments.  */
4441       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
4442
4443       /* From here on, we're only interested in the most general
4444          template.  */
4445       template = gen_tmpl;
4446
4447       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
4448          actually tsubst'd into the definition to create the
4449          instantiation.  */
4450       if (parm_depth > 1)
4451         {
4452           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
4453           int i;
4454           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4455
4456           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
4457
4458           for (i = saved_depth,
4459                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (template);
4460                i > 0 && t != NULL_TREE;
4461                --i, t = TREE_CHAIN (t))
4462             {
4463               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
4464                                               arglist, template,
4465                                               complain, /*require_all_args=*/1);
4466
4467               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
4468               if (a == error_mark_node)
4469                 {
4470                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4471                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4472                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4473                 }
4474
4475               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
4476
4477               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
4478                  that coerce_template_parms will see only the arguments
4479                  corresponding to the template parameters it is
4480                  examining.  */
4481               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4482             }
4483
4484           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4485           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4486
4487           arglist = bound_args;
4488         }
4489       else
4490         arglist
4491           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
4492                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4493                                    template,
4494                                    complain, /*require_all_args=*/1);
4495
4496       if (arglist == error_mark_node)
4497         /* We were unable to bind the arguments.  */
4498         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4499
4500       /* In the scope of a template class, explicit references to the
4501          template class refer to the type of the template, not any
4502          instantiation of it.  For example, in:
4503
4504            template <class T> class C { void f(C<T>); }
4505
4506          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
4507          class, however, such a reference is an instantiation.  */
4508       if (comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
4509                               arglist))
4510         {
4511           found = template_type;
4512
4513           if (!entering_scope && PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4514             {
4515               tree ctx;
4516
4517               for (ctx = current_class_type;
4518                    ctx && TREE_CODE (ctx) != NAMESPACE_DECL;
4519                    ctx = (TYPE_P (ctx)
4520                           ? TYPE_CONTEXT (ctx)
4521                           : DECL_CONTEXT (ctx)))
4522                 if (TYPE_P (ctx) && same_type_p (ctx, template_type))
4523                   goto found_ctx;
4524
4525               /* We're not in the scope of the class, so the
4526                  TEMPLATE_TYPE is not the type we want after all.  */
4527               found = NULL_TREE;
4528             found_ctx:;
4529             }
4530         }
4531       if (found)
4532         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4533
4534       /* If we already have this specialization, return it.  */
4535       found = retrieve_specialization (template, arglist,
4536                                        /*class_specializations_p=*/false);
4537       if (found)
4538         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4539
4540       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
4541          arguments still involve template parameters.  Note that we set
4542          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
4543          well.  */
4544       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
4545
4546       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
4547          failed.  */
4548       if (!is_partial_instantiation
4549           && check_instantiated_args (template,
4550                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4551                                       complain))
4552         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4553
4554       if (!is_partial_instantiation
4555           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)
4556           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (template)) == NAMESPACE_DECL)
4557         {
4558           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (template),
4559                                       DECL_NAME (template),
4560                                       /*tag_scope=*/ts_global);
4561           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4562         }
4563
4564       context = tsubst (DECL_CONTEXT (template), arglist,
4565                         complain, in_decl);
4566       if (!context)
4567         context = global_namespace;
4568
4569       /* Create the type.  */
4570       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
4571         {
4572           if (!is_partial_instantiation)
4573             {
4574               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
4575               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type));
4576             }
4577           else
4578             /* We don't want to call start_enum for this type, since
4579                the values for the enumeration constants may involve
4580                template parameters.  And, no one should be interested
4581                in the enumeration constants for such a type.  */
4582             t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
4583         }
4584       else
4585         {
4586           t = make_aggr_type (TREE_CODE (template_type));
4587           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
4588             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
4589           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
4590           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
4591
4592           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
4593           if (context == current_function_decl)
4594             pushtag (DECL_NAME (template), t, /*tag_scope=*/ts_current);
4595         }
4596
4597       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
4598          will already be set up.  */
4599       if (!TYPE_NAME (t))
4600         {
4601           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
4602
4603           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (template), t);
4604           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
4605           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
4606           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
4607             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4608         }
4609       else
4610         type_decl = TYPE_NAME (t);
4611
4612       TREE_PRIVATE (type_decl)
4613         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4614       TREE_PROTECTED (type_decl)
4615         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4616       DECL_IN_SYSTEM_HEADER (type_decl)
4617         = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (template);
4618       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
4619         {
4620           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
4621           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
4622         }
4623
4624       /* Set up the template information.  We have to figure out which
4625          template is the immediate parent if this is a full
4626          instantiation.  */
4627       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
4628           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4629         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
4630         found = template;
4631       else
4632         {
4633           /* This is a full instantiation of a member template.  Look
4634              for a partial instantiation of which this is an instance.  */
4635
4636           for (found = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template);
4637                found; found = TREE_CHAIN (found))
4638             {
4639               int success;
4640               tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (found));
4641
4642               /* We only want partial instantiations, here, not
4643                  specializations or full instantiations.  */
4644               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_VALUE (found))
4645                   || !uses_template_parms (TREE_VALUE (found)))
4646                 continue;
4647
4648               /* Temporarily reduce by one the number of levels in the
4649                  ARGLIST and in FOUND so as to avoid comparing the
4650                  last set of arguments.  */
4651               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4652               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found)) --;
4653
4654               /* See if the arguments match.  If they do, then TMPL is
4655                  the partial instantiation we want.  */
4656               success = comp_template_args (TREE_PURPOSE (found), arglist);
4657
4658               /* Restore the argument vectors to their full size.  */
4659               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4660               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found))++;
4661
4662               if (success)
4663                 {
4664                   found = tmpl;
4665                   break;
4666                 }
4667             }
4668
4669           if (!found)
4670             {
4671               /* There was no partial instantiation. This happens
4672                  where C<T> is a member template of A<T> and it's used
4673                  in something like
4674
4675                   template <typename T> struct B { A<T>::C<int> m; };
4676                   B<float>;
4677
4678                  Create the partial instantiation.
4679                */
4680               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4681               found = tsubst (template, arglist, complain, NULL_TREE);
4682               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4683             }
4684         }
4685
4686       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));
4687       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template)
4688         = tree_cons (arglist, t,
4689                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template));
4690
4691       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE
4692           && !is_partial_instantiation)
4693         /* Now that the type has been registered on the instantiations
4694            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
4695            constants may involve the enumeration type itself, we make
4696            sure to register the type first, and then create the
4697            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
4698            constants won't result in recursive calls here; we'll find
4699            the instantiation and exit above.  */
4700         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
4701
4702       /* Reset the name of the type, now that CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO
4703          is set up.  */
4704       if (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE)
4705         DECL_NAME (type_decl) = classtype_mangled_name (t);
4706       if (is_partial_instantiation)
4707         /* If the type makes use of template parameters, the
4708            code that generates debugging information will crash.  */
4709         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
4710
4711       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
4712     }
4713   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
4714 }
4715 \f
4716 struct pair_fn_data
4717 {
4718   tree_fn_t fn;
4719   void *data;
4720   struct pointer_set_t *visited;
4721 };
4722
4723 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
4724
4725 static tree
4726 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
4727 {
4728   tree t = *tp;
4729   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
4730   tree_fn_t fn = pfd->fn;
4731   void *data = pfd->data;
4732
4733   if (TYPE_P (t)
4734       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited))
4735     return error_mark_node;
4736
4737   switch (TREE_CODE (t))
4738     {
4739     case RECORD_TYPE:
4740       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
4741         break;
4742       /* Fall through.  */
4743
4744     case UNION_TYPE:
4745     case ENUMERAL_TYPE:
4746       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
4747         *walk_subtrees = 0;
4748       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
4749                                        fn, data, pfd->visited))
4750         return error_mark_node;
4751       break;
4752
4753     case METHOD_TYPE:
4754       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
4755          explicitly here.  */
4756       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
4757                                   pfd->visited))
4758         return error_mark_node;
4759       /* Fall through.  */
4760
4761     case FUNCTION_TYPE:
4762       /* Check the return type.  */
4763       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4764         return error_mark_node;
4765
4766       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
4767          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
4768          contain expressions that involve template parameters.  But,
4769          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
4770          instantiated, they don't contain template parameters, so
4771          there's no point in looking at them then, either.  */
4772       {
4773         tree parm;
4774
4775         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
4776           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
4777                                       pfd->visited))
4778             return error_mark_node;
4779
4780         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
4781            want walk_tree walking into them itself.  */
4782         *walk_subtrees = 0;
4783       }
4784       break;
4785
4786     case TYPEOF_TYPE:
4787       if (for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
4788                                   pfd->visited))
4789         return error_mark_node;
4790       break;
4791
4792     case FUNCTION_DECL:
4793     case VAR_DECL:
4794       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
4795           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
4796                                      pfd->visited))
4797         return error_mark_node;
4798       /* Fall through.  */
4799
4800     case PARM_DECL:
4801     case CONST_DECL:
4802       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
4803           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
4804                                      pfd->visited))
4805         return error_mark_node;
4806       if (DECL_CONTEXT (t)
4807           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
4808                                      pfd->visited))
4809         return error_mark_node;
4810       break;
4811
4812     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4813       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
4814       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited))
4815         return error_mark_node;
4816       /* Fall through.  */
4817
4818     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4819     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
4820     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
4821       if (fn && (*fn)(t, data))
4822         return error_mark_node;
4823       else if (!fn)
4824         return error_mark_node;
4825       break;
4826
4827     case TEMPLATE_DECL:
4828       /* A template template parameter is encountered.  */
4829       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
4830           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4831         return error_mark_node;
4832
4833       /* Already substituted template template parameter */
4834       *walk_subtrees = 0;
4835       break;
4836
4837     case TYPENAME_TYPE:
4838       if (!fn
4839           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
4840                                      data, pfd->visited))
4841         return error_mark_node;
4842       break;
4843
4844     case CONSTRUCTOR:
4845       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
4846           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
4847                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
4848                                      pfd->visited))
4849         return error_mark_node;
4850       break;
4851
4852     case INDIRECT_REF:
4853     case COMPONENT_REF:
4854       /* If there's no type, then this thing must be some expression
4855          involving template parameters.  */
4856       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
4857         return error_mark_node;
4858       break;
4859
4860     case MODOP_EXPR:
4861     case CAST_EXPR:
4862     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
4863     case CONST_CAST_EXPR:
4864     case STATIC_CAST_EXPR:
4865     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
4866     case ARROW_EXPR:
4867     case DOTSTAR_EXPR:
4868     case TYPEID_EXPR:
4869     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
4870       if (!fn)
4871         return error_mark_node;
4872       break;
4873
4874     case BASELINK:
4875       /* If we do not handle this case specially, we end up walking
4876          the BINFO hierarchy, which is circular, and therefore
4877          confuses walk_tree.  */
4878       *walk_subtrees = 0;
4879       if (for_each_template_parm (BASELINK_FUNCTIONS (*tp), fn, data,
4880                                   pfd->visited))
4881         return error_mark_node;
4882       break;
4883
4884     default:
4885       break;
4886     }
4887
4888   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
4889   return NULL_TREE;
4890 }
4891
4892 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
4893    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
4894    call FN with the parameter and the DATA.
4895    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
4896    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
4897    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
4898    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
4899    considered to be the function which always returns 1.  */
4900
4901 static int
4902 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
4903                         struct pointer_set_t *visited)
4904 {
4905   struct pair_fn_data pfd;
4906   int result;
4907
4908   /* Set up.  */
4909   pfd.fn = fn;
4910   pfd.data = data;
4911
4912   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
4913      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
4914      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
4915      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
4916      visited list.)  */
4917   if (visited)
4918     pfd.visited = visited;
4919   else
4920     pfd.visited = pointer_set_create ();
4921   result = walk_tree (&t,
4922                       for_each_template_parm_r,
4923                       &pfd,
4924                       pfd.visited) != NULL_TREE;
4925
4926   /* Clean up.  */
4927   if (!visited)
4928     {
4929       pointer_set_destroy (pfd.visited);
4930       pfd.visited = 0;
4931     }
4932
4933   return result;
4934 }
4935
4936 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
4937
4938 int
4939 uses_template_parms (tree t)
4940 {
4941   bool dependent_p;
4942   int saved_processing_template_decl;
4943
4944   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4945   if (!saved_processing_template_decl)
4946     processing_template_decl = 1;
4947   if (TYPE_P (t))
4948     dependent_p = dependent_type_p (t);
4949   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
4950     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
4951   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
4952     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
4953                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
4954   else if (DECL_P (t)
4955            || EXPR_P (t)
4956            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4957            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
4958            || TREE_CODE (t) == BASELINK
4959            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
4960            || CONSTANT_CLASS_P (t))
4961     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
4962                    || value_dependent_expression_p (t));
4963   else
4964     {
4965       gcc_assert (t == error_mark_node);
4966       dependent_p = false;
4967     }
4968
4969   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4970
4971   return dependent_p;
4972 }
4973
4974 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
4975
4976 int
4977 uses_template_parms_level (tree t, int level)
4978 {
4979   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL);
4980 }
4981
4982 static int tinst_depth;
4983 extern int max_tinst_depth;
4984 #ifdef GATHER_STATISTICS
4985 int depth_reached;
4986 #endif
4987 static int tinst_level_tick;
4988 static int last_template_error_tick;
4989
4990 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
4991    for diagnostics and to restore it later.  */
4992
4993 int
4994 push_tinst_level (tree d)
4995 {
4996   tree new;
4997
4998   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
4999     {
5000       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
5001          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
5002          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
5003       if (uses_template_parms (d))
5004         return 0;
5005
5006       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
5007       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
5008              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
5009              max_tinst_depth, d);
5010
5011       print_instantiation_context ();
5012
5013       return 0;
5014     }
5015
5016   new = make_node (TINST_LEVEL);
5017   TINST_DECL (new) = d;
5018   TINST_LOCATION (new) = input_location;
5019   TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (new) = in_system_header;
5020   TREE_CHAIN (new) = current_tinst_level;
5021   current_tinst_level = new;
5022
5023   ++tinst_depth;
5024 #ifdef GATHER_STATISTICS
5025   if (tinst_depth > depth_reached)
5026     depth_reached = tinst_depth;
5027 #endif
5028
5029   ++tinst_level_tick;
5030   return 1;
5031 }
5032
5033 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
5034    context.  */
5035
5036 void
5037 pop_tinst_level (void)
5038 {
5039   tree old = current_tinst_level;
5040
5041   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
5042      this instantiation.  */
5043   input_location = TINST_LOCATION (old);
5044   in_system_header = TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (old);
5045   current_tinst_level = TREE_CHAIN (old);
5046   --tinst_depth;
5047   ++tinst_level_tick;
5048 }
5049
5050 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
5051    instantiation context in which the instantiation was requested, which
5052    is one step out from LEVEL.  */
5053
5054 static void
5055 reopen_tinst_level (tree level)
5056 {
5057   tree t;
5058
5059   tinst_depth = 0;
5060   for (t = level; t; t = TREE_CHAIN (t))
5061     ++tinst_depth;
5062
5063   current_tinst_level = level;
5064   pop_tinst_level ();
5065 }
5066
5067 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
5068    vector of template arguments, as for tsubst.
5069
5070    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
5071
5072 static tree
5073 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
5074 {
5075   tree new_friend;
5076
5077   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
5078       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
5079       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
5080     /* This was a friend declared with an explicit template
5081        argument list, e.g.:
5082
5083        friend void f<>(T);
5084
5085        to indicate that f was a template instantiation, not a new
5086        function declaration.  Now, we have to figure out what
5087        instantiation of what template.  */
5088     {
5089       tree template_id, arglist, fns;
5090       tree new_args;
5091       tree tmpl;
5092       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
5093
5094       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
5095          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
5096          current cless with same name.  */
5097       push_nested_namespace (ns);
5098       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
5099                          tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5100       pop_nested_namespace (ns);
5101       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
5102                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5103       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
5104
5105       new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5106       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
5107                                        &new_args,
5108                                        /*need_member_template=*/0,
5109                                        TREE_VEC_LENGTH (args));
5110       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
5111     }
5112
5113   new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5114
5115   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
5116      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
5117      the language.  For example, we might have had:
5118
5119      template <class T> struct S {
5120        template <class U> friend void f(T, U);
5121      };
5122
5123      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
5124      instantiation of anything.  */
5125   if (new_friend == error_mark_node)
5126     return error_mark_node;
5127
5128   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
5129   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
5130     {
5131       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
5132       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
5133         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
5134     }
5135
5136   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
5137      is not a template instantiation and should not be mangled like
5138      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
5139      later if we need it.  */
5140   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
5141     {
5142       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
5143       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
5144     }
5145
5146   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
5147     {
5148       tree old_decl;
5149       tree new_friend_template_info;
5150       tree new_friend_result_template_info;
5151       tree ns;
5152       int  new_friend_is_defn;
5153
5154       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
5155          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
5156          possible.  */
5157       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
5158       new_friend_is_defn =
5159             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
5160                            (template_for_substitution (new_friend)))
5161              != NULL_TREE);
5162       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
5163         {
5164           /* This declaration is a `primary' template.  */
5165           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
5166
5167           new_friend_result_template_info
5168             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
5169         }
5170       else
5171         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
5172
5173       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
5174          current namespace. However, the friend function should go
5175          into the namespace of the template.  */
5176       ns = decl_namespace_context (new_friend);
5177       push_nested_namespace (ns);
5178       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend);
5179       pop_nested_namespace (ns);
5180
5181       if (old_decl != new_friend)
5182         {
5183           /* This new friend declaration matched an existing
5184              declaration.  For example, given:
5185
5186                template <class T> void f(T);
5187                template <class U> class C {
5188                  template <class T> friend void f(T) {}
5189                };
5190
5191              the friend declaration actually provides the definition
5192              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
5193              old_decl will be the out-of-class template declaration,
5194              while new_friend is the in-class definition.
5195
5196              But, if `f' was called before this point, the
5197              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
5198              to `T' but not to `U', references to which might appear
5199              in the definition of `f'.  Previously, the most general
5200              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
5201              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
5202              run through all specialization of `f', adding to their
5203              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
5204              new set of outer arguments, corresponding to the
5205              arguments for this class instantiation.
5206
5207              The same situation can arise with something like this:
5208
5209                friend void f(int);
5210                template <class T> class C {
5211                  friend void f(T) {}
5212                };
5213
5214              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
5215              in the class.  */
5216
5217           if (!new_friend_is_defn)
5218             /* On the other hand, if the in-class declaration does
5219                *not* provide a definition, then we don't want to alter
5220                existing definitions.  We can just leave everything
5221                alone.  */
5222             ;
5223           else
5224             {
5225               /* Overwrite whatever template info was there before, if
5226                  any, with the new template information pertaining to
5227                  the declaration.  */
5228               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
5229
5230               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
5231                 reregister_specialization (new_friend,
5232                                            most_general_template (old_decl),
5233                                            old_decl);
5234               else
5235                 {
5236                   tree t;
5237                   tree new_friend_args;
5238
5239                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
5240                     = new_friend_result_template_info;
5241
5242                   new_friend_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
5243                   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl);
5244                        t != NULL_TREE;
5245                        t = TREE_CHAIN (t))
5246                     {
5247                       tree spec = TREE_VALUE (t);
5248
5249                       DECL_TI_ARGS (spec)
5250                         = add_outermost_template_args (new_friend_args,
5251                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
5252                     }
5253
5254                   /* Now, since specializations are always supposed to
5255                      hang off of the most general template, we must move
5256                      them.  */
5257                   t = most_general_template (old_decl);
5258                   if (t != old_decl)
5259                     {
5260                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t)
5261                         = chainon (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t),
5262                                    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl));
5263                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
5264                     }
5265                 }
5266             }
5267
5268           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
5269              by duplicate_decls.  */
5270           new_friend = old_decl;
5271         }
5272     }
5273   else
5274     {
5275       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
5276       bool dependent_p;
5277
5278       /* In the code
5279            template <class T> class C {
5280              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
5281              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
5282            };
5283          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
5284          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
5285          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
5286          this isn't true for case 2.  */
5287       ++processing_template_decl;
5288       dependent_p = dependent_type_p (context);
5289       --processing_template_decl;
5290
5291       if (!dependent_p
5292           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
5293         return error_mark_node;
5294
5295       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
5296         {
5297           /* Check to see that the declaration is really present, and,
5298              possibly obtain an improved declaration.  */
5299           tree fn = check_classfn (context,
5300                                    new_friend, NULL_TREE);
5301
5302           if (fn)
5303             new_friend = fn;
5304         }
5305     }
5306
5307   return new_friend;
5308 }
5309
5310 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
5311    template arguments, as for tsubst.
5312
5313    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
5314    failure.  */
5315
5316 static tree
5317 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
5318 {
5319   tree friend_type;
5320   tree tmpl;
5321   tree context;
5322
5323   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
5324
5325   if (context)
5326     {
5327       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5328         push_nested_namespace (context);
5329       else
5330         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
5331     }
5332
5333   /* First, we look for a class template.  */
5334   tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/0);
5335
5336   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
5337      situation like this:
5338
5339        template <class T>
5340        struct S {
5341          template <class U>
5342          friend struct S;
5343        };
5344
5345      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
5346      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
5347   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5348     {
5349       tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/1);
5350       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
5351     }
5352
5353   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5354     {
5355       /* The friend template has already been declared.  Just
5356          check to see that the declarations match, and install any new
5357          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
5358          of course.  We only need the innermost template parameters
5359          because that is all that redeclare_class_template will look
5360          at.  */
5361       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
5362           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
5363         {
5364           tree parms;
5365           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
5366                                          args, tf_error | tf_warning);
5367           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
5368         }
5369
5370       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
5371     }
5372   else
5373     {
5374       /* The friend template has not already been declared.  In this
5375          case, the instantiation of the template class will cause the
5376          injection of this template into the global scope.  */
5377       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5378
5379       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
5380          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
5381          the new type because that is supposed to be the corresponding
5382          template decl, i.e., TMPL.  */
5383       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
5384       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
5385       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
5386       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
5387         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
5388
5389       /* Inject this template into the global scope.  */
5390       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level (tmpl));
5391     }
5392
5393   if (context)
5394     {
5395       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5396         pop_nested_namespace (context);
5397       else
5398         pop_nested_class ();
5399     }
5400
5401   return friend_type;
5402 }
5403
5404 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
5405    Otherwise returns one.  */
5406
5407 static int
5408 can_complete_type_without_circularity (tree type)
5409 {
5410   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
5411     return 0;
5412   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
5413     return 1;
5414   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
5415     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
5416   else if (CLASS_TYPE_P (type)
5417            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
5418     return 0;
5419   else
5420     return 1;
5421 }
5422
5423 tree
5424 instantiate_class_template (tree type)
5425 {
5426   tree template, args, pattern, t, member;
5427   tree typedecl;
5428   tree pbinfo;
5429   tree base_list;
5430
5431   if (type == error_mark_node)
5432     return error_mark_node;
5433
5434   if (TYPE_BEING_DEFINED (type)
5435       || COMPLETE_TYPE_P (type)
5436       || dependent_type_p (type))
5437     return type;
5438
5439   /* Figure out which template is being instantiated.  */
5440   template = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
5441   gcc_assert (TREE_CODE (template) == TEMPLATE_DECL);
5442
5443   /* Figure out which arguments are being used to do the
5444      instantiation.  */
5445   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
5446
5447   /* Determine what specialization of the original template to
5448      instantiate.  */
5449   t = most_specialized_class (template, args);
5450   if (t == error_mark_node)
5451     {
5452       const char *str = "candidates are:";
5453       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
5454       for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (template); t;
5455            t = TREE_CHAIN (t))
5456         {
5457           if (get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args))
5458             {
5459               error ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
5460               str = "               ";
5461             }
5462         }
5463       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5464       return error_mark_node;
5465     }
5466
5467   if (t)
5468     pattern = TREE_TYPE (t);
5469   else
5470     pattern = TREE_TYPE (template);
5471
5472   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
5473      there's nothing we can do.  */
5474   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
5475     return type;
5476
5477   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
5478   if (! push_tinst_level (type))
5479     return type;
5480
5481   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
5482      the process of being defined.  */
5483   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5484
5485   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
5486      it now.  */
5487   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
5488
5489   push_to_top_level ();
5490
5491   if (t)
5492     {
5493       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
5494          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
5495          the arguments appropriate for substitution.  For example,
5496          given:
5497
5498            template <class T> struct S {};
5499            template <class T> struct S<T*> {};
5500
5501          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
5502          present be {int*} but we need {int}.  */
5503       tree inner_args
5504         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t),
5505                               args);
5506
5507       /* If there were multiple levels in ARGS, replacing the
5508          innermost level would alter CLASSTYPE_TI_ARGS, which we don't
5509          want, so we make a copy first.  */
5510       if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
5511         {
5512           args = copy_node (args);
5513           SET_TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args), inner_args);
5514         }
5515       else
5516         args = inner_args;
5517     }
5518
5519   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
5520
5521   /* Set the input location to the template definition. This is needed
5522      if tsubsting causes an error.  */
5523   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (type);
5524   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5525   in_system_header = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (typedecl);
5526
5527   TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (pattern);
5528   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
5529   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
5530   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
5531   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
5532   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
5533   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
5534   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
5535   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
5536   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
5537   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
5538   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
5539   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
5540   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
5541   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
5542     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
5543   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
5544     {
5545       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
5546       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
5547     }
5548
5549   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
5550
5551   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
5552      class; we need to look up the nested class by name before we can
5553      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
5554      class.  */
5555   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
5556               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
5557               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
5558
5559   base_list = NULL_TREE;
5560   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
5561     {
5562       tree pbase_binfo;
5563       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
5564       tree pushed_scope;
5565       int i;
5566
5567       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
5568          the accessibility of types named in dependent bases are
5569          looked up from.  */
5570       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
5571
5572       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
5573          basetypes.  */
5574       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
5575         {
5576           tree base;
5577           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
5578
5579           /* Substitute to figure out the base class.  */
5580           base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, NULL_TREE);
5581           if (base == error_mark_node)
5582             continue;
5583
5584           base_list = tree_cons (access, base, base_list);
5585           if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
5586             TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
5587         }
5588
5589       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
5590       base_list = nreverse (base_list);
5591
5592       if (pushed_scope)
5593         pop_scope (pushed_scope);
5594     }
5595   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
5596      information.  */
5597   xref_basetypes (type, base_list);
5598
5599
5600   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
5601      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
5602      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
5603      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
5604      class.  */
5605   pushclass (type);
5606
5607   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
5608   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
5609        member; member = TREE_CHAIN (member))
5610     {
5611       tree t = TREE_VALUE (member);
5612
5613       if (TREE_PURPOSE (member))
5614         {
5615           if (TYPE_P (t))
5616             {
5617               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
5618
5619               tree tag = t;
5620               tree name = TYPE_IDENTIFIER (tag);
5621               tree newtag;
5622               bool class_template_p;
5623
5624               class_template_p = (TREE_CODE (tag) != ENUMERAL_TYPE
5625                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (tag)
5626                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (tag));
5627               /* If the member is a class template, then -- even after
5628                  substitution -- there may be dependent types in the
5629                  template argument list for the class.  We increment
5630                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
5631                  that function will assume that no types are dependent
5632                  when outside of a template.  */
5633               if (class_template_p)
5634                 ++processing_template_decl;
5635               newtag = tsubst (tag, args, tf_error, NULL_TREE);
5636               if (class_template_p)
5637                 --processing_template_decl;
5638               if (newtag == error_mark_node)
5639                 continue;
5640
5641               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
5642                 {
5643                   if (class_template_p)
5644                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
5645                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
5646                        instantiation (i.e., for the type of a member
5647                        template class nested within a template class.)
5648                        This behavior is required for
5649                        maybe_process_partial_specialization to work
5650                        correctly, but is not accurate in this case;
5651                        the TAG is not an instantiation of anything.
5652                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
5653                        instantiation, but the TYPE is not.) */
5654                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
5655
5656                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
5657                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
5658                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
5659                      this for enums because it will already have been done in
5660                      tsubst_enum.  */
5661                   if (name)
5662                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
5663                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
5664                 }
5665             }
5666           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5667                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
5668             {
5669               /* Build new TYPE_METHODS.  */
5670               tree r;
5671
5672               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5673                 ++processing_template_decl;
5674               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5675               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5676                 --processing_template_decl;
5677               set_current_access_from_decl (r);
5678               grok_special_member_properties (r);
5679               finish_member_declaration (r);
5680             }
5681           else
5682             {
5683               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
5684
5685               if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
5686                 {
5687                   tree r;
5688
5689                   /* The the file and line for this declaration, to
5690                      assist in error message reporting.  Since we
5691                      called push_tinst_level above, we don't need to
5692                      restore these.  */
5693                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5694
5695                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5696                     ++processing_template_decl;
5697                   r = tsubst (t, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5698                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5699                     --processing_template_decl;
5700                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
5701                     {
5702                       /* In [temp.inst]:
5703
5704                            [t]he initialization (and any associated
5705                            side-effects) of a static data member does
5706                            not occur unless the static data member is
5707                            itself used in a way that requires the
5708                            definition of the static data member to
5709                            exist.  
5710
5711                          Therefore, we do not substitute into the
5712                          initialized for the static data member here.  */
5713                       finish_static_data_member_decl 
5714                         (r, 
5715                          /*init=*/NULL_TREE, 
5716                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE, 
5717                          /*flags=*/0);
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                   /* template <class T> friend class C;  */
5764                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
5765                   adjust_processing_template_decl = true;
5766                 }
5767               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5768                 {
5769                   /* template <class T> friend class C::D;  */
5770                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5771                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5772                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5773                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
5774                   adjust_processing_template_decl = true;
5775                 }
5776               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
5777                 {
5778                   /* This could be either
5779
5780                        friend class T::C;
5781
5782                      when dependent_type_p is false or
5783
5784                        template <class U> friend class T::C;
5785
5786                      otherwise.  */
5787                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5788                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5789                   /* Bump processing_template_decl for correct
5790                      dependent_type_p calculation.  */
5791                   ++processing_template_decl;
5792                   if (dependent_type_p (friend_type))
5793                     adjust_processing_template_decl = true;
5794                   --processing_template_decl;
5795                 }
5796               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
5797                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
5798                 {
5799                   /* friend class C;
5800
5801                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
5802                      from namespace scope directly, bypassing any name that
5803                      come from dependent base class.  */
5804                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
5805
5806                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
5807                      classes.  */
5808                   push_nested_namespace (ns);
5809                   friend_type =
5810                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
5811                                         /*tag_scope=*/ts_current);
5812                   pop_nested_namespace (ns);
5813                 }
5814               else if (uses_template_parms (friend_type))
5815                 /* friend class C<T>;  */
5816                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
5817                                       tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5818               /* Otherwise it's
5819
5820                    friend class C;
5821
5822                  where C is already declared or
5823
5824                    friend class C<int>;
5825
5826                  We don't have to do anything in these cases.  */
5827
5828               if (adjust_processing_template_decl)
5829                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
5830                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
5831                    important that we use make_friend_class since it will
5832                    perform some error-checking and output cross-reference
5833                    information.  */
5834                 ++processing_template_decl;
5835
5836               if (friend_type != error_mark_node)
5837                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
5838
5839               if (adjust_processing_template_decl)
5840                 --processing_template_decl;
5841             }
5842           else
5843             {
5844               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
5845               tree r;
5846
5847               /* The the file and line for this declaration, to
5848                  assist in error message reporting.  Since we
5849                  called push_tinst_level above, we don't need to
5850                  restore these.  */
5851               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5852
5853               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5854                 {
5855                   ++processing_template_decl;
5856                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
5857                 }
5858
5859               r = tsubst_friend_function (t, args);
5860               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
5861               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5862                 {
5863                   pop_deferring_access_checks ();
5864                   --processing_template_decl;
5865                 }
5866             }
5867         }
5868     }
5869
5870   /* Set the file and line number information to whatever is given for
5871      the class itself.  This puts error messages involving generated
5872      implicit functions at a predictable point, and the same point
5873      that would be used for non-template classes.  */
5874   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5875
5876   unreverse_member_declarations (type);
5877   finish_struct_1 (type);
5878   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
5879
5880   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
5881      any member functions.  We don't do this earlier because the
5882      default arguments may reference members of the class.  */
5883   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
5884     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
5885       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5886           /* Implicitly generated member functions will not have template
5887              information; they are not instantiations, but instead are
5888              created "fresh" for each instantiation.  */
5889           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
5890         tsubst_default_arguments (t);
5891
5892   popclass ();
5893   pop_from_top_level ();
5894   pop_deferring_access_checks ();
5895   pop_tinst_level ();
5896
5897   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
5898      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
5899      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
5900      the keyed_classes list.  */
5901   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
5902     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
5903
5904   return type;
5905 }
5906
5907 static tree
5908 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5909 {
5910   tree r;
5911
5912   if (!t)
5913     r = t;
5914   else if (TYPE_P (t))
5915     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
5916   else
5917     {
5918       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl);
5919
5920       if (!uses_template_parms (r))
5921         {
5922           /* Sometimes, one of the args was an expression involving a
5923              template constant parameter, like N - 1.  Now that we've
5924              tsubst'd, we might have something like 2 - 1.  This will
5925              confuse lookup_template_class, so we do constant folding
5926              here.  We have to unset processing_template_decl, to fool
5927              tsubst_copy_and_build() into building an actual tree.  */
5928
5929          /* If the TREE_TYPE of ARG is not NULL_TREE, ARG is already
5930             as simple as it's going to get, and trying to reprocess
5931             the trees will break.  Once tsubst_expr et al DTRT for
5932             non-dependent exprs, this code can go away, as the type
5933             will always be set.  */
5934           if (!TREE_TYPE (r))
5935             {
5936               int saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
5937               processing_template_decl = 0;
5938               r = tsubst_copy_and_build (r, /*args=*/NULL_TREE,
5939                                          tf_error, /*in_decl=*/NULL_TREE,
5940                                          /*function_p=*/false);
5941               processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
5942               r = fold (r);
5943             }
5944         }
5945     }
5946   return r;
5947 }
5948
5949 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
5950
5951 static tree
5952 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5953 {
5954   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
5955   int need_new = 0, i;
5956   tree *elts = alloca (len * sizeof (tree));
5957
5958   for (i = 0; i < len; i++)
5959     {
5960       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
5961       tree new_arg;
5962
5963       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
5964         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
5965       else
5966         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
5967
5968       if (new_arg == error_mark_node)
5969         return error_mark_node;
5970
5971       elts[i] = new_arg;
5972       if (new_arg != orig_arg)
5973         need_new = 1;
5974     }
5975
5976   if (!need_new)
5977     return t;
5978
5979   t = make_tree_vec (len);
5980   for (i = 0; i < len; i++)
5981     TREE_VEC_ELT (t, i) = elts[i];
5982
5983   return t;
5984 }
5985
5986 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
5987    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
5988    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
5989    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
5990    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
5991    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
5992
5993 static tree
5994 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
5995 {
5996   tree r = NULL_TREE;
5997   tree* new_parms;
5998
5999   for (new_parms = &r;
6000        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6001        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
6002          parms = TREE_CHAIN (parms))
6003     {
6004       tree new_vec =
6005         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
6006       int i;
6007
6008       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
6009         {
6010           tree tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
6011           tree default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
6012           tree parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
6013
6014           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
6015           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
6016               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
6017             parm_decl = error_mark_node;
6018           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
6019                                                complain, NULL_TREE);
6020
6021           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
6022           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
6023         }
6024
6025       *new_parms =
6026         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
6027                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
6028                    new_vec, NULL_TREE);
6029     }
6030
6031   return r;
6032 }
6033
6034 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
6035    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
6036    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
6037    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
6038    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
6039
6040 static tree
6041 tsubst_aggr_type (tree t,
6042                   tree args,
6043                   tsubst_flags_t complain,
6044                   tree in_decl,
6045                   int entering_scope)
6046 {
6047   if (t == NULL_TREE)
6048     return NULL_TREE;
6049
6050   switch (TREE_CODE (t))
6051     {
6052     case RECORD_TYPE:
6053       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6054         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6055
6056       /* Else fall through.  */
6057     case ENUMERAL_TYPE:
6058     case UNION_TYPE:
6059       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6060         {
6061           tree argvec;
6062           tree context;
6063           tree r;
6064
6065           /* First, determine the context for the type we are looking
6066              up.  */
6067           context = TYPE_CONTEXT (t);
6068           if (context)
6069             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
6070                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6071
6072           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
6073              type we are trying to find.  For example, given:
6074
6075                template <class T> struct S;
6076                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
6077
6078              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
6079              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
6080              S we only want {double}.  */
6081           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
6082                                          complain, in_decl);
6083           if (argvec == error_mark_node)
6084             return error_mark_node;
6085
6086           r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
6087                                      entering_scope, complain);
6088
6089           return cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
6090         }
6091       else
6092         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
6093         return t;
6094
6095     default:
6096       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
6097     }
6098 }
6099
6100 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
6101    FN), which has the indicated TYPE.  */
6102
6103 tree
6104 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
6105 {
6106   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
6107   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
6108
6109   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
6110      default argument here, not in tsubst.  In the case of
6111      something like:
6112
6113        template <class T>
6114        struct S {
6115          static T t();
6116          void f(T = t());
6117        };
6118
6119      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
6120      rather than in the current class.  */
6121   push_access_scope (fn);
6122   /* The default argument expression should not be considered to be
6123      within the scope of FN.  Since push_access_scope sets
6124      current_function_decl, we must explicitly clear it here.  */
6125   current_function_decl = NULL_TREE;
6126   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
6127   if (cfun)
6128     {
6129       saved_class_ptr = current_class_ptr;
6130       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
6131       saved_class_ref = current_class_ref;
6132       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
6133     }
6134
6135   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
6136   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
6137                      tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
6138   pop_deferring_access_checks();
6139
6140   /* Restore the "this" pointer.  */
6141   if (cfun)
6142     {
6143       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
6144       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
6145     }
6146
6147   pop_access_scope (fn);
6148
6149   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
6150   arg = check_default_argument (type, arg);
6151
6152   return arg;
6153 }
6154
6155 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
6156
6157 static void
6158 tsubst_default_arguments (tree fn)
6159 {
6160   tree arg;
6161   tree tmpl_args;
6162
6163   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
6164
6165   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
6166      its default arguments.  */
6167   if (uses_template_parms (tmpl_args))
6168     return;
6169
6170   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
6171        arg;
6172        arg = TREE_CHAIN (arg))
6173     if (TREE_PURPOSE (arg))
6174       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
6175                                                     TREE_VALUE (arg),
6176                                                     TREE_PURPOSE (arg));
6177 }
6178
6179 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
6180    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
6181    control of COMPLAIN.  */
6182
6183 static tree
6184 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
6185 {
6186   location_t saved_loc;
6187   tree r = NULL_TREE;
6188   tree in_decl = t;
6189
6190   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
6191   saved_loc = input_location;
6192   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6193
6194   switch (TREE_CODE (t))
6195     {
6196     case TEMPLATE_DECL:
6197       {
6198         /* We can get here when processing a member function template,
6199            member class template, and template template parameter of
6200            a template class.  */
6201         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
6202         tree spec;
6203         tree tmpl_args;
6204         tree full_args;
6205
6206         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
6207           {
6208             /* Template template parameter is treated here.  */
6209             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6210             if (new_type == error_mark_node)
6211               return error_mark_node;
6212
6213             r = copy_decl (t);
6214             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6215             TREE_TYPE (r) = new_type;
6216             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
6217               = build_decl (TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
6218             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6219               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6220                                        complain);
6221             TYPE_NAME (new_type) = r;
6222             break;
6223           }
6224
6225         /* We might already have an instance of this template.
6226            The ARGS are for the surrounding class type, so the
6227            full args contain the tsubst'd args for the context,
6228            plus the innermost args from the template decl.  */
6229         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
6230           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
6231           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
6232         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
6233                                           complain, in_decl);
6234         if (full_args == error_mark_node)
6235           return error_mark_node;
6236
6237         /* tsubst_template_args doesn't copy the vector if
6238            nothing changed.  But, *something* should have
6239            changed.  */
6240         gcc_assert (full_args != tmpl_args);
6241
6242         spec = retrieve_specialization (t, full_args,
6243                                         /*class_specializations_p=*/true);
6244         if (spec != NULL_TREE)
6245           {
6246             r = spec;
6247             break;
6248           }
6249
6250         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
6251            original, but will record the current template arguments.
6252            We also create a new function declaration, which is just
6253            like the old one, but points to this new template, rather
6254            than the old one.  */
6255         r = copy_decl (t);
6256         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
6257         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6258
6259         DECL_CONTEXT (r)
6260           = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6261                               complain, in_decl,
6262                               /*entering_scope=*/1);
6263         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
6264
6265         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
6266           {
6267             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6268             if (new_type == error_mark_node)
6269               return error_mark_node;
6270
6271             TREE_TYPE (r) = new_type;
6272             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
6273             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
6274             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
6275           }
6276         else
6277           {
6278             tree new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
6279             if (new_decl == error_mark_node)
6280               return error_mark_node;
6281
6282             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
6283             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
6284             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
6285             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
6286           }
6287
6288         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6289         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
6290         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
6291
6292         /* The template parameters for this new template are all the
6293            template parameters for the old template, except the
6294            outermost level of parameters.  */
6295         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6296           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6297                                    complain);
6298
6299         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
6300           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
6301
6302         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
6303           /* Record this non-type partial instantiation.  */
6304           register_specialization (r, t,
6305                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)));
6306       }
6307       break;
6308
6309     case FUNCTION_DECL:
6310       {
6311         tree ctx;
6312         tree argvec = NULL_TREE;
6313         tree *friends;
6314         tree gen_tmpl;
6315         tree type;
6316         int member;
6317         int args_depth;
6318         int parms_depth;
6319
6320         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
6321         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
6322
6323         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
6324           {
6325             tree spec;
6326             bool dependent_p;
6327
6328             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
6329                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
6330                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
6331                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
6332             ++processing_template_decl;
6333             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
6334             --processing_template_decl;
6335             if (!dependent_p)
6336               return t;
6337
6338             /* Calculate the most general template of which R is a
6339                specialization, and the complete set of arguments used to
6340                specialize R.  */
6341             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
6342             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
6343                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
6344                                            args, complain, in_decl);
6345
6346             /* Check to see if we already have this specialization.  */
6347             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6348                                             /*class_specializations_p=*/false);
6349
6350             if (spec)
6351               {
6352                 r = spec;
6353                 break;
6354               }
6355
6356             /* We can see more levels of arguments than parameters if
6357                there was a specialization of a member template, like
6358                this:
6359
6360                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
6361                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
6362
6363                Here, we'll be substituting into the specialization,
6364                because that's where we can find the code we actually
6365                want to generate, but we'll have enough arguments for
6366                the most general template.
6367
6368                We also deal with the peculiar case:
6369
6370                  template <class T> struct S {
6371                    template <class U> friend void f();
6372                  };
6373                  template <class U> void f() {}
6374                  template S<int>;
6375                  template void f<double>();
6376
6377                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
6378                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
6379                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
6380                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
6381                situations like:
6382
6383                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
6384                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
6385
6386                which we can spot because the pattern will be a
6387                specialization in this case.  */
6388             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6389             parms_depth =
6390               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
6391             if (args_depth > parms_depth
6392                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
6393               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
6394           }
6395         else
6396           {
6397             /* This special case arises when we have something like this:
6398
6399                  template <class T> struct S {
6400                    friend void f<int>(int, double);
6401                  };
6402
6403                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
6404                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
6405                tsubst_friend_function, and we want only to create a
6406                new decl (R) with appropriate types so that we can call
6407                determine_specialization.  */
6408             gen_tmpl = NULL_TREE;
6409           }
6410
6411         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6412           {
6413             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
6414               member = 2;
6415             else
6416               member = 1;
6417             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6418                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
6419           }
6420         else
6421           {
6422             member = 0;
6423             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6424           }
6425         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6426         if (type == error_mark_node)
6427           return error_mark_node;
6428
6429         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
6430            point, as they may not represent instantiations of this
6431            template, and in any case are considered separate under the
6432            discrete model.  */
6433         r = copy_decl (t);
6434         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
6435         TREE_TYPE (r) = type;
6436         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6437         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6438         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6439         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6440         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6441
6442         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
6443           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
6444              case it's the name of one of the template's parameters.  */
6445           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
6446
6447         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
6448                                      complain, t);
6449         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
6450
6451         TREE_STATIC (r) = 0;
6452         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
6453         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6454         /* If this is an instantiation of a function with internal
6455            linkage, we already know what object file linkage will be
6456            assigned to the instantiation.  */
6457         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
6458         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
6459         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6460         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
6461         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
6462         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
6463         TREE_USED (r) = 0;
6464         if (DECL_CLONED_FUNCTION (r))
6465           {
6466             DECL_CLONED_FUNCTION (r) = tsubst (DECL_CLONED_FUNCTION (t),
6467                                                args, complain, t);
6468             TREE_CHAIN (r) = TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r));
6469             TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r)) = r;
6470           }
6471
6472         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
6473            this in the special friend case mentioned above where
6474            GEN_TMPL is NULL.  */
6475         if (gen_tmpl)
6476           {
6477             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
6478               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
6479             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6480             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6481
6482             /* We're not supposed to instantiate default arguments
6483                until they are called, for a template.  But, for a
6484                declaration like:
6485
6486                  template <class T> void f ()
6487                  { extern void g(int i = T()); }
6488
6489                we should do the substitution when the template is
6490                instantiated.  We handle the member function case in
6491                instantiate_class_template since the default arguments
6492                might refer to other members of the class.  */
6493             if (!member
6494                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6495                 && !uses_template_parms (argvec))
6496               tsubst_default_arguments (r);
6497           }
6498
6499         /* Copy the list of befriending classes.  */
6500         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
6501              *friends;
6502              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
6503           {
6504             *friends = copy_node (*friends);
6505             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
6506                                             args, complain,
6507                                             in_decl);
6508           }
6509
6510         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
6511           {
6512             maybe_retrofit_in_chrg (r);
6513             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
6514               grok_ctor_properties (ctx, r);
6515             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
6516                If it isn't, that'll be handled by
6517                clone_constructors_and_destructors.  */
6518             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6519               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
6520           }
6521         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r)))
6522           grok_op_properties (r, (complain & tf_error) != 0);
6523
6524         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
6525           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
6526                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
6527                                             args, complain, in_decl));
6528       }
6529       break;
6530
6531     case PARM_DECL:
6532       {
6533         tree type;
6534
6535         r = copy_node (t);
6536         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
6537           SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
6538
6539         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6540         type = type_decays_to (type);
6541         TREE_TYPE (r) = type;
6542         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6543
6544         if (DECL_INITIAL (r))
6545           {
6546             if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
6547               DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
6548             else
6549               DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
6550                                          complain, in_decl);
6551           }
6552
6553         DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
6554
6555         if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
6556           DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
6557         if (TREE_CHAIN (t))
6558           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
6559                                    complain, TREE_CHAIN (t));
6560       }
6561       break;
6562
6563     case FIELD_DECL:
6564       {
6565         tree type;
6566
6567         r = copy_decl (t);
6568         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6569         if (type == error_mark_node)
6570           return error_mark_node;
6571         TREE_TYPE (r) = type;
6572         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6573
6574         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
6575            finish_member_declaration.  */
6576         DECL_INITIAL (r) = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
6577                                         complain, in_decl);
6578         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6579         if (VOID_TYPE_P (type))
6580           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
6581       }
6582       break;
6583
6584     case USING_DECL:
6585       /* We reach here only for member using decls.  */
6586       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
6587         {
6588           r = do_class_using_decl
6589             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
6590              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
6591           if (!r)
6592             r = error_mark_node;
6593         }
6594       else
6595         {
6596           r = copy_node (t);
6597           TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6598         }
6599       break;
6600
6601     case TYPE_DECL:
6602     case VAR_DECL:
6603       {
6604         tree argvec = NULL_TREE;
6605         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
6606         tree spec;
6607         tree tmpl = NULL_TREE;
6608         tree ctx;
6609         tree type = NULL_TREE;
6610         int local_p;
6611
6612         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6613           {
6614             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6615             if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6616                 || t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
6617               {
6618                 /* If this is the canonical decl, we don't have to
6619                    mess with instantiations, and often we can't (for
6620                    typename, template type parms and such).  Note that
6621                    TYPE_NAME is not correct for the above test if
6622                    we've copied the type for a typedef.  */
6623                 r = TYPE_NAME (type);
6624                 break;
6625               }
6626           }
6627
6628         /* Assume this is a non-local variable.  */
6629         local_p = 0;
6630
6631         if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (t)))
6632           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6633                                   complain,
6634                                   in_decl, /*entering_scope=*/1);
6635         else if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
6636           ctx = DECL_CONTEXT (t);
6637         else
6638           {
6639             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
6640             ctx = NULL_TREE;
6641             local_p = 1;
6642           }
6643
6644         /* Check to see if we already have this specialization.  */
6645         if (!local_p)
6646           {
6647             tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
6648             gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
6649             argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
6650             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6651                                             /*class_specializations_p=*/false);
6652           }
6653         else
6654           spec = retrieve_local_specialization (t);
6655
6656         if (spec)
6657           {
6658             r = spec;
6659             break;
6660           }
6661
6662         r = copy_decl (t);
6663         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6664           {
6665             /* Even if the original location is out of scope, the
6666                newly substituted one is not.  */
6667             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
6668             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
6669             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
6670             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6671             if (type == error_mark_node)
6672               return error_mark_node;
6673             type = complete_type (type);
6674             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
6675               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
6676             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
6677
6678             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
6679               {
6680                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
6681                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl);
6682                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
6683               }
6684           }
6685         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
6686           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
6687         TREE_TYPE (r) = type;
6688         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6689         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6690         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6691         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6692         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6693           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6694         /* The initializer must not be expanded until it is required;
6695            see [temp.inst].  */
6696         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6697         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6698           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6699         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
6700
6701         if (!local_p)
6702           {
6703             /* A static data member declaration is always marked
6704                external when it is declared in-class, even if an
6705                initializer is present.  We mimic the non-template
6706                processing here.  */
6707             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6708
6709             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6710             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
6711             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6712           }
6713         else
6714           register_local_specialization (r, t);
6715
6716         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6717         layout_decl (r, 0);
6718       }
6719       break;
6720
6721     default:
6722       gcc_unreachable ();
6723     }
6724
6725   /* Restore the file and line information.  */
6726   input_location = saved_loc;
6727
6728   return r;
6729 }
6730
6731 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
6732
6733 static tree
6734 tsubst_arg_types (tree arg_types,
6735                   tree args,
6736                   tsubst_flags_t complain,
6737                   tree in_decl)
6738 {
6739   tree remaining_arg_types;
6740   tree type;
6741   tree default_arg;
6742   tree result = NULL_TREE;
6743
6744   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
6745     return arg_types;
6746
6747   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
6748                                           args, complain, in_decl);
6749   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
6750     return error_mark_node;
6751
6752   type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
6753   if (type == error_mark_node)
6754     return error_mark_node;
6755   if (VOID_TYPE_P (type))
6756     {
6757       if (complain & tf_error)
6758         {
6759           error ("invalid parameter type %qT", type);
6760           if (in_decl)
6761             error ("in declaration %q+D", in_decl);
6762         }
6763       return error_mark_node;
6764     }
6765
6766   /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
6767      top-level qualifiers as required.  */
6768   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
6769
6770   /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
6771      mandates that they be instantiated only when needed, which is
6772      done in build_over_call.  */
6773   default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
6774
6775   if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
6776     {
6777       /* We've instantiated a template before its default arguments
6778          have been parsed.  This can happen for a nested template
6779          class, and is not an error unless we require the default
6780          argument in a call of this function.  */
6781       result = tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
6782       VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), result);
6783     }
6784   else
6785     result = hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
6786
6787   return result;
6788 }
6789
6790 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
6791    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
6792    initial substitution of explicitly provided template parameters
6793    during argument deduction forbids substitution into the
6794    exception-specification:
6795
6796      [temp.deduct]
6797
6798      All references in the function type of the function template to  the
6799      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
6800      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
6801      in  the function type of the function template results in an invalid
6802      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
6803      exception specifications is done only when the function is instanti-
6804      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
6805      results in an invalid type.]  */
6806
6807 static tree
6808 tsubst_function_type (tree t,
6809                       tree args,
6810                       tsubst_flags_t complain,
6811                       tree in_decl)
6812 {
6813   tree return_type;
6814   tree arg_types;
6815   tree fntype;
6816
6817   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
6818   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
6819
6820   /* Substitute the return type.  */
6821   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6822   if (return_type == error_mark_node)
6823     return error_mark_node;
6824   /* The standard does not presently indicate that creation of a
6825      function type with an invalid return type is a deduction failure.
6826      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
6827      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
6828   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
6829       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
6830     {
6831       if (complain & tf_error)
6832         {
6833           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
6834             error ("function returning an array");
6835           else
6836             error ("function returning a function");
6837         }
6838       return error_mark_node;
6839     }
6840
6841   /* Substitute the argument types.  */
6842   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
6843                                 complain, in_decl);
6844   if (arg_types == error_mark_node)
6845     return error_mark_node;
6846
6847   /* Construct a new type node and return it.  */
6848   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
6849     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
6850   else
6851     {
6852       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
6853       if (! IS_AGGR_TYPE (r))
6854         {
6855           /* [temp.deduct]
6856
6857              Type deduction may fail for any of the following
6858              reasons:
6859
6860              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
6861              is not a class type.  */
6862           if (complain & tf_error)
6863             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
6864                       r);
6865           return error_mark_node;
6866         }
6867
6868       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
6869                                            TREE_CHAIN (arg_types));
6870     }
6871   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
6872   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
6873
6874   return fntype;
6875 }
6876
6877 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
6878    ARGS into that specification, and return the substituted
6879    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
6880
6881 static tree
6882 tsubst_exception_specification (tree fntype,
6883                                 tree args,
6884                                 tsubst_flags_t complain,
6885                                 tree in_decl)
6886 {
6887   tree specs;
6888   tree new_specs;
6889
6890   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
6891   new_specs = NULL_TREE;
6892   if (specs)
6893     {
6894       if (! TREE_VALUE (specs))
6895         new_specs = specs;
6896       else
6897         while (specs)
6898           {
6899             tree spec;
6900             spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
6901             if (spec == error_mark_node)
6902               return spec;
6903             new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, complain);
6904             specs = TREE_CHAIN (specs);
6905           }
6906     }
6907   return new_specs;
6908 }
6909
6910 /* Substitute into the PARMS of a call-declarator.  */
6911
6912 static tree
6913 tsubst_call_declarator_parms (tree parms,
6914                               tree args,
6915                               tsubst_flags_t complain,
6916                               tree in_decl)
6917 {
6918   tree new_parms;
6919   tree type;
6920   tree defarg;
6921
6922   if (!parms || parms == void_list_node)
6923     return parms;
6924
6925   new_parms = tsubst_call_declarator_parms (TREE_CHAIN (parms),
6926                                             args, complain, in_decl);
6927
6928   /* Figure out the type of this parameter.  */
6929   type = tsubst (TREE_VALUE (parms), args, complain, in_decl);
6930
6931   /* Figure out the default argument as well.  Note that we use
6932      tsubst_expr since the default argument is really an expression.  */
6933   defarg = tsubst_expr (TREE_PURPOSE (parms), args, complain, in_decl);
6934
6935   /* Chain this parameter on to the front of those we have already
6936      processed.  We don't use hash_tree_cons because that function
6937      doesn't check TREE_PARMLIST.  */
6938   new_parms = tree_cons (defarg, type, new_parms);
6939
6940   return new_parms;
6941 }
6942
6943 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
6944    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
6945    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
6946    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
6947    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
6948    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
6949    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
6950    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
6951    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
6952    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
6953    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
6954    yet.
6955
6956    This function is used for dealing with types, decls and the like;
6957    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
6958
6959 static tree
6960 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6961 {
6962   tree type, r;
6963
6964   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
6965       || t == integer_type_node
6966       || t == void_type_node
6967       || t == char_type_node
6968       || t == unknown_type_node
6969       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
6970     return t;
6971
6972   if (DECL_P (t))
6973     return tsubst_decl (t, args, complain);
6974
6975   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
6976     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
6977   else
6978     type = TREE_TYPE (t);
6979
6980   gcc_assert (type != unknown_type_node);
6981
6982   if (type
6983       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
6984       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
6985       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
6986       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
6987     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
6988   if (type == error_mark_node)
6989     return error_mark_node;
6990
6991   switch (TREE_CODE (t))
6992     {
6993     case RECORD_TYPE:
6994     case UNION_TYPE:
6995     case ENUMERAL_TYPE:
6996       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
6997                                /*entering_scope=*/0);
6998
6999     case ERROR_MARK:
7000     case IDENTIFIER_NODE:
7001     case VOID_TYPE:
7002     case REAL_TYPE:
7003     case COMPLEX_TYPE:
7004     case VECTOR_TYPE:
7005     case BOOLEAN_TYPE:
7006     case INTEGER_CST:
7007     case REAL_CST:
7008     case STRING_CST:
7009       return t;
7010
7011     case INTEGER_TYPE:
7012       if (t == integer_type_node)
7013         return t;
7014
7015       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
7016           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
7017         return t;
7018
7019       {
7020         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
7021
7022         /* The array dimension behaves like a non-type template arg,
7023            in that we want to fold it as much as possible.  */
7024         max = tsubst_template_arg (omax, args, complain, in_decl);
7025         max = fold_decl_constant_value (max);
7026
7027         if (integer_zerop (omax))
7028           {
7029             /* Still allow an explicit array of size zero.  */
7030             if (pedantic)
7031               pedwarn ("creating array with size zero");
7032           }
7033         else if (integer_zerop (max)
7034                  || (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
7035                      && INT_CST_LT (max, integer_zero_node)))
7036           {
7037             /* [temp.deduct]
7038
7039                Type deduction may fail for any of the following
7040                reasons:
7041
7042                  Attempting to create an array with a size that is
7043                  zero or negative.  */
7044             if (complain & tf_error)
7045               error ("creating array with size zero (%qE)", max);
7046
7047             return error_mark_node;
7048           }
7049
7050         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
7051       }
7052
7053     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7054     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7055     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7056     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7057       {
7058         int idx;
7059         int level;
7060         int levels;
7061         tree arg = NULL_TREE;
7062
7063         r = NULL_TREE;
7064
7065         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
7066         if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7067             || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
7068             || TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7069           {
7070             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
7071             level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
7072           }
7073         else
7074           {
7075             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
7076             level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
7077           }
7078
7079         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7080         if (level <= levels)
7081           arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
7082
7083         if (arg == error_mark_node)
7084           return error_mark_node;
7085         else if (arg != NULL_TREE)
7086           {
7087             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
7088               {
7089                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
7090                 return cp_build_qualified_type_real
7091                   (arg, cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t),
7092                    complain | tf_ignore_bad_quals);
7093               }
7094             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7095               {
7096                 /* We are processing a type constructed from a
7097                    template template parameter.  */
7098                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
7099                                       args, complain, in_decl);
7100                 if (argvec == error_mark_node)
7101                   return error_mark_node;
7102
7103                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
7104                    are resolving nested-types in the signature of a
7105                    member function templates.  Otherwise ARG is a
7106                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
7107                    instantiated.  */
7108                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7109                   arg = TYPE_NAME (arg);
7110
7111                 r = lookup_template_class (arg,
7112                                            argvec, in_decl,
7113                                            DECL_CONTEXT (arg),
7114                                             /*entering_scope=*/0,
7115                                            complain);
7116                 return cp_build_qualified_type_real
7117                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7118               }
7119             else
7120               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
7121               return arg;
7122           }
7123
7124         if (level == 1)
7125           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
7126              unify.  This means that we don't yet have any information
7127              about the template parameter in question.  */
7128           return t;
7129
7130         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
7131            more deeply nested template.  Make a new version of this
7132            template parameter, but with a lower level.  */
7133         switch (TREE_CODE (t))
7134           {
7135           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7136           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7137           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7138             if (cp_type_quals (t))
7139               {
7140                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
7141                 r = cp_build_qualified_type_real
7142                   (r, cp_type_quals (t),
7143                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7144                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
7145               }
7146             else
7147               {
7148                 r = copy_type (t);
7149                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
7150                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
7151                                                 r, levels);
7152                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
7153                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
7154                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
7155                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
7156
7157                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7158                   {
7159                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
7160                                           complain, in_decl);
7161                     if (argvec == error_mark_node)
7162                       return error_mark_node;
7163
7164                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
7165                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
7166                   }
7167               }
7168             break;
7169
7170           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7171             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels);
7172             break;
7173
7174           default:
7175             gcc_unreachable ();
7176           }
7177
7178         return r;
7179       }
7180
7181     case TREE_LIST:
7182       {
7183         tree purpose, value, chain;
7184
7185         if (t == void_list_node)
7186           return t;
7187
7188         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7189         if (purpose)
7190           {
7191             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
7192             if (purpose == error_mark_node)
7193               return error_mark_node;
7194           }
7195         value = TREE_VALUE (t);
7196         if (value)
7197           {
7198             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
7199             if (value == error_mark_node)
7200               return error_mark_node;
7201           }
7202         chain = TREE_CHAIN (t);
7203         if (chain && chain != void_type_node)
7204           {
7205             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
7206             if (chain == error_mark_node)
7207               return error_mark_node;
7208           }
7209         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7210             && value == TREE_VALUE (t)
7211             && chain == TREE_CHAIN (t))
7212           return t;
7213         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
7214       }
7215
7216     case TREE_BINFO:
7217       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
7218       gcc_unreachable ();
7219
7220     case TREE_VEC:
7221       /* A vector of template arguments.  */
7222       gcc_assert (!type);
7223       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
7224
7225     case POINTER_TYPE:
7226     case REFERENCE_TYPE:
7227       {
7228         enum tree_code code;
7229
7230         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
7231           return t;
7232
7233         code = TREE_CODE (t);
7234
7235
7236         /* [temp.deduct]
7237
7238            Type deduction may fail for any of the following
7239            reasons:
7240
7241            -- Attempting to create a pointer to reference type.
7242            -- Attempting to create a reference to a reference type or
7243               a reference to void.  */
7244         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
7245             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
7246           {
7247             static location_t last_loc;
7248
7249             /* We keep track of the last time we issued this error
7250                message to avoid spewing a ton of messages during a
7251                single bad template instantiation.  */
7252             if (complain & tf_error
7253 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
7254                 && last_loc != input_location
7255 #else
7256                 && (last_loc.line != input_line
7257                     || last_loc.file != input_filename)
7258 #endif
7259                   )
7260               {
7261                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7262                   error ("forming reference to void");
7263                 else
7264                   error ("forming %s to reference type %qT",
7265                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
7266                          type);
7267                 last_loc = input_location;
7268               }
7269
7270             return error_mark_node;
7271           }
7272         else if (code == POINTER_TYPE)
7273           {
7274             r = build_pointer_type (type);
7275             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
7276               r = build_ptrmemfunc_type (r);
7277           }
7278         else
7279           r = build_reference_type (type);
7280         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7281
7282         if (r != error_mark_node)
7283           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
7284           layout_type (r);
7285
7286         return r;
7287       }
7288     case OFFSET_TYPE:
7289       {
7290         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
7291         if (r == error_mark_node || !IS_AGGR_TYPE (r))
7292           {
7293             /* [temp.deduct]
7294
7295                Type deduction may fail for any of the following
7296                reasons:
7297
7298                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7299                   is not a class type.  */
7300             if (complain & tf_error)
7301               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
7302             return error_mark_node;
7303           }
7304         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7305           {
7306             if (complain & tf_error)
7307               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
7308             return error_mark_node;
7309           }
7310         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7311           {
7312             if (complain & tf_error)
7313               error ("creating pointer to member of type void");
7314             return error_mark_node;
7315           }
7316         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
7317         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
7318           {
7319             /* The type of the implicit object parameter gets its
7320                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
7321             tree method_type;
7322             tree this_type = cp_build_qualified_type (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
7323                                                       cp_type_quals (type));
7324             tree memptr;
7325             method_type = build_method_type_directly (this_type,
7326                                                       TREE_TYPE (type),
7327                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
7328             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
7329             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
7330                                                  complain);
7331           }
7332         else
7333           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
7334                                                TYPE_QUALS (t),
7335                                                complain);
7336       }
7337     case FUNCTION_TYPE:
7338     case METHOD_TYPE:
7339       {
7340         tree fntype;
7341         tree specs;
7342         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
7343         if (fntype == error_mark_node)
7344           return error_mark_node;
7345
7346         /* Substitute the exception specification.  */
7347         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
7348                                                 in_decl);
7349         if (specs == error_mark_node)
7350           return error_mark_node;
7351         if (specs)
7352           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
7353         return fntype;
7354       }
7355     case ARRAY_TYPE:
7356       {
7357         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
7358         if (domain == error_mark_node)
7359           return error_mark_node;
7360
7361         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
7362            it will obviously be the same as T.  */
7363         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
7364           return t;
7365
7366         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
7367
7368            [temp.deduct]
7369
7370            The deduction may fail for any of the following reasons:
7371
7372            -- Attempting to create an array with an element type that
7373               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
7374               an abstract class type.  */
7375         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
7376             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
7377             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7378           {
7379             if (complain & tf_error)
7380               error ("creating array of %qT", type);
7381             return error_mark_node;
7382           }
7383         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
7384           {
7385             if (complain & tf_error)
7386               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
7387                      type);
7388             return error_mark_node;
7389           }
7390
7391         r = build_cplus_array_type (type, domain);
7392         return r;
7393       }
7394
7395     case PLUS_EXPR:
7396     case MINUS_EXPR:
7397       {
7398         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7399         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7400
7401         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7402           return error_mark_node;
7403
7404         return fold_build2 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
7405       }
7406
7407     case NEGATE_EXPR:
7408     case NOP_EXPR:
7409       {
7410         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7411         if (e == error_mark_node)
7412           return error_mark_node;
7413
7414         return fold_build1 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
7415       }
7416
7417     case TYPENAME_TYPE:
7418       {
7419         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7420                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7421         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
7422                               complain, in_decl);
7423
7424         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
7425           return error_mark_node;
7426
7427         if (!IS_AGGR_TYPE (ctx))
7428           {
7429             if (complain & tf_error)
7430               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
7431             return error_mark_node;
7432           }
7433         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
7434           {
7435             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
7436                have complete type in order to allow things like:
7437
7438                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
7439
7440                But, such constructs have already been resolved by this
7441                point, so here CTX really should have complete type, unless
7442                it's a partial instantiation.  */
7443             ctx = complete_type (ctx);
7444             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
7445               {
7446                 if (complain & tf_error)
7447                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
7448                 return error_mark_node;
7449               }
7450           }
7451
7452         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
7453                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
7454         if (f == error_mark_node)
7455           return f;
7456         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
7457           {
7458             complain |= tf_ignore_bad_quals;
7459             f = TREE_TYPE (f);
7460           }
7461
7462         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
7463           {
7464             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
7465               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
7466                      t, f);
7467             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
7468               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
7469                      t, f);
7470           }
7471
7472         return cp_build_qualified_type_real
7473           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
7474       }
7475
7476     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7477       {
7478         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7479                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7480         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7481         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
7482
7483         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
7484           return error_mark_node;
7485
7486         if (parm_list)
7487           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
7488         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
7489       }
7490
7491     case INDIRECT_REF:
7492     case ADDR_EXPR:
7493     case CALL_EXPR:
7494       gcc_unreachable ();
7495
7496     case ARRAY_REF:
7497       {
7498         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7499         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7500         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7501           return error_mark_node;
7502
7503         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
7504       }
7505
7506     case SCOPE_REF:
7507       {
7508         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7509         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7510         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7511           return error_mark_node;
7512
7513         return build_nt (TREE_CODE (t), e1, e2);
7514       }
7515
7516     case TYPEOF_TYPE:
7517       {
7518         tree type;
7519
7520         type = finish_typeof (tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
7521                                            complain, in_decl));
7522         return cp_build_qualified_type_real (type,
7523                                              cp_type_quals (t)
7524                                              | cp_type_quals (type),
7525                                              complain);
7526       }
7527
7528     default:
7529       sorry ("use of %qs in template",
7530              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
7531       return error_mark_node;
7532     }
7533 }
7534
7535 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
7536    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
7537    operator.  */
7538
7539 static tree
7540 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
7541                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7542 {
7543     tree name;
7544     tree qualifying_scope;
7545     tree fns;
7546     tree template_args = 0;
7547     bool template_id_p = false;
7548
7549     /* A baselink indicates a function from a base class.  The
7550        BASELINK_ACCESS_BINFO and BASELINK_BINFO are going to have
7551        non-dependent types; otherwise, the lookup could not have
7552        succeeded.  However, they may indicate bases of the template
7553        class, rather than the instantiated class.
7554
7555        In addition, lookups that were not ambiguous before may be
7556        ambiguous now.  Therefore, we perform the lookup again.  */
7557     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
7558     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7559     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7560       {
7561         template_id_p = true;
7562         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
7563         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
7564         if (template_args)
7565           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7566                                                 complain, in_decl);
7567       }
7568     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
7569     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
7570
7571     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
7572        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
7573        later by overload resolution will be marked as used at that
7574        point.)  */
7575     if (BASELINK_P (baselink))
7576       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7577     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
7578       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
7579
7580     /* Add back the template arguments, if present.  */
7581     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
7582       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
7583         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
7584                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
7585                     template_args);
7586
7587     if (!object_type)
7588       object_type = current_class_type;
7589     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
7590                                                    qualifying_scope,
7591                                                    object_type);
7592 }
7593
7594 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
7595    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
7596    itself; false if more of the postfix-expression follows the
7597    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
7598    of "&".  */
7599
7600 static tree
7601 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
7602                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
7603                      bool done, bool address_p)
7604 {
7605   tree expr;
7606   tree scope;
7607   tree name;
7608   bool is_template;
7609   tree template_args;
7610
7611   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
7612
7613   /* Figure out what name to look up.  */
7614   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
7615   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7616     {
7617       is_template = true;
7618       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
7619       if (template_args)
7620         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7621                                               complain, in_decl);
7622       name = TREE_OPERAND (name, 0);
7623     }
7624   else
7625     {
7626       is_template = false;
7627       template_args = NULL_TREE;
7628     }
7629
7630   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
7631      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
7632      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
7633      substituting will not help.  */
7634   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
7635   if (args)
7636     {
7637       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
7638       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7639     }
7640   else
7641     expr = name;
7642
7643   if (dependent_type_p (scope))
7644     return build_nt (SCOPE_REF, scope, expr);
7645
7646   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
7647     {
7648       expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
7649       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
7650                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
7651         {
7652           if (complain & tf_error)
7653             {
7654               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
7655                      "instantiation yields a type", qualified_id);
7656               inform ("say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
7657             }
7658           return error_mark_node;
7659         }
7660     }
7661
7662   if (DECL_P (expr))
7663     {
7664       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
7665                                            scope);
7666       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
7667       mark_used (expr);
7668     }
7669
7670   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
7671     {
7672       if (complain & tf_error)
7673         qualified_name_lookup_error (scope,
7674                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7675                                      expr);
7676       return error_mark_node;
7677     }
7678
7679   if (is_template)
7680     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
7681
7682   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
7683     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7684                                  expr);
7685   else if (TYPE_P (scope))
7686     {
7687       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
7688               (expr, scope, current_class_type));
7689       expr = finish_qualified_id_expr (scope, expr, done, address_p);
7690     }
7691
7692   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF)
7693     expr = convert_from_reference (expr);
7694
7695   return expr;
7696 }
7697
7698 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
7699    template parms; to finish processing the resultant expression, use
7700    tsubst_expr.  */
7701
7702 static tree
7703 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7704 {
7705   enum tree_code code;
7706   tree r;
7707
7708   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
7709     return t;
7710
7711   code = TREE_CODE (t);
7712
7713   switch (code)
7714     {
7715     case PARM_DECL:
7716       r = retrieve_local_specialization (t);
7717       gcc_assert (r != NULL);
7718       mark_used (r);
7719       return r;
7720
7721     case CONST_DECL:
7722       {
7723         tree enum_type;
7724         tree v;
7725
7726         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
7727           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
7728         /* There is no need to substitute into namespace-scope
7729            enumerators.  */
7730         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
7731           return t;
7732         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
7733         if (args == NULL_TREE)
7734           return integral_constant_value (t);
7735
7736         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
7737            Consider:
7738
7739              template <int I> int f() {
7740              enum E { a = I };
7741              struct S { void g() { E e = a; } };
7742              };
7743
7744            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
7745            clever enough to find f<7>::a.  */
7746         enum_type
7747           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
7748                               /*entering_scope=*/0);
7749
7750         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
7751              v != NULL_TREE;
7752              v = TREE_CHAIN (v))
7753           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
7754             return TREE_VALUE (v);
7755
7756           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
7757              name-lookup found it during preliminary parsing, we
7758              should find it again here during instantiation.  */
7759         gcc_unreachable ();
7760       }
7761       return t;
7762
7763     case FIELD_DECL:
7764       if (DECL_CONTEXT (t))
7765         {
7766           tree ctx;
7767
7768           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
7769                                   /*entering_scope=*/1);
7770           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
7771             {
7772               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
7773               if (!r)
7774                 {
7775                   if (complain & tf_error)
7776                     error ("using invalid field %qD", t);
7777                   return error_mark_node;
7778                 }
7779               return r;
7780             }
7781         }
7782
7783       return t;
7784
7785     case VAR_DECL:
7786     case FUNCTION_DECL:
7787       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7788           || local_variable_p (t))
7789         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
7790       mark_used (t);
7791       return t;
7792
7793     case BASELINK:
7794       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
7795
7796     case TEMPLATE_DECL:
7797       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
7798         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
7799                        args, complain, in_decl);
7800       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
7801         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7802       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
7803                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
7804         {
7805           /* Template template argument like the following example need
7806              special treatment:
7807
7808                template <template <class> class TT> struct C {};
7809                template <class T> struct D {
7810                  template <class U> struct E {};
7811                  C<E> c;                                // #1
7812                };
7813                D<int> d;                                // #2
7814
7815              We are processing the template argument `E' in #1 for
7816              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
7817              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
7818              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
7819
7820           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
7821           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
7822         }
7823       else
7824         /* Ordinary template template argument.  */
7825         return t;
7826
7827     case CAST_EXPR:
7828     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7829     case CONST_CAST_EXPR:
7830     case STATIC_CAST_EXPR:
7831     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7832     case NOP_EXPR:
7833       return build1
7834         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7835          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7836
7837     case INDIRECT_REF:
7838     case NEGATE_EXPR:
7839     case TRUTH_NOT_EXPR:
7840     case BIT_NOT_EXPR:
7841     case ADDR_EXPR:
7842     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
7843     case SIZEOF_EXPR:
7844     case ALIGNOF_EXPR:
7845     case ARROW_EXPR:
7846     case THROW_EXPR:
7847     case TYPEID_EXPR:
7848     case REALPART_EXPR:
7849     case IMAGPART_EXPR:
7850       return build1
7851         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7852          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7853
7854     case COMPONENT_REF:
7855       {
7856         tree object;
7857         tree name;
7858
7859         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7860         name = TREE_OPERAND (t, 1);
7861         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
7862           {
7863             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7864                                 complain, in_decl);
7865             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7866           }
7867         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
7868                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
7869           {
7870             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7871                                      complain, in_decl);
7872             name = TREE_OPERAND (name, 1);
7873             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7874                                 complain, in_decl);
7875             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7876             name = build_nt (SCOPE_REF, base, name);
7877           }
7878         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
7879           name = tsubst_baselink (name,
7880                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
7881                                   args, complain,
7882                                   in_decl);
7883         else
7884           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7885         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
7886       }
7887
7888     case PLUS_EXPR:
7889     case MINUS_EXPR:
7890     case MULT_EXPR:
7891     case TRUNC_DIV_EXPR:
7892     case CEIL_DIV_EXPR:
7893     case FLOOR_DIV_EXPR:
7894     case ROUND_DIV_EXPR:
7895     case EXACT_DIV_EXPR:
7896     case BIT_AND_EXPR:
7897     case BIT_IOR_EXPR:
7898     case BIT_XOR_EXPR:
7899     case TRUNC_MOD_EXPR:
7900     case FLOOR_MOD_EXPR:
7901     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
7902     case TRUTH_ORIF_EXPR:
7903     case TRUTH_AND_EXPR:
7904     case TRUTH_OR_EXPR:
7905     case RSHIFT_EXPR:
7906     case LSHIFT_EXPR:
7907     case RROTATE_EXPR:
7908     case LROTATE_EXPR:
7909     case EQ_EXPR:
7910     case NE_EXPR:
7911     case MAX_EXPR:
7912     case MIN_EXPR:
7913     case LE_EXPR:
7914     case GE_EXPR:
7915     case LT_EXPR:
7916     case GT_EXPR:
7917     case COMPOUND_EXPR:
7918     case SCOPE_REF:
7919     case DOTSTAR_EXPR:
7920     case MEMBER_REF:
7921     case PREDECREMENT_EXPR:
7922     case PREINCREMENT_EXPR:
7923     case POSTDECREMENT_EXPR:
7924     case POSTINCREMENT_EXPR:
7925       return build_nt
7926         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7927          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7928
7929     case ARRAY_REF:
7930       return build_nt
7931         (ARRAY_REF,
7932          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7933          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7934          NULL_TREE, NULL_TREE);
7935
7936     case CALL_EXPR:
7937       return build_nt (code,
7938                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args,
7939                                     complain, in_decl),
7940                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain,
7941                                     in_decl),
7942                        NULL_TREE);
7943
7944     case COND_EXPR:
7945     case MODOP_EXPR:
7946     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7947       {
7948         r = build_nt
7949           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7950            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7951            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7952         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
7953         return r;
7954       }
7955
7956     case NEW_EXPR:
7957       {
7958         r = build_nt
7959         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7960          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7961          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7962         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7963         return r;
7964       }
7965
7966     case DELETE_EXPR:
7967       {
7968         r = build_nt
7969         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7970          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7971         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7972         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
7973         return r;
7974       }
7975
7976     case TEMPLATE_ID_EXPR:
7977       {
7978         /* Substituted template arguments */
7979         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
7980         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
7981
7982         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
7983         if (targs)
7984           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
7985
7986         return lookup_template_function (fn, targs);
7987       }
7988
7989     case TREE_LIST:
7990       {
7991         tree purpose, value, chain;
7992
7993         if (t == void_list_node)
7994           return t;
7995
7996         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7997         if (purpose)
7998           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
7999         value = TREE_VALUE (t);
8000         if (value)
8001           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
8002         chain = TREE_CHAIN (t);
8003         if (chain && chain != void_type_node)
8004           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
8005         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8006             && value == TREE_VALUE (t)
8007             && chain == TREE_CHAIN (t))
8008           return t;
8009         return tree_cons (purpose, value, chain);
8010       }
8011
8012     case RECORD_TYPE:
8013     case UNION_TYPE:
8014     case ENUMERAL_TYPE:
8015     case INTEGER_TYPE:
8016     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
8017     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8018     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8019     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
8020     case POINTER_TYPE:
8021     case REFERENCE_TYPE:
8022     case OFFSET_TYPE:
8023     case FUNCTION_TYPE:
8024     case METHOD_TYPE:
8025     case ARRAY_TYPE:
8026     case TYPENAME_TYPE:
8027     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
8028     case TYPEOF_TYPE:
8029     case TYPE_DECL:
8030       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8031
8032     case IDENTIFIER_NODE:
8033       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8034         {
8035           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8036           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8037         }
8038       else
8039         return t;
8040
8041     case CONSTRUCTOR:
8042       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
8043       gcc_unreachable ();
8044
8045     case VA_ARG_EXPR:
8046       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
8047                                           in_decl),
8048                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
8049
8050     case CLEANUP_POINT_EXPR:
8051       /* We shouldn't have built any of these during initial template
8052          generation.  Instead, they should be built during instantiation
8053          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
8054       gcc_unreachable ();
8055
8056     default:
8057       return t;
8058     }
8059 }
8060
8061 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
8062    processing.  */
8063
8064 static tree
8065 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8066 {
8067   tree stmt, tmp;
8068
8069   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8070     return t;
8071
8072   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
8073     input_location = EXPR_LOCATION (t);
8074   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
8075     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
8076
8077   switch (TREE_CODE (t))
8078     {
8079     case STATEMENT_LIST:
8080       {
8081         tree_stmt_iterator i;
8082         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
8083           tsubst_expr (tsi_stmt (i), args, complain, in_decl);
8084         break;
8085       }
8086
8087     case CTOR_INITIALIZER:
8088       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
8089                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
8090       break;
8091
8092     case RETURN_EXPR:
8093       finish_return_stmt (tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 0),
8094                                        args, complain, in_decl));
8095       break;
8096
8097     case EXPR_STMT:
8098       tmp = tsubst_expr (EXPR_STMT_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8099       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
8100         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
8101       else
8102         finish_expr_stmt (tmp);
8103       break;
8104
8105     case USING_STMT:
8106       do_using_directive (tsubst_expr (USING_STMT_NAMESPACE (t),
8107                                        args, complain, in_decl));
8108       break;
8109
8110     case DECL_EXPR:
8111       {
8112         tree decl;
8113         tree init;
8114
8115         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
8116         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
8117           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
8118         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
8119           {
8120             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
8121             tree name = DECL_NAME (decl);
8122             tree decl;
8123
8124             scope = tsubst_expr (scope, args, complain, in_decl);
8125             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
8126                                           /*is_type_p=*/false,
8127                                           /*complain=*/false);
8128             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
8129               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl);
8130             else
8131               do_local_using_decl (decl, scope, name);
8132           }
8133         else
8134           {
8135             init = DECL_INITIAL (decl);
8136             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8137             if (decl != error_mark_node)
8138               {
8139                 if (init)
8140                   DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
8141                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
8142                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
8143                    handle local variables, and since we've already done
8144                    all that needs to be done, that's the right thing to
8145                    do.  */
8146                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
8147                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8148                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8149                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
8150                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
8151                   finish_anon_union (decl);
8152                 else
8153                   {
8154                     maybe_push_decl (decl);
8155                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8156                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
8157                       {
8158                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
8159                            initializer.  */
8160                         const char *const name
8161                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
8162                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
8163                       }
8164                     else
8165                       init = tsubst_expr (init, args, complain, in_decl);
8166                     cp_finish_decl (decl, init, NULL_TREE, 0);
8167                   }
8168               }
8169           }
8170
8171         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
8172            clause of an if/for/while construct.  */
8173         return decl;
8174       }
8175
8176     case FOR_STMT:
8177       stmt = begin_for_stmt ();
8178       tsubst_expr (FOR_INIT_STMT (t), args, complain, in_decl);
8179       finish_for_init_stmt (stmt);
8180       tmp = tsubst_expr (FOR_COND (t), args, complain, in_decl);
8181       finish_for_cond (tmp, stmt);
8182       tmp = tsubst_expr (FOR_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8183       finish_for_expr (tmp, stmt);
8184       tsubst_expr (FOR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8185       finish_for_stmt (stmt);
8186       break;
8187
8188     case WHILE_STMT:
8189       stmt = begin_while_stmt ();
8190       tmp = tsubst_expr (WHILE_COND (t), args, complain, in_decl);
8191       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8192       tsubst_expr (WHILE_BODY (t), args, complain, in_decl);
8193       finish_while_stmt (stmt);
8194       break;
8195
8196     case DO_STMT:
8197       stmt = begin_do_stmt ();
8198       tsubst_expr (DO_BODY (t), args, complain, in_decl);
8199       finish_do_body (stmt);
8200       tmp = tsubst_expr (DO_COND (t), args, complain, in_decl);
8201       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8202       break;
8203
8204     case IF_STMT:
8205       stmt = begin_if_stmt ();
8206       tmp = tsubst_expr (IF_COND (t), args, complain, in_decl);
8207       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8208       tsubst_expr (THEN_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8209       finish_then_clause (stmt);
8210
8211       if (ELSE_CLAUSE (t))
8212         {
8213           begin_else_clause (stmt);
8214           tsubst_expr (ELSE_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8215           finish_else_clause (stmt);
8216         }
8217
8218       finish_if_stmt (stmt);
8219       break;
8220
8221     case BIND_EXPR:
8222       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8223         stmt = begin_function_body ();
8224       else
8225         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8226                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8227
8228       tsubst_expr (BIND_EXPR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8229
8230       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8231         finish_function_body (stmt);
8232       else
8233         finish_compound_stmt (stmt);
8234       break;
8235
8236     case BREAK_STMT:
8237       finish_break_stmt ();
8238       break;
8239
8240     case CONTINUE_STMT:
8241       finish_continue_stmt ();
8242       break;
8243
8244     case SWITCH_STMT:
8245       stmt = begin_switch_stmt ();
8246       tmp = tsubst_expr (SWITCH_STMT_COND (t), args, complain, in_decl);
8247       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8248       tsubst_expr (SWITCH_STMT_BODY (t), args, complain, in_decl);
8249       finish_switch_stmt (stmt);
8250       break;
8251
8252     case CASE_LABEL_EXPR:
8253       finish_case_label (tsubst_expr (CASE_LOW (t), args, complain, in_decl),
8254                          tsubst_expr (CASE_HIGH (t), args, complain,
8255                                       in_decl));
8256       break;
8257
8258     case LABEL_EXPR:
8259       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8260       break;
8261
8262     case GOTO_EXPR:
8263       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8264       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8265         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8266            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8267            will have no binding.  */
8268         tmp = tsubst_expr (tmp, args, complain, in_decl);
8269       else
8270         tmp = DECL_NAME (tmp);
8271       finish_goto_stmt (tmp);
8272       break;
8273
8274     case ASM_EXPR:
8275       tmp = finish_asm_stmt
8276         (ASM_VOLATILE_P (t),
8277          tsubst_expr (ASM_STRING (t), args, complain, in_decl),
8278          tsubst_expr (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8279          tsubst_expr (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
8280          tsubst_expr (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8281       {
8282         tree asm_expr = tmp;
8283         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8284           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8285         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8286       }
8287       break;
8288
8289     case TRY_BLOCK:
8290       if (CLEANUP_P (t))
8291         {
8292           stmt = begin_try_block ();
8293           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8294           finish_cleanup_try_block (stmt);
8295           finish_cleanup (tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args,
8296                                        complain, in_decl),
8297                           stmt);
8298         }
8299       else
8300         {
8301           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8302             stmt = begin_function_try_block ();
8303           else
8304             stmt = begin_try_block ();
8305
8306           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8307
8308           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8309             finish_function_try_block (stmt);
8310           else
8311             finish_try_block (stmt);
8312
8313           tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args, complain, in_decl);
8314           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8315             finish_function_handler_sequence (stmt);
8316           else
8317             finish_handler_sequence (stmt);
8318         }
8319       break;
8320
8321     case HANDLER:
8322       {
8323         tree decl;
8324
8325         stmt = begin_handler ();
8326         if (HANDLER_PARMS (t))
8327           {
8328             decl = HANDLER_PARMS (t);
8329             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8330             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8331                this variable.  We've already done all that needs to be
8332                done.  */
8333             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8334           }
8335         else
8336           decl = NULL_TREE;
8337         finish_handler_parms (decl, stmt);
8338         tsubst_expr (HANDLER_BODY (t), args, complain, in_decl);
8339         finish_handler (stmt);
8340       }
8341       break;
8342
8343     case TAG_DEFN:
8344       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8345       break;
8346
8347     default:
8348       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8349
8350       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8351                                     /*function_p=*/false);
8352     }
8353
8354   return NULL_TREE;
8355 }
8356
8357 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8358    call.  Return the substituted version of T.  */
8359
8360 static tree
8361 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
8362                                     tsubst_flags_t complain,
8363                                     tree in_decl)
8364 {
8365   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8366     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8367                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8368   else
8369     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8370                                /*function_p=*/false);
8371
8372   return t;
8373 }
8374
8375 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8376    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8377
8378 tree
8379 tsubst_copy_and_build (tree t,
8380                        tree args,
8381                        tsubst_flags_t complain,
8382                        tree in_decl,
8383                        bool function_p)
8384 {
8385 #define RECUR(NODE) \
8386   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false)
8387
8388   tree op1;
8389
8390   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8391     return t;
8392
8393   switch (TREE_CODE (t))
8394     {
8395     case USING_DECL:
8396       t = DECL_NAME (t);
8397       /* Fall through.  */
8398     case IDENTIFIER_NODE:
8399       {
8400         tree decl;
8401         cp_id_kind idk;
8402         tree qualifying_class;
8403         bool non_integral_constant_expression_p;
8404         const char *error_msg;
8405
8406         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8407           {
8408             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8409             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8410           }
8411
8412         /* Look up the name.  */
8413         decl = lookup_name (t, 0);
8414
8415         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8416            failure, not NULL_TREE.  */
8417         if (decl == NULL_TREE)
8418           decl = error_mark_node;
8419
8420         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8421                                      &idk,
8422                                      &qualifying_class,
8423                                      /*integral_constant_expression_p=*/false,
8424                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8425                                      &non_integral_constant_expression_p,
8426                                      &error_msg);
8427         if (error_msg)
8428           error (error_msg);
8429         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8430           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8431         return decl;
8432       }
8433
8434     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8435       {
8436         tree object;
8437         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8438         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8439
8440         if (targs)
8441           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8442
8443         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8444           {
8445             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8446             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8447           }
8448         else
8449           object = NULL_TREE;
8450         template = lookup_template_function (template, targs);
8451
8452         if (object)
8453           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template),
8454                          object, template, NULL_TREE);
8455         else
8456           return template;
8457       }
8458
8459     case INDIRECT_REF:
8460       {
8461         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8462
8463         if (REFERENCE_REF_P (t))
8464           {
8465             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
8466                such an indirect ref, but the substitution of the cast
8467                will have also added such an indirect ref.  */
8468             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
8469               r = convert_from_reference (r);
8470           }
8471         else
8472           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *");
8473         return r;
8474       }
8475
8476     case NOP_EXPR:
8477       return build_nop
8478         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8479          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8480
8481     case CAST_EXPR:
8482       return build_functional_cast
8483         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8484          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8485
8486     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8487       return build_reinterpret_cast
8488         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8489          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8490
8491     case CONST_CAST_EXPR:
8492       return build_const_cast
8493         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8494          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8495
8496     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8497       return build_dynamic_cast
8498         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8499          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8500
8501     case STATIC_CAST_EXPR:
8502       return build_static_cast
8503         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8504          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8505
8506     case POSTDECREMENT_EXPR:
8507     case POSTINCREMENT_EXPR:
8508       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8509                                                 args, complain, in_decl);
8510       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
8511
8512     case PREDECREMENT_EXPR:
8513     case PREINCREMENT_EXPR:
8514     case NEGATE_EXPR:
8515     case BIT_NOT_EXPR:
8516     case ABS_EXPR:
8517     case TRUTH_NOT_EXPR:
8518     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
8519     case REALPART_EXPR:
8520     case IMAGPART_EXPR:
8521       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8522
8523     case ADDR_EXPR:
8524       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8525       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
8526         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
8527                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
8528       else
8529         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
8530                                                   in_decl);
8531       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
8532         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
8533       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
8534
8535     case PLUS_EXPR:
8536     case MINUS_EXPR:
8537     case MULT_EXPR:
8538     case TRUNC_DIV_EXPR:
8539     case CEIL_DIV_EXPR:
8540     case FLOOR_DIV_EXPR:
8541     case ROUND_DIV_EXPR:
8542     case EXACT_DIV_EXPR:
8543     case BIT_AND_EXPR:
8544     case BIT_IOR_EXPR:
8545     case BIT_XOR_EXPR:
8546     case TRUNC_MOD_EXPR:
8547     case FLOOR_MOD_EXPR:
8548     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
8549     case TRUTH_ORIF_EXPR:
8550     case TRUTH_AND_EXPR:
8551     case TRUTH_OR_EXPR:
8552     case RSHIFT_EXPR:
8553     case LSHIFT_EXPR:
8554     case RROTATE_EXPR:
8555     case LROTATE_EXPR:
8556     case EQ_EXPR:
8557     case NE_EXPR:
8558     case MAX_EXPR:
8559     case MIN_EXPR:
8560     case LE_EXPR:
8561     case GE_EXPR:
8562     case LT_EXPR:
8563     case GT_EXPR:
8564     case MEMBER_REF:
8565     case DOTSTAR_EXPR:
8566       return build_x_binary_op
8567         (TREE_CODE (t),
8568          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8569          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8570          /*overloaded_p=*/NULL);
8571
8572     case SCOPE_REF:
8573       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
8574                                   /*address_p=*/false);
8575     case ARRAY_REF:
8576       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8577                                                 args, complain, in_decl);
8578       return build_x_binary_op (ARRAY_REF, op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8579                                 /*overloaded_p=*/NULL);
8580
8581     case SIZEOF_EXPR:
8582     case ALIGNOF_EXPR:
8583       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8584       if (!args)
8585         {
8586           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
8587              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
8588              the substitutions may not work.  */
8589           if (!TYPE_P (op1))
8590             op1 = TREE_TYPE (op1);
8591         }
8592       else
8593         {
8594           ++skip_evaluation;
8595           op1 = RECUR (op1);
8596           --skip_evaluation;
8597         }
8598       if (TYPE_P (op1))
8599         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
8600       else
8601         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
8602
8603     case MODOP_EXPR:
8604       {
8605         tree r = build_x_modify_expr
8606           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8607            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
8608            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8609         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
8610            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
8611            than plain assignment.  In the former case, it was already
8612            set and must be copied.  In the latter case,
8613            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
8614            here.  */
8615         if (TREE_NO_WARNING (t))
8616           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
8617         return r;
8618       }
8619
8620     case ARROW_EXPR:
8621       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8622                                                 args, complain, in_decl);
8623       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8624       if (DECL_P (op1))
8625         mark_used (op1);
8626       return build_x_arrow (op1);
8627
8628     case NEW_EXPR:
8629       return build_new
8630         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8631          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8632          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
8633          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
8634          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8635
8636     case DELETE_EXPR:
8637      return delete_sanity
8638        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8639         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8640         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
8641         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8642
8643     case COMPOUND_EXPR:
8644       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8645                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
8646
8647     case CALL_EXPR:
8648       {
8649         tree function;
8650         tree call_args;
8651         bool qualified_p;
8652         bool koenig_p;
8653
8654         function = TREE_OPERAND (t, 0);
8655         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
8656            not Koenig lookup should be performed.  */
8657         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
8658         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
8659           {
8660             qualified_p = true;
8661             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
8662                                             /*done=*/false,
8663                                             /*address_p=*/false);
8664           }
8665         else
8666           {
8667             qualified_p = (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF
8668                            && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (function, 1))
8669                                == SCOPE_REF));
8670             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
8671                                               in_decl,
8672                                               !qualified_p);
8673             if (BASELINK_P (function))
8674               qualified_p = true;
8675           }
8676
8677         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8678
8679         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
8680            lookup finds a non-function, in accordance with the
8681            expected resolution of DR 218.  */
8682         if (koenig_p
8683             && ((is_overloaded_fn (function)
8684                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
8685                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
8686                     to denote the function.  */
8687                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
8688                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
8689           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
8690
8691         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
8692           {
8693             unqualified_name_lookup_error (function);
8694             return error_mark_node;
8695           }
8696
8697         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8698         if (DECL_P (function))
8699           mark_used (function);
8700
8701         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
8702           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
8703         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
8704           {
8705             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
8706               return finish_call_expr (function, call_args,
8707                                        /*disallow_virtual=*/false,
8708                                        /*koenig_p=*/false);
8709             else
8710               return (build_new_method_call
8711                       (TREE_OPERAND (function, 0),
8712                        TREE_OPERAND (function, 1),
8713                        call_args, NULL_TREE,
8714                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL));
8715           }
8716         return finish_call_expr (function, call_args,
8717                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
8718                                  koenig_p);
8719       }
8720
8721     case COND_EXPR:
8722       return build_x_conditional_expr
8723         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8724          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8725          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8726
8727     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
8728       return finish_pseudo_destructor_expr
8729         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8730          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8731          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8732
8733     case TREE_LIST:
8734       {
8735         tree purpose, value, chain;
8736
8737         if (t == void_list_node)
8738           return t;
8739
8740         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8741         if (purpose)
8742           purpose = RECUR (purpose);
8743         value = TREE_VALUE (t);
8744         if (value)
8745           value = RECUR (value);
8746         chain = TREE_CHAIN (t);
8747         if (chain && chain != void_type_node)
8748           chain = RECUR (chain);
8749         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8750             && value == TREE_VALUE (t)
8751             && chain == TREE_CHAIN (t))
8752           return t;
8753         return tree_cons (purpose, value, chain);
8754       }
8755
8756     case COMPONENT_REF:
8757       {
8758         tree object;
8759         tree member;
8760
8761         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8762                                                      args, complain, in_decl);
8763         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8764         if (DECL_P (object))
8765           mark_used (object);
8766
8767         member = TREE_OPERAND (t, 1);
8768         if (BASELINK_P (member))
8769           member = tsubst_baselink (member,
8770                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
8771                                     args, complain, in_decl);
8772         else
8773           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
8774
8775         if (member == error_mark_node)
8776           return error_mark_node;
8777         else if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (object)))
8778           {
8779             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
8780               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
8781                                                     NULL_TREE,
8782                                                     TREE_TYPE (object));
8783             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8784                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
8785               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
8786                                                     object,
8787                                                     TREE_TYPE (object));
8788           }
8789         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8790                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
8791           {
8792             tree tmpl;
8793             tree args;
8794
8795             /* Lookup the template functions now that we know what the
8796                scope is.  */
8797             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
8798             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
8799             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
8800                                             /*is_type_p=*/false,
8801                                             /*complain=*/false);
8802             if (BASELINK_P (member))
8803               {
8804                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
8805                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
8806                               args);
8807                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
8808                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
8809                            TREE_TYPE (object)));
8810               }
8811             else
8812               {
8813                 qualified_name_lookup_error (TREE_TYPE (object), tmpl,
8814                                              member);
8815                 return error_mark_node;
8816               }
8817           }
8818         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8819                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
8820                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
8821           {
8822             if (complain & tf_error)
8823               {
8824                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
8825                   error ("%qT is not a class or namespace",
8826                          TREE_OPERAND (member, 0));
8827                 else
8828                   error ("%qD is not a class or namespace",
8829                          TREE_OPERAND (member, 0));
8830               }
8831             return error_mark_node;
8832           }
8833         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
8834           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
8835
8836         return finish_class_member_access_expr (object, member);
8837       }
8838
8839     case THROW_EXPR:
8840       return build_throw
8841         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8842
8843     case CONSTRUCTOR:
8844       {
8845         VEC(constructor_elt,gc) *n;
8846         constructor_elt *ce;
8847         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
8848         tree r;
8849         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8850         bool process_index_p;
8851
8852         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
8853         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
8854           return t;
8855
8856         /* We do not want to process the index of aggregate
8857            initializers as they are identifier nodes which will be
8858            looked up by digest_init.  */
8859         process_index_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
8860
8861         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
8862         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
8863           {
8864             if (ce->index && process_index_p)
8865               ce->index = RECUR (ce->index);
8866             ce->value = RECUR (ce->value);
8867           }
8868
8869         r = build_constructor (NULL_TREE, n);
8870         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
8871
8872         if (type)
8873           return digest_init (type, r);
8874         return r;
8875       }
8876
8877     case TYPEID_EXPR:
8878       {
8879         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8880         if (TYPE_P (operand_0))
8881           return get_typeid (operand_0);
8882         return build_typeid (operand_0);
8883       }
8884
8885     case VAR_DECL:
8886       if (!args)
8887         return t;
8888       /* Fall through */
8889
8890     case PARM_DECL:
8891       {
8892         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8893
8894         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
8895           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
8896              the appropriate INDIRECT_REF.  */
8897           r = convert_from_reference (r);
8898         return r;
8899       }
8900
8901     case VA_ARG_EXPR:
8902       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8903                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
8904                                           in_decl));
8905
8906     case OFFSETOF_EXPR:
8907       return fold_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8908
8909     case STMT_EXPR:
8910       {
8911         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
8912         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
8913
8914         cur_stmt_expr = stmt_expr;
8915         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl);
8916         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
8917         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
8918
8919         return stmt_expr;
8920       }
8921
8922     case CONST_DECL:
8923       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8924       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
8925          to their underlying values.  */
8926       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
8927         return DECL_INITIAL (t);
8928       return t;
8929
8930     default:
8931       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
8932       {
8933         tree subst
8934           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
8935                                          in_decl, /*function_p=*/false);
8936         if (subst)
8937           return subst;
8938       }
8939       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8940     }
8941
8942 #undef RECUR
8943 }
8944
8945 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
8946    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
8947    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
8948    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
8949
8950 static bool
8951 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
8952 {
8953   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
8954   bool result = false;
8955   bool error_p = complain & tf_error;
8956
8957   for (ix = 0; ix != len; ix++)
8958     {
8959       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
8960
8961       if (TYPE_P (t))
8962         {
8963           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
8964              of a class or enumeration declared in a local scope)
8965              shall not be used to declare an entity with linkage.
8966              This implies that names with no linkage cannot be used as
8967              template arguments.  */
8968           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
8969
8970           if (nt)
8971             {
8972               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
8973                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
8974               else
8975                 error ("%qT uses local type %qT", t, nt);
8976               result = true;
8977               error_p = true;
8978             }
8979           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
8980              allow variably-modified types as template arguments.  */
8981           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
8982             {
8983               if (complain & tf_error)
8984                 error ("%qT is a variably modified type", t);
8985               result = true;
8986             }
8987         }
8988       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
8989          constant.  */
8990       else if (TREE_TYPE (t)
8991                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
8992                && !TREE_CONSTANT (t))
8993         {
8994           if (complain & tf_error)
8995             error ("integral expression %qE is not constant", t);
8996           result = true;
8997         }
8998     }
8999   if (result && error_p)
9000     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
9001   return result;
9002 }
9003
9004 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
9005    the template arguments in TARG_PTR.  */
9006
9007 tree
9008 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
9009 {
9010   tree fndecl;
9011   tree gen_tmpl;
9012   tree spec;
9013
9014   if (tmpl == error_mark_node)
9015     return error_mark_node;
9016
9017   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
9018
9019   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
9020   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
9021     {
9022       tree spec;
9023       tree clone;
9024
9025       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
9026                                    complain);
9027       if (spec == error_mark_node)
9028         return error_mark_node;
9029
9030       /* Look for the clone.  */
9031       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
9032         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
9033           return clone;
9034       /* We should always have found the clone by now.  */
9035       gcc_unreachable ();
9036       return NULL_TREE;
9037     }
9038
9039   /* Check to see if we already have this specialization.  */
9040   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr,
9041                                   /*class_specializations_p=*/false);
9042   if (spec != NULL_TREE)
9043     return spec;
9044
9045   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9046   if (tmpl != gen_tmpl)
9047     {
9048       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
9049          arguments we must add the arguments used to perform the
9050          partial instantiation.  */
9051       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
9052                                               targ_ptr);
9053
9054       /* Check to see if we already have this specialization.  */
9055       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
9056                                       /*class_specializations_p=*/false);
9057       if (spec != NULL_TREE)
9058         return spec;
9059     }
9060
9061   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
9062                                complain))
9063     return error_mark_node;
9064
9065   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
9066      parameters and return types have to be checked.  However this
9067      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
9068      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
9069      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
9070   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
9071
9072   /* Substitute template parameters.  */
9073   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
9074                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
9075
9076   /* Now we know the specialization, compute access previously
9077      deferred.  */
9078   push_access_scope (fndecl);
9079   perform_deferred_access_checks ();
9080   pop_access_scope (fndecl);
9081   pop_deferring_access_checks ();
9082
9083   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9084      template, not the most general template.  */
9085   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9086
9087   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9088      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9089      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9090      instantiating the template clones.  */
9091   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9092     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9093
9094   return fndecl;
9095 }
9096
9097 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9098    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9099    into which the deduced template arguments are placed.
9100
9101    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9102    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9103    printed only for an incomplete match.
9104
9105    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9106    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9107
9108    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9109    template-id.
9110
9111    The parameter STRICT is one of:
9112
9113    DEDUCE_CALL:
9114      We are deducing arguments for a function call, as in
9115      [temp.deduct.call].
9116
9117    DEDUCE_CONV:
9118      We are deducing arguments for a conversion function, as in
9119      [temp.deduct.conv].
9120
9121    DEDUCE_EXACT:
9122      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9123      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9124      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9125      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
9126
9127 int
9128 fn_type_unification (tree fn,
9129                      tree explicit_targs,
9130                      tree targs,
9131                      tree args,
9132                      tree return_type,
9133                      unification_kind_t strict,
9134                      int flags)
9135 {
9136   tree parms;
9137   tree fntype;
9138   int result;
9139
9140   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9141
9142   fntype = TREE_TYPE (fn);
9143   if (explicit_targs)
9144     {
9145       /* [temp.deduct]
9146
9147          The specified template arguments must match the template
9148          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9149          must not be more arguments than there are parameters;
9150          otherwise type deduction fails.
9151
9152          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9153          nontype template parameters, or must be convertible to the
9154          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9155          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9156
9157          All references in the function type of the function template
9158          to the corresponding template parameters are replaced by the
9159          specified template argument values.  If a substitution in a
9160          template parameter or in the function type of the function
9161          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9162       int i;
9163       tree converted_args;
9164       bool incomplete;
9165
9166       if (explicit_targs == error_mark_node)
9167         return 1;
9168
9169       converted_args
9170         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9171                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
9172                                   /*require_all_arguments=*/0));
9173       if (converted_args == error_mark_node)
9174         return 1;
9175
9176       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9177          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9178          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9179          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9180          processing during substitution as we could create partial
9181          instantiations.  */
9182       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9183       processing_template_decl += incomplete;
9184       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9185       processing_template_decl -= incomplete;
9186
9187       if (fntype == error_mark_node)
9188         return 1;
9189
9190       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9191       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9192         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9193     }
9194
9195   parms = TYPE_ARG_TYPES (fntype);
9196   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9197   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn))
9198     parms = TREE_CHAIN (parms);
9199
9200   if (return_type)
9201     {
9202       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9203       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9204     }
9205
9206   /* We allow incomplete unification without an error message here
9207      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9208      callers must be ready to deal with unification failures in any
9209      event.  */
9210   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9211                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9212                                   strict, flags);
9213
9214   if (result == 0)
9215     /* All is well so far.  Now, check:
9216
9217        [temp.deduct]
9218
9219        When all template arguments have been deduced, all uses of
9220        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9221        the corresponding deduced argument values.  If the
9222        substitution results in an invalid type, as described above,
9223        type deduction fails.  */
9224     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9225         == error_mark_node)
9226       return 1;
9227
9228   return result;
9229 }
9230
9231 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9232    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9233    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9234    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9235    the argument passed to the call, or the type of the value
9236    initialized with the result of the conversion function.  */
9237
9238 static int
9239 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
9240                                   tree* parm,
9241                                   tree* arg)
9242 {
9243   int result = 0;
9244
9245   switch (strict)
9246     {
9247     case DEDUCE_CALL:
9248       break;
9249
9250     case DEDUCE_CONV:
9251       {
9252         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9253            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9254            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9255         tree* temp = parm;
9256         parm = arg;
9257         arg = temp;
9258         break;
9259       }
9260
9261     case DEDUCE_EXACT:
9262       /* There is nothing to do in this case.  */
9263       return 0;
9264
9265     default:
9266       gcc_unreachable ();
9267     }
9268
9269   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9270     {
9271       /* [temp.deduct.call]
9272
9273          If P is not a reference type:
9274
9275          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9276          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9277          used in place of A for type deduction; otherwise,
9278
9279          --If A is a function type, the pointer type produced by
9280          the function-to-pointer standard conversion
9281          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9282          otherwise,
9283
9284          --If A is a cv-qualified type, the top level
9285          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9286          deduction.  */
9287       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9288         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9289       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9290         *arg = build_pointer_type (*arg);
9291       else
9292         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9293     }
9294
9295   /* [temp.deduct.call]
9296
9297      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9298      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9299      reference type, the type referred to by P is used for
9300      type deduction.  */
9301   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9302   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9303     {
9304       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9305       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9306     }
9307
9308   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9309      too (which has been swapped into ARG).  */
9310   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9311     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9312
9313   return result;
9314 }
9315
9316 /* Most parms like fn_type_unification.
9317
9318    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9319    arguments of a function or method parameter of a function
9320    template). */
9321
9322 static int
9323 type_unification_real (tree tparms,
9324                        tree targs,
9325                        tree xparms,
9326                        tree xargs,
9327                        int subr,
9328                        unification_kind_t strict,
9329                        int flags)
9330 {
9331   tree parm, arg;
9332   int i;
9333   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9334   int sub_strict;
9335   int saw_undeduced = 0;
9336   tree parms, args;
9337
9338   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9339   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9340   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9341   gcc_assert (ntparms > 0);
9342
9343   switch (strict)
9344     {
9345     case DEDUCE_CALL:
9346       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9347                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9348       break;
9349
9350     case DEDUCE_CONV:
9351       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9352       break;
9353
9354     case DEDUCE_EXACT:
9355       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9356       break;
9357
9358     default:
9359       gcc_unreachable ();
9360     }
9361
9362  again:
9363   parms = xparms;
9364   args = xargs;
9365
9366   while (parms && parms != void_list_node
9367          && args && args != void_list_node)
9368     {
9369       parm = TREE_VALUE (parms);
9370       parms = TREE_CHAIN (parms);
9371       arg = TREE_VALUE (args);
9372       args = TREE_CHAIN (args);
9373
9374       if (arg == error_mark_node)
9375         return 1;
9376       if (arg == unknown_type_node)
9377         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9378            template args from other function args.  */
9379         continue;
9380
9381       /* Conversions will be performed on a function argument that
9382          corresponds with a function parameter that contains only
9383          non-deducible template parameters and explicitly specified
9384          template parameters.  */
9385       if (!uses_template_parms (parm))
9386         {
9387           tree type;
9388
9389           if (!TYPE_P (arg))
9390             type = TREE_TYPE (arg);
9391           else
9392             type = arg;
9393
9394           if (same_type_p (parm, type))
9395             continue;
9396           if (strict != DEDUCE_EXACT
9397               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg, 
9398                                   flags))
9399             continue;
9400           
9401           return 1;
9402         }
9403
9404       if (!TYPE_P (arg))
9405         {
9406           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9407           if (type_unknown_p (arg))
9408             {
9409               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from
9410                  a pointer to function or pointer to member function
9411                  argument if the set of overloaded functions does not
9412                  contain function templates and at most one of a set of
9413                  overloaded functions provides a unique match.  */
9414
9415               if (resolve_overloaded_unification
9416                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict)
9417                   != 0)
9418                 return 1;
9419               continue;
9420             }
9421           arg = TREE_TYPE (arg);
9422           if (arg == error_mark_node)
9423             return 1;
9424         }
9425
9426       {
9427         int arg_strict = sub_strict;
9428
9429         if (!subr)
9430           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9431
9432         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
9433           return 1;
9434       }
9435     }
9436
9437   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
9438      are present, and the parm list isn't variadic.  */
9439   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
9440     return 1;
9441   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
9442   if (parms && parms != void_list_node
9443       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
9444     return 1;
9445
9446   if (!subr)
9447     for (i = 0; i < ntparms; i++)
9448       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
9449         {
9450           tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
9451
9452           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
9453              a type parameter, try another pass; its type may have been
9454              deduced from a later argument than the one from which
9455              this parameter can be deduced.  */
9456           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
9457               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
9458               && !saw_undeduced++)
9459             goto again;
9460
9461           return 2;
9462         }
9463
9464   return 0;
9465 }
9466
9467 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables at the
9468    call site.  ARG is an overloaded function (or template-id); we try
9469    deducing template args from each of the overloads, and if only one
9470    succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns 0 on success.  */
9471
9472 static int
9473 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
9474                                 tree targs,
9475                                 tree parm,
9476                                 tree arg,
9477                                 unification_kind_t strict,
9478                                 int sub_strict)
9479 {
9480   tree tempargs = copy_node (targs);
9481   int good = 0;
9482   bool addr_p;
9483
9484   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
9485     {
9486       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9487       addr_p = true;
9488     }
9489   else
9490     addr_p = false;
9491
9492   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
9493     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
9494        function name.  */
9495     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9496
9497   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
9498     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9499
9500   /* Strip baselink information.  */
9501   if (BASELINK_P (arg))
9502     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
9503
9504   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9505     {
9506       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
9507          the affected templates before we try to unify, in case the
9508          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
9509
9510       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
9511       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9512
9513       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9514         {
9515           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
9516           tree subargs, elem;
9517
9518           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
9519             continue;
9520
9521           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
9522                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
9523           if (subargs)
9524             {
9525               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
9526               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9527                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
9528             }
9529         }
9530     }
9531   else
9532     {
9533       gcc_assert (TREE_CODE (arg) == OVERLOAD
9534                   || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_DECL);
9535
9536       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9537         good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9538                                   TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
9539                                   strict, sub_strict, addr_p);
9540     }
9541
9542   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9543      to function or pointer to member function argument if the set of
9544      overloaded functions does not contain function templates and at most
9545      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9546
9547      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
9548      deduce anything.  */
9549
9550   if (good == 1)
9551     {
9552       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9553       for (; i--; )
9554         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
9555           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9556     }
9557   if (good)
9558     return 0;
9559
9560   return 1;
9561 }
9562
9563 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
9564    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
9565    different overloads deduce different arguments for a given parm.
9566    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
9567    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
9568
9569    Returns 1 on success.  */
9570
9571 static int
9572 try_one_overload (tree tparms,
9573                   tree orig_targs,
9574                   tree targs,
9575                   tree parm,
9576                   tree arg,
9577                   unification_kind_t strict,
9578                   int sub_strict,
9579                   bool addr_p)
9580 {
9581   int nargs;
9582   tree tempargs;
9583   int i;
9584
9585   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9586      to function or pointer to member function argument if the set of
9587      overloaded functions does not contain function templates and at most
9588      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9589
9590      So if this is a template, just return success.  */
9591
9592   if (uses_template_parms (arg))
9593     return 1;
9594
9595   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9596     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
9597   else if (addr_p)
9598     arg = build_pointer_type (arg);
9599
9600   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9601
9602   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
9603      some template args from previous args, unify would complain when we
9604      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
9605      there isn't really a conflict.  */
9606   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9607   tempargs = make_tree_vec (nargs);
9608
9609   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
9610     return 0;
9611
9612   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
9613      explicitly specified args.  */
9614   for (i = nargs; i--; )
9615     {
9616       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9617       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
9618
9619       if (!elt)
9620         /*NOP*/;
9621       else if (uses_template_parms (elt))
9622         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
9623            template args used in the function parm list with our own
9624            template parms.  Discard them.  */
9625         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
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       /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
10283          match exactly.  We need to check them explicitly here,
10284          because type_unification_real treats them as any other
10285          cvqualified parameter.  */
10286       if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
10287           && (!check_cv_quals_for_unify
10288               (UNIFY_ALLOW_NONE,
10289                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
10290                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
10291         return 1;
10292
10293       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10294                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10295         return 1;
10296       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10297                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, DEDUCE_EXACT,
10298                                     LOOKUP_NORMAL);
10299
10300     case OFFSET_TYPE:
10301       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
10302          deduces the type of the member as a function type. */
10303       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10304         {
10305           tree method_type;
10306           tree fntype;
10307           cp_cv_quals cv_quals;
10308
10309           /* Check top-level cv qualifiers */
10310           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
10311             return 1;
10312
10313           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10314                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10315             return 1;
10316
10317           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
10318           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
10319           fntype =
10320             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
10321                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
10322
10323           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
10324              implicit object parameter and place them on the function
10325              type to be restored later. */
10326           cv_quals =
10327             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
10328           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
10329           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
10330         }
10331
10332       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10333         return 1;
10334       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10335                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10336         return 1;
10337       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10338                     strict);
10339
10340     case CONST_DECL:
10341       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10342         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10343       if (arg != integral_constant_value (parm))
10344         return 1;
10345       return 0;
10346
10347     case FIELD_DECL:
10348     case TEMPLATE_DECL:
10349       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10350       return 1;
10351
10352     default:
10353       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10354
10355       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10356          something like:
10357
10358            template <int I>
10359            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10360
10361          This is a "nondeduced context":
10362
10363            [deduct.type]
10364
10365            The nondeduced contexts are:
10366
10367            --A type that is a template-id in which one or more of
10368              the template-arguments is an expression that references
10369              a template-parameter.
10370
10371          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10372          actually infer any unifications.  */
10373
10374       if (!uses_template_parms (parm)
10375           && !template_args_equal (parm, arg))
10376         return 1;
10377       else
10378         return 0;
10379     }
10380 }
10381 \f
10382 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
10383    required.  */
10384
10385 static void
10386 mark_definable (tree decl)
10387 {
10388   tree clone;
10389   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
10390   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
10391     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
10392 }
10393
10394 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
10395    explicitly instantiated class.  */
10396
10397 void
10398 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
10399 {
10400   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
10401
10402   /* If this entity has already been written out, it's too late to
10403      make any modifications.  */
10404   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
10405     return;
10406
10407   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
10408     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
10409        set correctly by tsubst.  */
10410     TREE_PUBLIC (result) = 1;
10411
10412   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
10413   DECL_COMDAT (result) = 0;
10414
10415   if (extern_p)
10416     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
10417   else
10418     {
10419       mark_definable (result);
10420       /* Always make artificials weak.  */
10421       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
10422         comdat_linkage (result);
10423       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
10424          linkonce sections.  */
10425       else if (TREE_PUBLIC (result))
10426         maybe_make_one_only (result);
10427     }
10428
10429   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
10430      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
10431      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
10432      emitted here.  In neither circumstance do we want
10433      import_export_decl to adjust the linkage.  */
10434   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
10435 }
10436
10437 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
10438
10439    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
10440    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10441    0 if neither is more specialized.
10442
10443    LEN indicates the number of parameters we should consider
10444    (defaulted parameters should not be considered).
10445
10446    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
10447    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
10448    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
10449    the templates will be more specialized if all the *other*
10450    template's arguments deduce against its arguments and at least one
10451    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
10452    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
10453    The arguments used in deduction have reference and top level cv
10454    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
10455    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
10456    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
10457    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
10458    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
10459    we do *not* verify the deduced template argument values can be
10460    substituted into non-deduced contexts, nor do we have to verify
10461    that all template arguments have been deduced.  */
10462
10463 int
10464 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
10465 {
10466   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
10467   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
10468   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
10469   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
10470   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
10471   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
10472   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
10473   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
10474   int better1 = 0;
10475   int better2 = 0;
10476
10477   /* If only one is a member function, they are unordered.  */
10478   if (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl1) != DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl2))
10479     return 0;
10480
10481   /* Don't consider 'this' parameter.  */
10482   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
10483     args1 = TREE_CHAIN (args1);
10484   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
10485     args2 = TREE_CHAIN (args2);
10486
10487   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
10488   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
10489     return 0;
10490
10491   /* Consider the return type for a conversion function */
10492   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
10493     {
10494       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
10495       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
10496       len++;
10497     }
10498
10499   processing_template_decl++;
10500
10501   while (len--)
10502     {
10503       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
10504       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
10505       int deduce1, deduce2;
10506       int quals1 = -1;
10507       int quals2 = -1;
10508
10509       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
10510         {
10511           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10512           quals1 = cp_type_quals (arg1);
10513         }
10514
10515       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
10516         {
10517           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10518           quals2 = cp_type_quals (arg2);
10519         }
10520
10521       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
10522         {
10523           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
10524              array/function pointer decay to it.  This is not part of
10525              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
10526              for the function call itself, and with our earlier
10527              implementation of the underspecified partial ordering
10528              rules.  (nathan).  */
10529           if (quals1 >= 0)
10530             {
10531               switch (TREE_CODE (arg1))
10532                 {
10533                 case ARRAY_TYPE:
10534                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10535                   /* FALLTHROUGH. */
10536                 case FUNCTION_TYPE:
10537                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
10538                   break;
10539
10540                 default:
10541                   break;
10542                 }
10543             }
10544           else
10545             {
10546               switch (TREE_CODE (arg2))
10547                 {
10548                 case ARRAY_TYPE:
10549                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10550                   /* FALLTHROUGH. */
10551                 case FUNCTION_TYPE:
10552                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
10553                   break;
10554
10555                 default:
10556                   break;
10557                 }
10558             }
10559         }
10560
10561       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
10562       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
10563
10564       deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
10565       deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
10566
10567       if (!deduce1)
10568         better2 = -1;
10569       if (!deduce2)
10570         better1 = -1;
10571       if (better1 < 0 && better2 < 0)
10572         /* We've failed to deduce something in either direction.
10573            These must be unordered.  */
10574         break;
10575
10576       if (deduce1 && deduce2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
10577         {
10578           /* Deduces in both directions, see if quals can
10579              disambiguate.  Pretend the worse one failed to deduce. */
10580           if ((quals1 & quals2) == quals2)
10581             deduce1 = 0;
10582           if ((quals1 & quals2) == quals1)
10583             deduce2 = 0;
10584         }
10585       if (deduce1 && !deduce2 && !better2)
10586         better2 = 1;
10587       if (deduce2 && !deduce1 && !better1)
10588         better1 = 1;
10589
10590       args1 = TREE_CHAIN (args1);
10591       args2 = TREE_CHAIN (args2);
10592     }
10593
10594   processing_template_decl--;
10595
10596   return (better1 > 0) - (better2 > 0);
10597 }
10598
10599 /* Given two class template specialization list nodes PAT1 and PAT2, return:
10600
10601    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.class.order].
10602    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10603    0 if neither is more specialized.
10604
10605    FULL_ARGS is the full set of template arguments that triggers this
10606    partial ordering.  */
10607
10608 int
10609 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2, tree full_args)
10610 {
10611   tree targs;
10612   int winner = 0;
10613
10614   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
10615      different class template specializations, we may encounter dependent
10616      types in the arguments, and we need our dependency check functions
10617      to behave correctly.  */
10618   ++processing_template_decl;
10619   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1), TREE_PURPOSE (pat1),
10620                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat2)));
10621   if (targs)
10622     --winner;
10623
10624   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2), TREE_PURPOSE (pat2),
10625                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat1)));
10626   if (targs)
10627     ++winner;
10628   --processing_template_decl;
10629
10630   return winner;
10631 }
10632
10633 /* Return the template arguments that will produce the function signature
10634    DECL from the function template FN, with the explicit template
10635    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
10636    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
10637    found.  */
10638
10639 static tree
10640 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
10641 {
10642   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
10643   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
10644   tree decl_type;
10645   tree decl_arg_types;
10646
10647   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
10648      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
10649      FN.  */
10650   decl_type = TREE_TYPE (decl);
10651   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
10652     {
10653       tree tmpl;
10654       tree converted_args;
10655
10656       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10657         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10658       else
10659         /* We can get here for some invalid specializations.  */
10660         return NULL_TREE;
10661
10662       converted_args
10663         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
10664                                   explicit_args, NULL_TREE,
10665                                   tf_none, /*require_all_arguments=*/0));
10666       if (converted_args == error_mark_node)
10667         return NULL_TREE;
10668
10669       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
10670       if (decl_type == error_mark_node)
10671         return NULL_TREE;
10672     }
10673
10674   decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
10675   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
10676   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
10677     decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
10678
10679   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
10680                            decl_arg_types,
10681                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
10682                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
10683                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
10684     return NULL_TREE;
10685
10686   return targs;
10687 }
10688
10689 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
10690    template specialization whose innermost template parameters are
10691    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
10692    ARGS.
10693
10694    For example, suppose we have:
10695
10696      template <class T, class U> struct S {};
10697      template <class T> struct S<T*, int> {};
10698
10699    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
10700    {T}, the PARMS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
10701    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
10702    is bound to `double'.  */
10703
10704 static tree
10705 get_class_bindings (tree tparms, tree parms, tree args)
10706 {
10707   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
10708   tree vec = make_tree_vec (ntparms);
10709
10710   if (unify (tparms, vec, parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
10711              UNIFY_ALLOW_NONE))
10712     return NULL_TREE;
10713
10714   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
10715     if (! TREE_VEC_ELT (vec, i))
10716       return NULL_TREE;
10717
10718   if (verify_class_unification (vec, parms, args))
10719     return NULL_TREE;
10720
10721   return vec;
10722 }
10723
10724 /* In INSTANTIATIONS is a list of <INSTANTIATION, TEMPLATE> pairs.
10725    Pick the most specialized template, and return the corresponding
10726    instantiation, or if there is no corresponding instantiation, the
10727    template itself.  If there is no most specialized template,
10728    error_mark_node is returned.  If there are no templates at all,
10729    NULL_TREE is returned.  */
10730
10731 tree
10732 most_specialized_instantiation (tree instantiations)
10733 {
10734   tree fn, champ;
10735
10736   if (!instantiations)
10737     return NULL_TREE;
10738
10739   ++processing_template_decl;
10740
10741   champ = instantiations;
10742   for (fn = TREE_CHAIN (instantiations); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10743     {
10744       int fate = 0;
10745
10746       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10747                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10748                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10749         fate--;
10750
10751       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10752                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10753                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10754         fate++;
10755
10756       if (fate != 1)
10757         {
10758           if (!fate)
10759             /* Equally specialized, move to next function.  If there
10760                is no next function, nothing's most specialized.  */
10761             fn = TREE_CHAIN (fn);
10762           champ = fn;
10763         }
10764     }
10765
10766   if (champ)
10767     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
10768        instantiation list.  */
10769     for (fn = instantiations; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
10770       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10771                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10772                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
10773           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10774                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10775                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10776         {
10777           champ = NULL_TREE;
10778           break;
10779         }
10780
10781   processing_template_decl--;
10782
10783   if (!champ)
10784     return error_mark_node;
10785
10786   return TREE_PURPOSE (champ) ? TREE_PURPOSE (champ) : TREE_VALUE (champ);
10787 }
10788
10789 /* Return the most specialized of the list of templates in FNS that can
10790    produce an instantiation matching DECL, given the explicit template
10791    arguments EXPLICIT_ARGS.  */
10792
10793 static tree
10794 most_specialized (tree fns, tree decl, tree explicit_args)
10795 {
10796   tree candidates = NULL_TREE;
10797   tree fn, args;
10798
10799   for (fn = fns; fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10800     {
10801       tree candidate = TREE_VALUE (fn);
10802
10803       args = get_bindings (candidate, decl, explicit_args, /*check_ret=*/true);
10804       if (args)
10805         candidates = tree_cons (NULL_TREE, candidate, candidates);
10806     }
10807
10808   return most_specialized_instantiation (candidates);
10809 }
10810
10811 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
10812    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
10813
10814    For example, given:
10815
10816      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
10817
10818    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
10819    the full template.  This function will not trace past partial
10820    specializations, however.  For example, given in addition:
10821
10822      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
10823
10824    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
10825    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
10826
10827 tree
10828 most_general_template (tree decl)
10829 {
10830   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
10831      an immediate specialization.  */
10832   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
10833     {
10834       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
10835         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10836
10837         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
10838            template friend.  */
10839         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
10840           return NULL_TREE;
10841       } else
10842         return NULL_TREE;
10843     }
10844
10845   /* Look for more and more general templates.  */
10846   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10847     {
10848       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
10849          (See cp-tree.h for details.)  */
10850       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
10851         break;
10852
10853       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
10854           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
10855         break;
10856
10857       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
10858       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
10859           && DECL_CONTEXT (decl)
10860           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
10861         break;
10862
10863       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10864     }
10865
10866   return decl;
10867 }
10868
10869 /* Return the most specialized of the class template specializations
10870    of TMPL which can produce an instantiation matching ARGS, or
10871    error_mark_node if the choice is ambiguous.  */
10872
10873 static tree
10874 most_specialized_class (tree tmpl, tree args)
10875 {
10876   tree list = NULL_TREE;
10877   tree t;
10878   tree champ;
10879   int fate;
10880
10881   tmpl = most_general_template (tmpl);
10882   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
10883     {
10884       tree spec_args
10885         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args);
10886       if (spec_args)
10887         {
10888           list = tree_cons (TREE_PURPOSE (t), TREE_VALUE (t), list);
10889           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
10890         }
10891     }
10892
10893   if (! list)
10894     return NULL_TREE;
10895
10896   t = list;
10897   champ = t;
10898   t = TREE_CHAIN (t);
10899   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
10900     {
10901       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10902       if (fate == 1)
10903         ;
10904       else
10905         {
10906           if (fate == 0)
10907             {
10908               t = TREE_CHAIN (t);
10909               if (! t)
10910                 return error_mark_node;
10911             }
10912           champ = t;
10913         }
10914     }
10915
10916   for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
10917     {
10918       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10919       if (fate != 1)
10920         return error_mark_node;
10921     }
10922
10923   return champ;
10924 }
10925
10926 /* Explicitly instantiate DECL.  */
10927
10928 void
10929 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
10930 {
10931   tree result = NULL_TREE;
10932   int extern_p = 0;
10933
10934   if (!decl)
10935     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
10936        an appropriate message.  */
10937     return;
10938   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
10939     {
10940       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
10941       return;
10942     }
10943   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
10944     {
10945       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
10946          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
10947          the latter, the DECL we get back will be marked as a
10948          template instantiation, and the appropriate
10949          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
10950          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
10951          should handle VAR_DECLs as it currently handles
10952          FUNCTION_DECLs.  */
10953       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
10954       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
10955         {
10956           error ("no matching template for %qD found", decl);
10957           return;
10958         }
10959     }
10960   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
10961     {
10962       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
10963       return;
10964     }
10965   else
10966     result = decl;
10967
10968   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
10969      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
10970      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
10971      until we get here.  */
10972
10973   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
10974     {
10975       /* DR 259 [temp.spec].
10976
10977          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
10978          specialization shall not appear in a program unless the explicit
10979          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
10980
10981          For a given set of template parameters, if an explicit
10982          instantiation of a template appears after a declaration of an
10983          explicit specialization for that template, the explicit
10984          instantiation has no effect.  */
10985       return;
10986     }
10987   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
10988     {
10989       /* [temp.spec]
10990
10991          No program shall explicitly instantiate any template more
10992          than once.
10993
10994          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
10995          the first instantiation was `extern' and the second is not,
10996          and EXTERN_P for the opposite case.  */
10997       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
10998         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
10999       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
11000          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
11001       if (extern_p)
11002         return;
11003     }
11004   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
11005     {
11006       error ("no matching template for %qD found", result);
11007       return;
11008     }
11009   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
11010     {
11011       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
11012       return;
11013     }
11014
11015   if (storage == NULL_TREE)
11016     ;
11017   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11018     {
11019       if (pedantic && !in_system_header)
11020         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
11021                  "instantiations");
11022       extern_p = 1;
11023     }
11024   else
11025     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
11026
11027   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
11028   if (! extern_p)
11029     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1, 
11030                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11031 }
11032
11033 void
11034 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
11035 {
11036   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
11037   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
11038   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
11039   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
11040   if (! extern_p)
11041     {
11042       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
11043       rest_of_type_compilation (t, 1);
11044     }
11045 }
11046
11047 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
11048    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
11049 static void
11050 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
11051 {
11052   tree storage = *(tree *) data;
11053
11054   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
11055       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
11056     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
11057 }
11058
11059 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
11060    (a member function or a static member variable) of an
11061    explicitly instantiated class template.  */
11062 static void
11063 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
11064 {
11065   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
11066   if (! extern_p)
11067     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1, 
11068                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
11069 }
11070
11071 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
11072    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
11073    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
11074    since the standard is unclear (as detailed below).  */
11075
11076 void
11077 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
11078 {
11079   int extern_p = 0;
11080   int nomem_p = 0;
11081   int static_p = 0;
11082   int previous_instantiation_extern_p = 0;
11083
11084   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
11085     t = TREE_TYPE (t);
11086
11087   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
11088     {
11089       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
11090       return;
11091     }
11092
11093   complete_type (t);
11094
11095   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
11096     {
11097       if (complain & tf_error)
11098         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
11099                t);
11100       return;
11101     }
11102
11103   if (storage != NULL_TREE)
11104     {
11105       if (pedantic && !in_system_header)
11106         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations",
11107                 storage);
11108
11109       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
11110         nomem_p = 1;
11111       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11112         extern_p = 1;
11113       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
11114         static_p = 1;
11115       else
11116         {
11117           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
11118                  storage);
11119           extern_p = 0;
11120         }
11121     }
11122
11123   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
11124     {
11125       /* DR 259 [temp.spec].
11126
11127          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11128          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11129          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11130
11131          For a given set of template parameters, if an explicit
11132          instantiation of a template appears after a declaration of an
11133          explicit specialization for that template, the explicit
11134          instantiation has no effect.  */
11135       return;
11136     }
11137   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
11138     {
11139       /* [temp.spec]
11140
11141          No program shall explicitly instantiate any template more
11142          than once.
11143
11144          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
11145          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
11146          These cases are OK.  */
11147       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
11148
11149       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
11150           && (complain & tf_error))
11151         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
11152
11153       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
11154       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
11155         return;
11156     }
11157
11158   mark_class_instantiated (t, extern_p);
11159
11160   if (nomem_p)
11161     return;
11162
11163   {
11164     tree tmp;
11165
11166     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
11167        declarations, and not the definitions, of members are
11168        instantiated, we have here:
11169
11170          [temp.explicit]
11171
11172          The explicit instantiation of a class template specialization
11173          implies the instantiation of all of its members not
11174          previously explicitly specialized in the translation unit
11175          containing the explicit instantiation.
11176
11177        Of course, we can't instantiate member template classes, since
11178        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
11179        is unclear on whether the instantiation of the members are
11180        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
11181        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
11182
11183     if (! static_p)
11184       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11185         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
11186             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11187           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11188
11189     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11190       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11191         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11192
11193     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11194       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11195                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11196   }
11197 }
11198
11199 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11200    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11201    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11202    should occur for DECL, not the most general template.
11203
11204    One reason for doing this is a scenario like this:
11205
11206      template <class T>
11207      void f(const T&, int i);
11208
11209      void g() { f(3, 7); }
11210
11211      template <class T>
11212      void f(const T& t, const int i) { }
11213
11214    Note that when the template is first instantiated, with
11215    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11216    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11217    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11218
11219 static void
11220 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11221 {
11222   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11223      template.  */
11224   tree args;
11225   tree code_pattern;
11226
11227   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11228   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11229
11230   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11231      correctly.  */
11232   push_access_scope (decl);
11233
11234   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11235     {
11236       tree decl_parm;
11237       tree pattern_parm;
11238       tree specs;
11239       int args_depth;
11240       int parms_depth;
11241
11242       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11243       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
11244       if (args_depth > parms_depth)
11245         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11246
11247       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11248                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11249       if (specs)
11250         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11251                                                     specs);
11252
11253       /* Merge parameter declarations.  */
11254       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
11255                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11256       pattern_parm
11257         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11258                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11259       while (decl_parm)
11260         {
11261           tree parm_type;
11262           tree attributes;
11263
11264           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11265             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11266           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11267                               NULL_TREE);
11268           parm_type = type_decays_to (parm_type);
11269           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11270             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11271           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
11272           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
11273             {
11274               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
11275               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
11276             }
11277           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11278           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11279         }
11280
11281       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11282       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11283           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11284         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11285       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11286         DECL_INLINE (decl) = 1;
11287     }
11288   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11289     DECL_INITIAL (decl) =
11290       tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
11291                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11292   else
11293     gcc_unreachable ();
11294
11295   pop_access_scope (decl);
11296 }
11297
11298 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11299    substituted to get DECL.  */
11300
11301 tree
11302 template_for_substitution (tree decl)
11303 {
11304   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11305
11306   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11307      for the instantiation.  This is not always the most general
11308      template.  Consider, for example:
11309
11310         template <class T>
11311         struct S { template <class U> void f();
11312                    template <> void f<int>(); };
11313
11314      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
11315      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
11316   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
11317             more general template.  */
11318          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11319            /* We must also deal with friend templates.  Given:
11320
11321                 template <class T> struct S {
11322                   template <class U> friend void f() {};
11323                 };
11324
11325               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
11326               so far as the language is concerned, but that's still
11327               where we get the pattern for the instantiation from.  On
11328               other hand, if the definition comes outside the class, say:
11329
11330                 template <class T> struct S {
11331                   template <class U> friend void f();
11332                 };
11333                 template <class U> friend void f() {}
11334
11335               we don't need to look any further.  That's what the check for
11336               DECL_INITIAL is for.  */
11337           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
11338               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11339               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
11340     {
11341       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
11342          were a definition, we should be using it!  Note that we
11343          cannot restructure the loop to just keep going until we find
11344          a template with a definition, since that might go too far if
11345          a specialization was declared, but not defined.  */
11346       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
11347                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
11348
11349       /* Fetch the more general template.  */
11350       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
11351     }
11352
11353   return tmpl;
11354 }
11355
11356 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
11357    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
11358    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
11359    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
11360    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
11361    explicitly instantiated class template.  */
11362
11363 tree
11364 instantiate_decl (tree d, int defer_ok, 
11365                   bool expl_inst_class_mem_p)
11366 {
11367   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
11368   tree gen_args;
11369   tree args;
11370   tree td;
11371   tree code_pattern;
11372   tree spec;
11373   tree gen_tmpl;
11374   bool pattern_defined;
11375   int need_push;
11376   location_t saved_loc = input_location;
11377   bool external_p;
11378
11379   /* This function should only be used to instantiate templates for
11380      functions and static member variables.  */
11381   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11382               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
11383
11384   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
11385      are instantiated right away.  That allows for better code in the
11386      case that an expression refers to the value of the variable --
11387      if the variable has a constant value the referring expression can
11388      take advantage of that fact.  */
11389   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11390     defer_ok = 0;
11391
11392   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
11393      functions they cloned.  */
11394   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
11395     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
11396
11397   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
11398     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
11399        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
11400        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
11401        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
11402        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
11403     return d;
11404
11405   /* If we already have a specialization of this declaration, then
11406      there's no reason to instantiate it.  Note that
11407      retrieve_specialization gives us both instantiations and
11408      specializations, so we must explicitly check
11409      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
11410   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
11411   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
11412   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
11413                                   /*class_specializations_p=*/false);
11414   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
11415     return spec;
11416
11417   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
11418   if (! push_tinst_level (d))
11419     return d;
11420
11421   timevar_push (TV_PARSE);
11422
11423   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11424      for the instantiation.  */
11425   td = template_for_substitution (d);
11426   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
11427
11428   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
11429       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
11430     /* In the case of a friend template whose definition is provided
11431        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
11432        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
11433     args = get_innermost_template_args
11434       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
11435   else
11436     args = gen_args;
11437
11438   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11439     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
11440   else
11441     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
11442
11443   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
11444   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
11445
11446   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
11447      the linkage of D, remember that a definition is available for
11448      this entity.  */
11449   if (pattern_defined
11450       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11451       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
11452     mark_definable (d);
11453
11454   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11455
11456   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
11457      and no definition is available, treat it like an implicit
11458      instantiation.  */ 
11459   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p 
11460       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)) 
11461     {
11462       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
11463       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
11464       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
11465     }
11466
11467   if (!defer_ok)
11468     {
11469       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
11470          about ignoring cv qualifiers.  */
11471       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
11472       tree type = TREE_TYPE (gen);
11473
11474       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11475          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
11476          right context.  */
11477       push_access_scope (d);
11478
11479       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
11480         {
11481           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11482           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
11483                   tf_error | tf_warning, d);
11484           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
11485              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
11486              The function arguments are the same as the decl_arguments
11487              without the top level cv qualifiers.  */
11488           type = TREE_TYPE (type);
11489         }
11490       tsubst (type, gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11491
11492       pop_access_scope (d);
11493     }
11494
11495   /* Check to see whether we know that this template will be
11496      instantiated in some other file, as with "extern template"
11497      extension.  */
11498   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
11499   /* In general, we do not instantiate such templates...  */
11500   if (external_p
11501       /* ... but we instantiate inline functions so that we can inline
11502          them and ... */
11503       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_INLINE (d))
11504       /* ... we instantiate static data members whose values are
11505          needed in integral constant expressions.  */
11506       && ! (TREE_CODE (d) == VAR_DECL 
11507             && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (d)))
11508     goto out;
11509   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
11510      forbidden from doing so.  */
11511   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
11512          template.  */
11513       ! pattern_defined 
11514       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
11515       || defer_ok
11516       /* If this is a static data member that will be defined
11517          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
11518          member, but we do want to instantiate the initializer so that
11519          we can substitute that elsewhere.  */
11520       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
11521     {
11522       /* The definition of the static data member is now required so
11523          we must substitute the initializer.  */
11524       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
11525           && !DECL_INITIAL (d) 
11526           && DECL_INITIAL (code_pattern))
11527         {
11528           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11529           DECL_INITIAL (d)
11530             = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), 
11531                            args,
11532                            tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
11533           pop_nested_class ();
11534         }
11535
11536       /* We restore the source position here because it's used by
11537          add_pending_template.  */
11538       input_location = saved_loc;
11539
11540       if (at_eof && !pattern_defined
11541           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
11542         /* [temp.explicit]
11543
11544            The definition of a non-exported function template, a
11545            non-exported member function template, or a non-exported
11546            member function or static data member of a class template
11547            shall be present in every translation unit in which it is
11548            explicitly instantiated.  */
11549         pedwarn
11550           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
11551
11552       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
11553          when marked as "extern template".  */
11554       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
11555         add_pending_template (d);
11556       goto out;
11557     }
11558   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
11559      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
11560   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
11561     {
11562       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
11563          requested instantiation in the PCH it is still possible that
11564          an instantiation will be required in a file that includes the
11565          PCH.  */
11566       if (pch_file)
11567         add_pending_template (d);
11568       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
11569          job, even though we'll not be emitting a copy of this
11570          function.  */
11571       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11572             && flag_inline_trees
11573             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
11574         goto out;
11575     }
11576
11577   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
11578   if (need_push)
11579     push_to_top_level ();
11580
11581   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
11582      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
11583   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
11584
11585   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
11586      by a subsequent redeclaration.  */
11587   regenerate_decl_from_template (d, td);
11588
11589   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
11590      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
11591   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11592
11593   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11594     {
11595       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
11596          since we've reset the type of the declaration.  */
11597       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
11598       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
11599
11600       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
11601          initializer.  That function will defer actual emission until
11602          we have a chance to determine linkage.  */
11603       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
11604
11605       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
11606       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11607       cp_finish_decl (d, DECL_INITIAL (d), NULL_TREE, 0);
11608       pop_nested_class ();
11609     }
11610   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11611     {
11612       htab_t saved_local_specializations;
11613       tree subst_decl;
11614       tree tmpl_parm;
11615       tree spec_parm;
11616
11617       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
11618          template from within the body of another.  */
11619       saved_local_specializations = local_specializations;
11620
11621       /* Set up the list of local specializations.  */
11622       local_specializations = htab_create (37,
11623                                            hash_local_specialization,
11624                                            eq_local_specializations,
11625                                            NULL);
11626
11627       /* Set up context.  */
11628       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
11629
11630       /* Create substitution entries for the parameters.  */
11631       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
11632       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
11633       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
11634       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
11635         {
11636           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11637           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
11638           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
11639         }
11640       while (tmpl_parm)
11641         {
11642           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11643           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
11644           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
11645         }
11646       gcc_assert (!spec_parm);
11647
11648       /* Substitute into the body of the function.  */
11649       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
11650                    tf_error | tf_warning, tmpl);
11651
11652       /* We don't need the local specializations any more.  */
11653       htab_delete (local_specializations);
11654       local_specializations = saved_local_specializations;
11655
11656       /* Finish the function.  */
11657       d = finish_function (0);
11658       expand_or_defer_fn (d);
11659     }
11660
11661   /* We're not deferring instantiation any more.  */
11662   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
11663
11664   if (need_push)
11665     pop_from_top_level ();
11666
11667 out:
11668   input_location = saved_loc;
11669   pop_deferring_access_checks ();
11670   pop_tinst_level ();
11671
11672   timevar_pop (TV_PARSE);
11673
11674   return d;
11675 }
11676
11677 /* Run through the list of templates that we wish we could
11678    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
11679    number of times we retry pending template instantiation.  */
11680
11681 void
11682 instantiate_pending_templates (int retries)
11683 {
11684   tree *t;
11685   tree last = NULL_TREE;
11686   int reconsider;
11687   location_t saved_loc = input_location;
11688   int saved_in_system_header = in_system_header;
11689
11690   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
11691      may require further template instantiations.  We place a limit here
11692      to avoid infinite loop.  */
11693   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
11694     {
11695       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
11696             " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
11697             " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)",
11698             max_tinst_depth, TREE_VALUE (pending_templates));
11699       return;
11700     }
11701
11702   do
11703     {
11704       reconsider = 0;
11705
11706       t = &pending_templates;
11707       while (*t)
11708         {
11709           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
11710
11711           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
11712
11713           if (TYPE_P (instantiation))
11714             {
11715               tree fn;
11716
11717               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11718                 {
11719                   instantiate_class_template (instantiation);
11720                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
11721                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
11722                          fn;
11723                          fn = TREE_CHAIN (fn))
11724                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
11725                         instantiate_decl (fn, 
11726                                           /*defer_ok=*/0,
11727                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11728                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11729                     reconsider = 1;
11730                 }
11731
11732               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11733                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11734                    need to consider it again in the future.  */
11735                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11736               else
11737                 {
11738                   last = *t;
11739                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11740                 }
11741             }
11742           else
11743             {
11744               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11745                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11746                 {
11747                   instantiation 
11748                     = instantiate_decl (instantiation,
11749                                         /*defer_ok=*/0,
11750                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11751                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11752                     reconsider = 1;
11753                 }
11754
11755               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11756                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11757                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11758                    need to consider it again in the future.  */
11759                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11760               else
11761                 {
11762                   last = *t;
11763                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11764                 }
11765             }
11766           tinst_depth = 0;
11767           current_tinst_level = NULL_TREE;
11768         }
11769       last_pending_template = last;
11770     }
11771   while (reconsider);
11772
11773   input_location = saved_loc;
11774   in_system_header = saved_in_system_header;
11775 }
11776
11777 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
11778    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
11779    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
11780    instantiate_decl.  */
11781
11782 static tree
11783 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
11784 {
11785   tree inits = NULL_TREE;
11786
11787   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11788     {
11789       tree decl;
11790       tree init;
11791
11792       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11793                           NULL_TREE);
11794       decl = expand_member_init (decl);
11795       if (decl && !DECL_P (decl))
11796         in_base_initializer = 1;
11797
11798       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11799                           NULL_TREE);
11800       in_base_initializer = 0;
11801
11802       if (decl)
11803         {
11804           init = build_tree_list (decl, init);
11805           TREE_CHAIN (init) = inits;
11806           inits = init;
11807         }
11808     }
11809   return inits;
11810 }
11811
11812 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
11813
11814 static void
11815 set_current_access_from_decl (tree decl)
11816 {
11817   if (TREE_PRIVATE (decl))
11818     current_access_specifier = access_private_node;
11819   else if (TREE_PROTECTED (decl))
11820     current_access_specifier = access_protected_node;
11821   else
11822     current_access_specifier = access_public_node;
11823 }
11824
11825 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
11826    is the instantiation (which should have been created with
11827    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
11828
11829 static void
11830 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
11831 {
11832   tree e;
11833
11834   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
11835     {
11836       tree value;
11837       tree decl;
11838
11839       decl = TREE_VALUE (e);
11840       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
11841          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
11842       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
11843                            args, tf_error | tf_warning,
11844                            NULL_TREE);
11845
11846       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
11847       set_current_access_from_decl (decl);
11848
11849       /* Actually build the enumerator itself.  */
11850       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
11851     }
11852
11853   finish_enum (newtag);
11854   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
11855     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
11856 }
11857
11858 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
11859    its type -- but without substituting the innermost set of template
11860    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
11861    the type.  */
11862
11863 tree
11864 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
11865 {
11866   tree fn_type;
11867   tree tmpl;
11868   tree targs;
11869   tree tparms;
11870   int parm_depth;
11871
11872   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11873   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
11874   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
11875   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
11876
11877   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
11878      of parameters.  */
11879   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
11880
11881   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
11882
11883   if (parm_depth == 1)
11884     /* No substitution is necessary.  */
11885     ;
11886   else
11887     {
11888       int i, save_access_control;
11889       tree partial_args;
11890
11891       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
11892          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
11893       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
11894       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
11895         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
11896                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
11897       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
11898                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
11899                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
11900
11901       /* Disable access control as this function is used only during
11902          name-mangling.  */
11903       save_access_control = flag_access_control;
11904       flag_access_control = 0;
11905
11906       ++processing_template_decl;
11907       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
11908          appropriate function type.  */
11909       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
11910       --processing_template_decl;
11911
11912       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
11913          innermost set of parameters.  This step is important if the
11914          innermost set of template parameters contains value
11915          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
11916       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
11917       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
11918
11919       flag_access_control = save_access_control;
11920     }
11921
11922   return fn_type;
11923 }
11924
11925 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
11926    the last one involved in diagnostics.  */
11927 int
11928 problematic_instantiation_changed (void)
11929 {
11930   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
11931 }
11932
11933 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
11934 void
11935 record_last_problematic_instantiation (void)
11936 {
11937   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
11938 }
11939
11940 tree
11941 current_instantiation (void)
11942 {
11943   return current_tinst_level;
11944 }
11945
11946 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
11947    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
11948    warning messages under control of COMPLAIN.  */
11949
11950 static int
11951 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
11952 {
11953   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
11954     return 0;
11955   else if (POINTER_TYPE_P (type))
11956     return 0;
11957   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11958     return 0;
11959   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11960     return 0;
11961   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11962     return 0;
11963
11964   if (complain & tf_error)
11965     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
11966   return 1;
11967 }
11968
11969 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
11970    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
11971
11972 static bool
11973 dependent_type_p_r (tree type)
11974 {
11975   tree scope;
11976
11977   /* [temp.dep.type]
11978
11979      A type is dependent if it is:
11980
11981      -- a template parameter. Template template parameters are types
11982         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
11983         them here.  */
11984   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
11985       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11986     return true;
11987   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
11988         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
11989         names a dependent type.  */
11990   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11991     return true;
11992   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
11993         dependent.  */
11994   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
11995   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
11996   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11997     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
11998             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
11999                                            (type)));
12000   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
12001            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
12002     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12003   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
12004            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
12005     {
12006       tree arg_type;
12007
12008       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
12009         return true;
12010       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
12011            arg_type;
12012            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
12013         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
12014           return true;
12015       return false;
12016     }
12017   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
12018         size is specified by a constant expression that is
12019         value-dependent.  */
12020   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
12021     {
12022       if (TYPE_DOMAIN (type)
12023           && ((value_dependent_expression_p
12024                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
12025               || (type_dependent_expression_p
12026                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
12027         return true;
12028       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12029     }
12030
12031   /* -- a template-id in which either the template name is a template
12032      parameter ...  */
12033   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12034     return true;
12035   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
12036         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
12037   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
12038            && (any_dependent_template_arguments_p
12039                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
12040     return true;
12041
12042   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
12043      expression is not type-dependent, then it should already been
12044      have resolved.  */
12045   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
12046     return true;
12047
12048   /* The standard does not specifically mention types that are local
12049      to template functions or local classes, but they should be
12050      considered dependent too.  For example:
12051
12052        template <int I> void f() {
12053          enum E { a = I };
12054          S<sizeof (E)> s;
12055        }
12056
12057      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
12058      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
12059   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12060   if (scope && TYPE_P (scope))
12061     return dependent_type_p (scope);
12062   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
12063     return type_dependent_expression_p (scope);
12064
12065   /* Other types are non-dependent.  */
12066   return false;
12067 }
12068
12069 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
12070    [temp.dep.type].  */
12071
12072 bool
12073 dependent_type_p (tree type)
12074 {
12075   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
12076      any dependent types.  */
12077   if (!processing_template_decl)
12078     return false;
12079
12080   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
12081      in question; in that case, the type is dependent.  */
12082   if (!type)
12083     return true;
12084
12085   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
12086   if (type == error_mark_node)
12087     return false;
12088
12089   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
12090      do so now.  */
12091   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
12092     {
12093       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
12094       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
12095     }
12096
12097   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
12098 }
12099
12100 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
12101
12102 static bool
12103 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
12104 {
12105   tree scope;
12106   tree name;
12107
12108   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
12109
12110   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12111     return true;
12112
12113   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
12114   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
12115
12116   /* [temp.dep.expr]
12117
12118      An id-expression is type-dependent if it contains a
12119      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
12120      dependent type.  */
12121   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
12122      qualifying type is the current class, then we must peek
12123      inside it.  */
12124   if (DECL_P (name)
12125       && currently_open_class (scope)
12126       && !criterion (name))
12127     return false;
12128   if (dependent_type_p (scope))
12129     return true;
12130
12131   return false;
12132 }
12133
12134 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
12135    [temp.dep.constexpr] */
12136
12137 bool
12138 value_dependent_expression_p (tree expression)
12139 {
12140   if (!processing_template_decl)
12141     return false;
12142
12143   /* A name declared with a dependent type.  */
12144   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
12145     return true;
12146
12147   switch (TREE_CODE (expression))
12148     {
12149     case IDENTIFIER_NODE:
12150       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
12151       return true;
12152
12153     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12154       /* A non-type template parm.  */
12155       return true;
12156
12157     case CONST_DECL:
12158       /* A non-type template parm.  */
12159       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12160         return true;
12161       return false;
12162
12163     case VAR_DECL:
12164        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
12165           with an expression that is value-dependent.  */
12166       if (DECL_INITIAL (expression)
12167           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
12168           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
12169         return true;
12170       return false;
12171
12172     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12173     case STATIC_CAST_EXPR:
12174     case CONST_CAST_EXPR:
12175     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12176     case CAST_EXPR:
12177       /* These expressions are value-dependent if the type to which
12178          the cast occurs is dependent or the expression being casted
12179          is value-dependent.  */
12180       {
12181         tree type = TREE_TYPE (expression);
12182
12183         if (dependent_type_p (type))
12184           return true;
12185
12186         /* A functional cast has a list of operands.  */
12187         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12188         if (!expression)
12189           {
12190             /* If there are no operands, it must be an expression such
12191                as "int()". This should not happen for aggregate types
12192                because it would form non-constant expressions.  */
12193             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
12194
12195             return false;
12196           }
12197
12198         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
12199           {
12200             for (; expression; expression = TREE_CHAIN (expression))
12201               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (expression)))
12202                 return true;
12203             return false;
12204           }
12205
12206         return value_dependent_expression_p (expression);
12207       }
12208
12209     case SIZEOF_EXPR:
12210     case ALIGNOF_EXPR:
12211       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
12212          type-dependent.  */
12213       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12214       if (TYPE_P (expression))
12215         return dependent_type_p (expression);
12216       return type_dependent_expression_p (expression);
12217
12218     case SCOPE_REF:
12219       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
12220
12221     case COMPONENT_REF:
12222       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
12223               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
12224
12225     case CALL_EXPR:
12226       /* A CALL_EXPR is value-dependent if any argument is
12227          value-dependent.  Why do we have to handle CALL_EXPRs in this
12228          function at all?  First, some function calls, those for which
12229          value_dependent_expression_p is true, man appear in constant
12230          expressions.  Second, there appear to be bugs which result in
12231          other CALL_EXPRs reaching this point. */
12232       {
12233         tree function = TREE_OPERAND (expression, 0);
12234         tree args = TREE_OPERAND (expression, 1);
12235
12236         if (value_dependent_expression_p (function))
12237           return true;
12238
12239         if (! args)
12240           return false;
12241
12242         if (TREE_CODE (args) == TREE_LIST)
12243           {
12244             for (; args; args = TREE_CHAIN (args))
12245               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (args)))
12246                 return true;
12247             return false;
12248           }
12249
12250         return value_dependent_expression_p (args);
12251       }
12252
12253     default:
12254       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
12255          value-dependent.  */
12256       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12257         {
12258         case tcc_reference:
12259         case tcc_unary:
12260           return (value_dependent_expression_p
12261                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12262
12263         case tcc_comparison:
12264         case tcc_binary:
12265           return ((value_dependent_expression_p
12266                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12267                   || (value_dependent_expression_p
12268                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12269
12270         case tcc_expression:
12271           {
12272             int i;
12273             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12274               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12275                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12276                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12277                  make the expression dependent.  */
12278               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12279                   && (value_dependent_expression_p
12280                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12281                 return true;
12282             return false;
12283           }
12284
12285         default:
12286           break;
12287         }
12288     }
12289
12290   /* The expression is not value-dependent.  */
12291   return false;
12292 }
12293
12294 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
12295    [temp.dep.expr].  */
12296
12297 bool
12298 type_dependent_expression_p (tree expression)
12299 {
12300   if (!processing_template_decl)
12301     return false;
12302
12303   if (expression == error_mark_node)
12304     return false;
12305
12306   /* An unresolved name is always dependent.  */
12307   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12308     return true;
12309
12310   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
12311   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
12312       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
12313       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
12314       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
12315       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
12316       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
12317       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
12318     return false;
12319
12320   /* The types of these expressions depends only on the type to which
12321      the cast occurs.  */
12322   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
12323       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
12324       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
12325       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
12326       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
12327     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
12328
12329   /* The types of these expressions depends only on the type created
12330      by the expression.  */
12331   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
12332       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
12333     {
12334       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
12335          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
12336          operand 1.  */
12337       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
12338       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
12339         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
12340            as well.  */
12341         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
12342                || value_dependent_expression_p
12343                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
12344       else
12345         return dependent_type_p (type);
12346     }
12347
12348   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
12349       && dependent_scope_ref_p (expression,
12350                                 type_dependent_expression_p))
12351     return true;
12352
12353   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
12354       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
12355       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
12356       && (any_dependent_template_arguments_p
12357           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
12358     return true;
12359
12360   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
12361       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12362     return false;
12363
12364   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
12365     {
12366       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
12367         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
12368       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
12369           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
12370         {
12371           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12372             return true;
12373           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
12374           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12375             return false;
12376         }
12377       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
12378       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
12379         return false;
12380
12381       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
12382         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
12383
12384       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12385         {
12386           if (any_dependent_template_arguments_p
12387               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
12388             return true;
12389           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12390         }
12391       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
12392                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
12393
12394       while (expression)
12395         {
12396           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
12397             return true;
12398           expression = OVL_NEXT (expression);
12399         }
12400       return false;
12401     }
12402
12403   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
12404 }
12405
12406 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
12407    contains a type-dependent expression.  */
12408
12409 bool
12410 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
12411 {
12412   while (args)
12413     {
12414       tree arg = TREE_VALUE (args);
12415
12416       if (type_dependent_expression_p (arg))
12417         return true;
12418       args = TREE_CHAIN (args);
12419     }
12420   return false;
12421 }
12422
12423 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
12424
12425 static bool
12426 dependent_template_arg_p (tree arg)
12427 {
12428   if (!processing_template_decl)
12429     return false;
12430
12431   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
12432       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12433     return dependent_template_p (arg);
12434   else if (TYPE_P (arg))
12435     return dependent_type_p (arg);
12436   else
12437     return (type_dependent_expression_p (arg)
12438             || value_dependent_expression_p (arg));
12439 }
12440
12441 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
12442    any dependent arguments.  */
12443
12444 bool
12445 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
12446 {
12447   int i;
12448   int j;
12449
12450   if (!args)
12451     return false;
12452
12453   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
12454     {
12455       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
12456       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
12457         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
12458           return true;
12459     }
12460
12461   return false;
12462 }
12463
12464 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
12465
12466 bool
12467 dependent_template_p (tree tmpl)
12468 {
12469   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
12470     {
12471       while (tmpl)
12472         {
12473           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
12474             return true;
12475           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
12476         }
12477       return false;
12478     }
12479
12480   /* Template template parameters are dependent.  */
12481   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
12482       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12483     return true;
12484   /* So are names that have not been looked up.  */
12485   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
12486       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
12487     return true;
12488   /* So are member templates of dependent classes.  */
12489   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
12490     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
12491   return false;
12492 }
12493
12494 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
12495
12496 bool
12497 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
12498 {
12499   return (dependent_template_p (tmpl)
12500           || any_dependent_template_arguments_p (args));
12501 }
12502
12503 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
12504    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
12505    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
12506    templates and therefore should be used only in extremely limited
12507    situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this peering to the currently
12508    open classes hierarchy (which is required when comparing types).  */
12509
12510 tree
12511 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
12512 {
12513   tree scope;
12514   tree name;
12515   tree decl;
12516   int quals;
12517   tree pushed_scope;
12518
12519   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
12520
12521   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12522   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
12523
12524   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
12525      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
12526   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12527     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
12528   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
12529      TYPENAME_TYPE.  */
12530   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12531     return error_mark_node;
12532   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
12533      resolving the name.  */
12534   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12535     return type;
12536   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
12537      to look inside it.  */
12538   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
12539     return error_mark_node;
12540   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
12541      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
12542   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
12543   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
12544      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
12545      longer be considered a dependent type.  */
12546   pushed_scope = push_scope (scope);
12547   /* Look up the declaration.  */
12548   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
12549   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
12550   quals = cp_type_quals (type);
12551   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
12552      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
12553   if (!decl)
12554     type = error_mark_node;
12555   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
12556            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
12557     type = TREE_TYPE (decl);
12558   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
12559            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
12560     {
12561       tree tmpl;
12562       tree args;
12563       /* Obtain the template and the arguments.  */
12564       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
12565       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
12566       /* Instantiate the template.  */
12567       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
12568                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
12569     }
12570   else
12571     type = error_mark_node;
12572   /* Qualify the resulting type.  */
12573   if (type != error_mark_node && quals)
12574     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
12575   /* Leave the SCOPE.  */
12576   if (pushed_scope)
12577     pop_scope (pushed_scope);
12578
12579   return type;
12580 }
12581
12582 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
12583    for EXPR that can be used to compute the types of larger
12584    expressions containing EXPR.  */
12585
12586 tree
12587 build_non_dependent_expr (tree expr)
12588 {
12589   tree inner_expr;
12590
12591   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
12592      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
12593   if (null_ptr_cst_p (expr))
12594     return expr;
12595   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
12596      types.  */
12597   inner_expr = (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR ?
12598                 TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
12599   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
12600       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
12601     return expr;
12602   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
12603   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
12604     return expr;
12605   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
12606      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
12607      cannot be used to initialize a "char *".  */
12608   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
12609     return expr;
12610   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
12611      reason to create a new node.  */
12612   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
12613     return expr;
12614   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
12615      There is at least one place where we want to know that a
12616      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
12617      expression, there are special rules if the second or third
12618      argument is a throw-expression.  */
12619   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
12620     return expr;
12621
12622   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
12623     return build3 (COND_EXPR,
12624                    TREE_TYPE (expr),
12625                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12626                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
12627                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
12628                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
12629                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
12630   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
12631       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
12632     return build2 (COMPOUND_EXPR,
12633                    TREE_TYPE (expr),
12634                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12635                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
12636
12637   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
12638
12639      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
12640      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
12641      example:
12642
12643        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
12644
12645      In the body of "f", the expression for "g" will have
12646      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
12647      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
12648      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
12649      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
12650      stripped here.  */
12651   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
12652 }
12653
12654 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
12655    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
12656    equivalent non-dependent expressions.  */
12657
12658 tree
12659 build_non_dependent_args (tree args)
12660 {
12661   tree a;
12662   tree new_args;
12663
12664   new_args = NULL_TREE;
12665   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
12666     new_args = tree_cons (NULL_TREE,
12667                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
12668                           new_args);
12669   return nreverse (new_args);
12670 }
12671
12672 #include "gt-cp-pt.h"