OSDN Git Service

gcc/
[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  Free Software Foundation, Inc.
4    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
5    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
10 it under the terms of the GNU General Public License as published by
11 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
12 any later version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
15 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17 GNU General Public License for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
21 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
22 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "obstack.h"
34 #include "tree.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "cp-tree.h"
38 #include "tree-inline.h"
39 #include "decl.h"
40 #include "output.h"
41 #include "except.h"
42 #include "toplev.h"
43 #include "rtl.h"
44 #include "timevar.h"
45 #include "tree-iterator.h"
46
47 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
48    returning an int.  */
49 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
50
51 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
52    instantiations have been deferred, either because their definitions
53    were not yet available, or because we were putting off doing the work.
54    The TREE_PURPOSE of each entry is either a DECL (for a function or
55    static data member), or a TYPE (for a class) indicating what we are
56    hoping to instantiate.  The TREE_VALUE is not used.  */
57 static GTY(()) tree pending_templates;
58 static GTY(()) tree last_pending_template;
59
60 int processing_template_parmlist;
61 static int template_header_count;
62
63 static GTY(()) tree saved_trees;
64 static GTY(()) varray_type inline_parm_levels;
65 static size_t inline_parm_levels_used;
66
67 static GTY(()) tree current_tinst_level;
68
69 static GTY(()) tree saved_access_scope;
70
71 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
72    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
73    to the EXPR_STMT that is its result.  */
74 static tree cur_stmt_expr;
75
76 /* A map from local variable declarations in the body of the template
77    presently being instantiated to the corresponding instantiated
78    local variables.  */
79 static htab_t local_specializations;
80
81 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
82 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
83 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
84 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
85 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
86 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
87 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
88 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
89 #define UNIFY_ALLOW_MAX_CORRECTION 128
90
91 static void push_access_scope (tree);
92 static void pop_access_scope (tree);
93 static int resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
94                                            unification_kind_t, int);
95 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
96                              unification_kind_t, int, bool);
97 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
98 static void add_pending_template (tree);
99 static void reopen_tinst_level (tree);
100 static tree classtype_mangled_name (tree);
101 static char* mangle_class_name_for_template (const char *, tree, tree);
102 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
103 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
104 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t, int);
105 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
106 static tree add_to_template_args (tree, tree);
107 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
108 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
109 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*); 
110 static int  type_unification_real (tree, tree, tree, tree,
111                                    int, unification_kind_t, int, int);
112 static void note_template_header (int);
113 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
114 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
115 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
116                                        tsubst_flags_t, int, tree);
117 static tree get_bindings_overload (tree, tree, tree);
118 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
119                                    struct pointer_set_t*);
120 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
121 static int inline_needs_template_parms (tree);
122 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
123 static tree retrieve_local_specialization (tree);
124 static void register_local_specialization (tree, tree);
125 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int);
126 static int mark_template_parm (tree, void *);
127 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
128 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
129 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
130 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
131 static tree get_bindings (tree, tree, tree);
132 static tree get_bindings_real (tree, tree, tree, int, int, int);
133 static int template_decl_level (tree);
134 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
135 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
136 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
137 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
138 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
139 static tree most_specialized (tree, tree, tree);
140 static tree most_specialized_class (tree, tree);
141 static int template_class_depth_real (tree, int);
142 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
143 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
144 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
145 static void check_specialization_scope (void);
146 static tree process_partial_specialization (tree);
147 static void set_current_access_from_decl (tree);
148 static void check_default_tmpl_args (tree, tree, int, int);
149 static tree tsubst_call_declarator_parms (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
150 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
151 static int verify_class_unification (tree, tree, tree);
152 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
153 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
154                                            tree, tree);
155 static tree determine_specialization (tree, tree, tree *, int, int);
156 static int template_args_equal (tree, tree);
157 static void tsubst_default_arguments (tree);
158 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
159 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
160 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
161 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
162 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
163 static bool dependent_type_p_r (tree);
164 static tree tsubst (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
165 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
166 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
167
168 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
169    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
170    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
171    instantiate_decl).  */
172
173 static void
174 push_access_scope (tree t)
175 {
176   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
177               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
178
179   if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
180     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
181   else
182     push_to_top_level ();
183     
184   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
185     {
186       saved_access_scope = tree_cons
187         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
188       current_function_decl = t;
189     }
190 }
191
192 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
193    are processing.  */
194
195 static void
196 pop_access_scope (tree t)
197 {
198   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
199     {
200       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
201       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
202     }
203
204   if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
205     pop_nested_class ();
206   else
207     pop_from_top_level ();
208 }
209
210 /* Do any processing required when DECL (a member template
211    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
212    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
213    itself is returned.  */
214
215 tree
216 finish_member_template_decl (tree decl)
217 {
218   if (decl == error_mark_node)
219     return error_mark_node;
220
221   gcc_assert (DECL_P (decl));
222
223   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
224     {
225       tree type;
226
227       type = TREE_TYPE (decl);
228       if (IS_AGGR_TYPE (type) 
229           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
230           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
231         {
232           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
233           check_member_template (tmpl);
234           return tmpl;
235         }
236       return NULL_TREE;
237     }
238   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
239     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
240   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
241     {
242       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
243         {
244           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
245           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
246         }
247       else
248         return decl;
249     } 
250   else
251     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
252
253   return error_mark_node;
254 }
255
256 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
257    
258    For example, in:
259      template <class T>
260      struct A
261      {
262        template <class U>
263        struct B {};
264      };
265
266    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.  
267    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
268    COUNT_SPECIALIZATIONS is 0 or if they are instantiations, not
269    specializations.  
270
271    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
272    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
273    always safe.  */
274
275 static int 
276 template_class_depth_real (tree type, int count_specializations)
277 {
278   int depth;
279
280   for (depth = 0; 
281        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
282        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL) 
283          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
284     {
285       if (TREE_CODE (type) != FUNCTION_DECL)
286         {
287           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
288               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type))
289               && ((count_specializations
290                    && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
291                   || uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type))))
292             ++depth;
293         }
294       else 
295         {
296           if (DECL_TEMPLATE_INFO (type)
297               && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (type))
298               && ((count_specializations
299                    && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
300                   || uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (type))))
301             ++depth;
302         }
303     }
304
305   return depth;
306 }
307
308 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
309    Like template_class_depth_real, but instantiations do not count in
310    the depth.  */
311
312 int 
313 template_class_depth (tree type)
314 {
315   return template_class_depth_real (type, /*count_specializations=*/0);
316 }
317
318 /* Returns 1 if processing DECL as part of do_pending_inlines
319    needs us to push template parms.  */
320
321 static int
322 inline_needs_template_parms (tree decl)
323 {
324   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
325     return 0;
326
327   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
328           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
329 }
330
331 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
332    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
333    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
334    innermost first.  */
335
336 static void
337 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
338 {
339   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
340   int i;
341
342   if (levels > 1)
343     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
344
345   ++processing_template_decl;
346   current_template_parms
347     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
348                  parms, current_template_parms);
349   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
350
351   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
352                NULL);
353   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i) 
354     {
355       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
356       gcc_assert (DECL_P (parm));
357
358       switch (TREE_CODE (parm))
359         {
360         case TYPE_DECL:
361         case TEMPLATE_DECL:
362           pushdecl (parm);
363           break;
364
365         case PARM_DECL:
366           {
367             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
368                It is ugly that we recreate this here; the original
369                version built in process_template_parm is no longer
370                available.  */
371             tree decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
372                                     TREE_TYPE (parm));
373             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
374             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
375             TREE_INVARIANT (decl) = 1;
376             TREE_READONLY (decl) = 1;
377             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
378             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
379             pushdecl (decl);
380           }
381           break;
382
383         default:
384           gcc_unreachable ();
385         }
386     }
387 }
388
389 /* Restore the template parameter context for a member template or
390    a friend template defined in a class definition.  */
391
392 void
393 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
394 {
395   tree parms;
396   int levels = 0;
397
398   if (inline_needs_template_parms (decl))
399     {
400       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
401       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
402
403       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
404         {
405           --levels;
406           parms = TREE_CHAIN (parms);
407         }
408
409       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
410     }
411
412   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
413      we can pop them later.  */
414   if (!inline_parm_levels)
415     VARRAY_INT_INIT (inline_parm_levels, 4, "inline_parm_levels");
416   if (inline_parm_levels_used == inline_parm_levels->num_elements)
417     VARRAY_GROW (inline_parm_levels, 2 * inline_parm_levels_used);
418   VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used) = levels;
419   ++inline_parm_levels_used;
420 }
421
422 /* Undo the effects of begin_member_template_processing.  */
423
424 void 
425 maybe_end_member_template_processing (void)
426 {
427   int i;
428
429   if (!inline_parm_levels_used)
430     return;
431
432   --inline_parm_levels_used;
433   for (i = 0; 
434        i < VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used);
435        ++i) 
436     {
437       --processing_template_decl;
438       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
439       poplevel (0, 0, 0);
440     }
441 }
442
443 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
444    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
445
446 static tree
447 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
448 {
449   tree new_args;
450   int extra_depth;
451   int i;
452   int j;
453
454   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
455   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
456
457   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
458     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
459
460   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
461     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
462     
463   return new_args;
464 }
465
466 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
467    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
468    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
469    the template arguments from a partial instantiation with the
470    template arguments used to attain the full instantiation from the
471    partial instantiation.  */
472
473 static tree
474 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
475 {
476   tree new_args;
477
478   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
479      something very fishy is going on.  */
480   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
481
482   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
483      them.  */
484   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
485     return extra_args;
486
487   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
488   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
489   
490   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
491
492   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
493   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
494
495   return new_args;
496 }
497
498 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
499
500 tree
501 get_innermost_template_args (tree args, int n)
502 {
503   tree new_args;
504   int extra_levels;
505   int i;
506
507   gcc_assert (n >= 0);
508
509   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
510   if (n == 1)
511     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
512   
513   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
514      given.  */
515   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
516   gcc_assert (extra_levels >= 0);
517   if (extra_levels == 0)
518     return args;
519
520   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
521   new_args = make_tree_vec (n);
522   for (i = 1; i <= n; ++i)
523     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, 
524                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
525
526   return new_args;
527 }
528
529 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
530    the parms.  */
531
532 void
533 begin_template_parm_list (void)
534 {
535   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
536      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
537      namespace scope.  This is the right thing, since we want
538      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
539      global template class, push_template_decl handles putting the
540      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
541      e.g.:
542
543        template <class T> struct S1 {
544          template <class T> struct S2 {}; 
545        };
546
547      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
548      TEMPLATE_DECL for S2.  */
549   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
550   ++processing_template_decl;
551   ++processing_template_parmlist;
552   note_template_header (0);
553 }
554
555 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
556    invalid to declare a specialization here, an error is reported.  */
557
558 static void
559 check_specialization_scope (void)
560 {
561   tree scope = current_scope ();
562
563   /* [temp.expl.spec] 
564      
565      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
566      which the template is a member, or, for member templates, in the
567      namespace of which the enclosing class or enclosing class
568      template is a member.  An explicit specialization of a member
569      function, member class or static data member of a class template
570      shall be declared in the namespace of which the class template
571      is a member.  */
572   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
573     error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
574
575   /* [temp.expl.spec] 
576
577      In an explicit specialization declaration for a member of a class
578      template or a member template that appears in namespace scope,
579      the member template and some of its enclosing class templates may
580      remain unspecialized, except that the declaration shall not
581      explicitly specialize a class member template if its enclosing
582      class templates are not explicitly specialized as well.  */
583   if (current_template_parms) 
584     error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
585 }
586
587 /* We've just seen template <>.  */
588
589 void
590 begin_specialization (void)
591 {
592   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
593   note_template_header (1);
594   check_specialization_scope ();
595 }
596
597 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
598    template<>.  */
599
600 void 
601 end_specialization (void)
602 {
603   finish_scope ();
604   reset_specialization ();
605 }
606
607 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
608    function specialization.  */
609
610 void
611 reset_specialization (void)
612 {
613   processing_specialization = 0;
614   template_header_count = 0;
615 }
616
617 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
618    it was of the form template <>.  */
619
620 static void 
621 note_template_header (int specialization)
622 {
623   processing_specialization = specialization;
624   template_header_count++;
625 }
626
627 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
628
629 void
630 begin_explicit_instantiation (void)
631 {
632   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
633   processing_explicit_instantiation = true;
634 }
635
636
637 void
638 end_explicit_instantiation (void)
639 {
640   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
641   processing_explicit_instantiation = false;
642 }
643
644 /* A explicit specialization or partial specialization TMPL is being
645    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
646    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
647    specialize TMPL in the current namespace.  */
648    
649 static bool
650 check_specialization_namespace (tree tmpl)
651 {
652   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
653
654   /* [tmpl.expl.spec]
655      
656      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
657      which the template is a member, or, for member templates, in the
658      namespace of which the enclosing class or enclosing class
659      template is a member.  An explicit specialization of a member
660      function, member class or static data member of a class template
661      shall be declared in the namespace of which the class template is
662      a member.  */
663   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
664     /* Same or super-using namespace.  */
665     return true;
666   else
667     {
668       pedwarn ("specialization of %qD in different namespace", tmpl);
669       cp_pedwarn_at ("  from definition of %q#D", tmpl);
670       return false;
671     }
672 }
673
674 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
675    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
676
677 void 
678 maybe_process_partial_specialization (tree type)
679 {
680   /* TYPE maybe an ERROR_MARK_NODE.  */
681   tree context = TYPE_P (type) ? TYPE_CONTEXT (type) : NULL_TREE;
682
683   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
684     {
685       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
686          specialization of a template class such as:
687
688            template <> class C<int>;
689
690          or:
691
692            template <class T> class C<T*>;
693
694          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
695
696       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
697           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
698         {
699           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
700           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
701           if (processing_template_decl)
702             push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type));
703         }
704       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
705         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
706     }
707   else if (CLASS_TYPE_P (type)
708            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
709            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
710            && context && CLASS_TYPE_P (context)
711            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
712     {
713       /* This is for an explicit specialization of member class
714          template according to [temp.expl.spec/18]:
715
716            template <> template <class U> class C<int>::D;
717
718          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
719          Otherwise this is just a member class template declared
720          earlier like:
721
722            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
723            template <> template <class U> class C<int>::D;
724
725          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
726          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
727          and `C<T>::D' may not exist.  */
728
729       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
730           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
731         {
732           tree t;
733
734           if (current_namespace
735               != decl_namespace_context (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)))
736             {
737               pedwarn ("specializing %q#T in different namespace", type);
738               cp_pedwarn_at ("  from definition of %q#D",
739                              CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
740             }
741
742           /* Check for invalid specialization after instantiation:
743
744                template <> template <> class C<int>::D<int>;
745                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
746
747           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS
748                  (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)));
749                t; t = TREE_CHAIN (t))
750             if (TREE_VALUE (t) != type
751                 && TYPE_CONTEXT (TREE_VALUE (t)) == context)
752               error ("specialization %qT after instantiation %qT",
753                      type, TREE_VALUE (t));
754
755           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
756              have one level of template argument for the innermost
757              class template.  */
758           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
759           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
760             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
761         }
762     }
763   else if (processing_specialization)
764     error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
765 }
766
767 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
768    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
769    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
770
771 static inline bool 
772 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
773 {
774   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
775           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
776           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
777              parameter.  */
778           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
779           /* The optimized lookup depends on the fact that the
780              template arguments for the member function template apply
781              purely to the containing class, which is not true if the
782              containing class is an explicit or partial
783              specialization.  */
784           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
785           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
786           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
787           /* It is possible to have a template that is not a member
788              template and is not a member of a template class:
789              
790              template <typename T> 
791              struct S { friend A::f(); };
792              
793              Here, the friend function is a template, but the context does
794              not have template information.  The optimized lookup relies
795              on having ARGS be the template arguments for both the class
796              and the function template.  */
797           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
798 }
799
800 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
801    specialization is either an instantiation or an explicit
802    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
803    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
804    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
805    templates with more than one level of parameters.  
806
807    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
808    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
809    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
810    
811 static tree
812 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, 
813                          bool class_specializations_p)
814 {
815   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
816
817   /* There should be as many levels of arguments as there are
818      levels of parameters.  */
819   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) 
820               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
821                 
822   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
823     {
824       tree class_template;
825       tree class_specialization;
826       VEC(tree) *methods;
827       tree fns;
828       int idx;
829
830       /* The template arguments actually apply to the containing
831          class.  Find the class specialization with those
832          arguments.  */
833       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
834       class_specialization 
835         = retrieve_specialization (class_template, args,
836                                    /*class_specializations_p=*/false);
837       if (!class_specialization)
838         return NULL_TREE;
839       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
840          for the specialization.  */
841       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
842       if (idx == -1)
843         return NULL_TREE;
844       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
845          for the one that has an instance of TMPL.  */
846       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
847       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
848         {
849           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
850           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl)
851             return fn;
852         }
853       return NULL_TREE;
854     }
855   else
856     {
857       tree *sp;
858       tree *head;
859
860       /* Class templates store their instantiations on the
861          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS list; other templates use the
862          DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS list.  */
863       if (!class_specializations_p
864           && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == TYPE_DECL)
865         sp = &DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
866       else
867         sp = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
868       head = sp;
869       /* Iterate through the list until we find a matching template.  */
870       while (*sp != NULL_TREE)
871         {
872           tree spec = *sp;
873               
874           if (comp_template_args (TREE_PURPOSE (spec), args))
875             {
876               /* Use the move-to-front heuristic to speed up future
877                  searches.  */ 
878               if (spec != *head)
879                 {
880                   *sp = TREE_CHAIN (*sp);
881                   TREE_CHAIN (spec) = *head;
882                   *head = spec;
883                 }
884               return TREE_VALUE (spec);
885             }
886           sp = &TREE_CHAIN (spec);
887         }
888     }
889
890   return NULL_TREE;
891 }
892
893 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
894
895 static tree
896 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
897 {
898   tree spec = htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
899                                    htab_hash_pointer (tmpl));
900   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
901 }
902
903 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
904
905 int
906 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
907 {
908   tree t;
909
910   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
911     {
912       for (t = decl; 
913            t != NULL_TREE;
914            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
915         if (t == tmpl)
916           return 1;
917     }
918   else 
919     {
920       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
921
922       for (t = TREE_TYPE (decl);
923            t != NULL_TREE;
924            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
925              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
926         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
927           return 1;
928     }  
929
930   return 0;
931 }
932
933 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
934    FRIEND according to [temp.friend].  */
935
936 bool
937 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend)
938 {
939   bool need_template = true;
940   int template_depth;
941
942   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
943               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
944
945   /* For [temp.friend/6] when FRIEND is an ordinary member function
946      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
947      if this.  */
948   if (TREE_CODE (friend) == FUNCTION_DECL
949       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend)
950       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend))
951     {
952       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
953       friend = DECL_TI_TEMPLATE (friend);
954       need_template = false;
955     }
956   else if (TREE_CODE (friend) == TEMPLATE_DECL
957            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend))
958     need_template = false;
959
960   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
961   if (TREE_CODE (friend) != TEMPLATE_DECL)
962     return false;
963
964   if (is_specialization_of (decl, friend))
965     return true;
966
967   /* [temp.friend/6]
968      A member of a class template may be declared to be a friend of a
969      non-template class.  In this case, the corresponding member of
970      every specialization of the class template is a friend of the
971      class granting friendship.
972      
973      For example, given a template friend declaration
974
975        template <class T> friend void A<T>::f();
976
977      the member function below is considered a friend
978
979        template <> struct A<int> {
980          void f();
981        };
982
983      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
984      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
985      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
986
987   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend));
988   if (template_depth
989       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
990       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)), 
991                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend))))
992     {
993       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
994          a few tricky cases, such as when FRIEND's are
995
996            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
997            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
998
999          and DECL's are
1000
1001            void A<int>::g(int);
1002            template <int> void A<int>::h();
1003
1004          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1005          the context of DECL.  This is required for template substitution
1006          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1007          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1008
1009       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1010       tree args = NULL_TREE;
1011       int current_depth = 0;
1012
1013       while (current_depth < template_depth)
1014         {
1015           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1016             {
1017               if (current_depth == 0)
1018                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1019               else
1020                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1021               current_depth++;
1022             }
1023           context = TYPE_CONTEXT (context);
1024         }
1025
1026       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1027         {
1028           bool is_template;
1029           tree friend_type;
1030           tree decl_type;
1031           tree friend_args_type;
1032           tree decl_args_type;
1033
1034           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1035              non-templates.  */
1036           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1037                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1038           if (need_template ^ is_template)
1039             return false;
1040           else if (is_template)
1041             {
1042               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1043               tree friend_parms
1044                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1045                                          args, tf_none);
1046               if (!comp_template_parms
1047                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1048                       friend_parms))
1049                 return false;
1050
1051               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1052             }
1053           else
1054             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1055
1056           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend), args,
1057                                               tf_none, NULL_TREE);
1058           if (friend_type == error_mark_node)
1059             return false;
1060
1061           /* Check if return types match.  */
1062           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1063             return false;
1064
1065           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1066              `this' parameter.  */
1067           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1068           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1069           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend))
1070             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1071           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1072             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1073
1074           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1075         }
1076       else
1077         {
1078           /* DECL is a TYPE_DECL */
1079           bool is_template;
1080           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1081
1082           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1083              non-templates.  */
1084           is_template
1085             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1086               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1087
1088           if (need_template ^ is_template)
1089             return false;
1090           else if (is_template)
1091             {
1092               tree friend_parms;
1093               /* If both are templates, check the name of the two
1094                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1095               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1096                   != DECL_NAME (friend))
1097                 return false;
1098
1099               /* Now check template parameter list.  */
1100               friend_parms
1101                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1102                                          args, tf_none);
1103               return comp_template_parms
1104                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1105                  friend_parms);
1106             }
1107           else
1108             return (DECL_NAME (decl)
1109                     == DECL_NAME (friend));
1110         }
1111     }
1112   return false;
1113 }
1114
1115 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1116    the indicated ARGS.  Returns SPEC, or an equivalent prior
1117    declaration, if available.  */
1118
1119 static tree
1120 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args)
1121 {
1122   tree fn;
1123
1124   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1125
1126   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL 
1127       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1128     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1129        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1130        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1131        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1132        with default function arguments.  In particular, given
1133        something like this:
1134
1135           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1136
1137        the default argument expression is not substituted for in an
1138        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1139     return spec;
1140
1141   /* There should be as many levels of arguments as there are
1142      levels of parameters.  */
1143   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) 
1144               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
1145
1146   fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 
1147                                 /*class_specializations_p=*/false);
1148   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1149      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1150      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1151      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1152      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1153   if (fn == spec)
1154     return spec;
1155   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1156     {
1157       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1158         {
1159           if (TREE_USED (fn) 
1160               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1161             {
1162               error ("specialization of %qD after instantiation",
1163                      fn);
1164               return spec;
1165             }
1166           else
1167             {
1168               /* This situation should occur only if the first
1169                  specialization is an implicit instantiation, the
1170                  second is an explicit specialization, and the
1171                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1172                  situation can occur if we have implicitly
1173                  instantiated a member function and then specialized
1174                  it later.
1175                  
1176                  We can also wind up here if a friend declaration that
1177                  looked like an instantiation turns out to be a
1178                  specialization:
1179                  
1180                    template <class T> void foo(T);
1181                    class S { friend void foo<>(int) };
1182                    template <> void foo(int);  
1183                  
1184                  We transform the existing DECL in place so that any
1185                  pointers to it become pointers to the updated
1186                  declaration.
1187
1188                  If there was a definition for the template, but not
1189                  for the specialization, we want this to look as if
1190                  there were no definition, and vice versa.  */
1191               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1192               duplicate_decls (spec, fn);
1193               
1194               return fn;
1195             }
1196         }
1197       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1198         {
1199           if (!duplicate_decls (spec, fn) && DECL_INITIAL (spec))
1200             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1201                line number so any errors match this new
1202                definition.  */
1203             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1204           
1205           return fn;
1206         }
1207     }
1208
1209   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1210      template it is specializing.  */
1211   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1212       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1213     DECL_CONTEXT (spec) = decl_namespace_context (tmpl);
1214
1215   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1216     DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl)
1217       = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl));
1218
1219   return spec;
1220 }
1221
1222 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1223    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1224    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.  */
1225
1226 bool
1227 reregister_specialization (tree spec, tree tmpl, tree new_spec)
1228 {
1229   tree* s;
1230
1231   for (s = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
1232        *s != NULL_TREE;
1233        s = &TREE_CHAIN (*s))
1234     if (TREE_VALUE (*s) == spec)
1235       {
1236         if (!new_spec)
1237           *s = TREE_CHAIN (*s);
1238         else
1239           TREE_VALUE (*s) = new_spec;
1240         return 1;
1241       }
1242
1243   return 0;
1244 }
1245
1246 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1247    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1248    DECL).  */
1249
1250 static int
1251 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1252 {
1253   return TREE_VALUE ((tree) p1) == (tree) p2;
1254 }
1255
1256 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1257
1258 static hashval_t
1259 hash_local_specialization (const void* p1)
1260 {
1261   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((tree) p1));
1262 }
1263
1264 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1265    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1266
1267 static void
1268 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1269 {
1270   void **slot;
1271
1272   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl, 
1273                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1274   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1275 }
1276
1277 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1278
1279 void
1280 print_candidates (tree fns)
1281 {
1282   tree fn;
1283
1284   const char *str = "candidates are:";
1285
1286   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1287     {
1288       tree f;
1289
1290       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1291         cp_error_at ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1292       str = "               ";
1293     }
1294 }
1295
1296 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1297    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1298    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1299    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1300    TEMPLATE_ID are non-members.
1301
1302    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1303    specialization of a member template.
1304
1305    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1306    template classes that appeared in the name of the function. See
1307    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1308
1309    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1310    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1311
1312    If it is impossible to determine the result, an error message is
1313    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1314
1315 static tree
1316 determine_specialization (tree template_id, 
1317                           tree decl, 
1318                           tree* targs_out, 
1319                           int need_member_template,
1320                           int template_count)
1321 {
1322   tree fns;
1323   tree targs;
1324   tree explicit_targs;
1325   tree candidates = NULL_TREE;
1326   tree templates = NULL_TREE;
1327   int header_count;
1328   struct cp_binding_level *b;
1329
1330   *targs_out = NULL_TREE;
1331
1332   if (template_id == error_mark_node)
1333     return error_mark_node;
1334
1335   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1336   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1337
1338   if (fns == error_mark_node)
1339     return error_mark_node;
1340
1341   /* Check for baselinks.  */
1342   if (BASELINK_P (fns))
1343     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1344
1345   if (!is_overloaded_fn (fns))
1346     {
1347       error ("%qD is not a function template", fns);
1348       return error_mark_node;
1349     }
1350
1351   /* Count the number of template headers specified for this
1352      specialization.  */
1353   header_count = 0;
1354   for (b = current_binding_level;
1355        b->kind == sk_template_parms || b->kind == sk_template_spec;
1356        b = b->level_chain)
1357     ++header_count;
1358
1359   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1360     {
1361       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1362
1363       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1364         {
1365           tree decl_arg_types;
1366           tree fn_arg_types;
1367
1368           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1369
1370           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1371           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1372           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn) 
1373               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1374             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1375
1376           /* Check that the number of function parameters matches.
1377              For example,
1378                template <class T> void f(int i = 0);
1379                template <> void f<int>();
1380              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1381              by get_bindings below.  */
1382
1383           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1384           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1385             continue;
1386
1387           /* For a non-static member function, we need to make sure that
1388              the const qualification is the same. This can be done by
1389              checking the 'this' in the argument list.  */
1390           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1391               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types), 
1392                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1393             continue;
1394
1395           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1396              the number of template headers appearing in the specialization
1397              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1398              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1399              member functions. Consider the following code:
1400
1401              template <> void A<int>::f(int);
1402              template <> template <> void A<int>::f(int);
1403
1404              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1405              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1406              member function, whilst the second line specializes "f" which
1407              is a template member function. So both lines are syntactically
1408              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1409              them.
1410              
1411              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1412              against the declarations. We count the number of template
1413              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1414              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1415              plus there must be another header for the member template
1416              itself).
1417              
1418              Notice that if header_count is zero, this is not a
1419              specialization but rather a template instantiation, so there
1420              is no check we can perform here.  */
1421           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1422             continue;
1423
1424           /* See whether this function might be a specialization of this
1425              template.  */
1426           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs);
1427
1428           if (!targs)
1429             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1430                specialize TMPL will produce DECL.  */
1431             continue;
1432
1433           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1434           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1435         }
1436       else if (need_member_template)
1437         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1438            specialization of a member template.  */
1439         ;
1440       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1441         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1442            cases.  */
1443         ;
1444       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1445         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1446            be a specialization of that.  */
1447         ;
1448       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1449         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1450         ;
1451       else
1452         {
1453           tree decl_arg_types;
1454
1455           /* This is an ordinary member function.  However, since
1456              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1457              template class.  For example,
1458              
1459                template <typename T> struct S { void f(); };
1460                template <> void S<int>::f() {}
1461
1462              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1463              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1464              might be in business.  */
1465
1466           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1467             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1468                of a template class.  This is not a candidate.  */
1469             continue;
1470
1471           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1472                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1473             /* The return types differ.  */
1474             continue;
1475
1476           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1477           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1478           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn) 
1479               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1480             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1481
1482           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)), 
1483                          decl_arg_types))
1484             /* They match!  */
1485             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1486         }
1487     }
1488
1489   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1490     {
1491       /* We have:
1492          
1493            [temp.expl.spec]
1494
1495            It is possible for a specialization with a given function
1496            signature to be instantiated from more than one function
1497            template.  In such cases, explicit specification of the
1498            template arguments must be used to uniquely identify the
1499            function template specialization being specialized.
1500
1501          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1502          determine which of the candidate templates is most
1503          specialized.  However, we, also have:
1504
1505            [temp.func.order]
1506
1507            Partial ordering of overloaded function template
1508            declarations is used in the following contexts to select
1509            the function template to which a function template
1510            specialization refers: 
1511
1512            -- when an explicit specialization refers to a function
1513               template. 
1514
1515          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1516          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1517          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1518          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1519          the EDG front-end has that behavior, and John Spicer claims
1520          that the committee simply forgot to delete the wording in
1521          [temp.expl.spec].  */
1522      tree tmpl = most_specialized (templates, decl, explicit_targs);
1523      if (tmpl && tmpl != error_mark_node)
1524        {
1525          targs = get_bindings (tmpl, decl, explicit_targs);
1526          templates = tree_cons (targs, tmpl, NULL_TREE);
1527        }
1528     }
1529
1530   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1531     {
1532       cp_error_at ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1533                    "declaration",
1534                    template_id, decl);
1535       return error_mark_node;
1536     }
1537   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1538            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1539            || (templates && candidates))
1540     {
1541       cp_error_at ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1542                    template_id, decl);
1543       chainon (candidates, templates);
1544       print_candidates (candidates);
1545       return error_mark_node;
1546     }
1547
1548   /* We have one, and exactly one, match.  */
1549   if (candidates)
1550     {
1551       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1552          template class.  */
1553       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (TREE_VALUE (candidates)));
1554       return DECL_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (candidates));
1555     }
1556
1557   /* It was a specialization of a template.  */
1558   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1559   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1560     {
1561       *targs_out = copy_node (targs);
1562       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out, 
1563                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1564                            TREE_PURPOSE (templates));
1565     }
1566   else
1567     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1568   return TREE_VALUE (templates);
1569 }
1570
1571 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1572    but with the default argument values filled in from those in the
1573    TMPL_TYPES.  */
1574       
1575 static tree
1576 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1577                                       tree tmpl_types)
1578 {
1579   tree new_spec_types;
1580
1581   if (!spec_types)
1582     return NULL_TREE;
1583
1584   if (spec_types == void_list_node)
1585     return void_list_node;
1586
1587   /* Substitute into the rest of the list.  */
1588   new_spec_types =
1589     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1590                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1591   
1592   /* Add the default argument for this parameter.  */
1593   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1594                          TREE_VALUE (spec_types),
1595                          new_spec_types);
1596 }
1597
1598 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1599    from the template it specializes.  (That way, code like:
1600
1601      template <class T> void f(T = 3);
1602      template <> void f(double);
1603      void g () { f (); } 
1604
1605    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1606    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1607    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1608
1609 static void
1610 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
1611 {
1612   tree tmpl;
1613   tree spec_types;
1614   tree tmpl_types;
1615   tree new_spec_types;
1616   tree old_type;
1617   tree new_type;
1618   tree t;
1619   tree object_type = NULL_TREE;
1620   tree in_charge = NULL_TREE;
1621   tree vtt = NULL_TREE;
1622
1623   /* See if there's anything we need to do.  */
1624   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
1625   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
1626   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
1627     if (TREE_PURPOSE (t))
1628       break;
1629   if (!t)
1630     return;
1631
1632   old_type = TREE_TYPE (decl);
1633   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
1634   
1635   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1636     {
1637       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
1638          CV quals.  */
1639       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
1640       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1641       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
1642       
1643       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
1644         {
1645           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
1646              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
1647           in_charge = spec_types;
1648           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1649         }
1650       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
1651         {
1652           vtt = spec_types;
1653           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1654         }
1655     }
1656
1657   /* Compute the merged default arguments.  */
1658   new_spec_types = 
1659     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
1660
1661   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
1662   if (object_type)
1663     {
1664       if (vtt)
1665         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
1666                                          TREE_VALUE (vtt),
1667                                          new_spec_types);
1668
1669       if (in_charge)
1670         /* Put the in-charge parameter back.  */
1671         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
1672                                          TREE_VALUE (in_charge),
1673                                          new_spec_types);
1674
1675       new_type = build_method_type_directly (object_type,
1676                                              TREE_TYPE (old_type),
1677                                              new_spec_types);
1678     }
1679   else
1680     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
1681                                     new_spec_types);
1682   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
1683                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
1684   new_type = build_exception_variant (new_type,
1685                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
1686   TREE_TYPE (decl) = new_type;
1687 }
1688
1689 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
1690    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
1691    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
1692    instantiation at this point.
1693
1694    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
1695    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
1696    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
1697    recoverable.
1698    
1699    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags: 
1700
1701    2: The function has a definition.
1702    4: The function is a friend.
1703
1704    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1705    template classes that appeared in the name of the function.  For
1706    example, in
1707
1708      template <class T> struct S { void f(); };
1709      void S<int>::f();
1710      
1711    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
1712    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
1713
1714      template <class T> struct S {};
1715      template <> struct S<int> { void f(); }
1716      template <> void S<int>::f();
1717
1718    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
1719    invalid; there should be no template <>.)
1720
1721    If the function is a specialization, it is marked as such via
1722    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
1723    is set up correctly, and it is added to the list of specializations 
1724    for that template.  */
1725
1726 tree
1727 check_explicit_specialization (tree declarator, 
1728                                tree decl, 
1729                                int template_count, 
1730                                int flags)
1731 {
1732   int have_def = flags & 2;
1733   int is_friend = flags & 4;
1734   int specialization = 0;
1735   int explicit_instantiation = 0;
1736   int member_specialization = 0;
1737   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
1738   tree dname = DECL_NAME (decl);
1739   tmpl_spec_kind tsk;
1740
1741   tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
1742
1743   switch (tsk)
1744     {
1745     case tsk_none:
1746       if (processing_specialization) 
1747         {
1748           specialization = 1;
1749           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1750         }
1751       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1752         {
1753           if (is_friend)
1754             /* This could be something like:
1755
1756                template <class T> void f(T);
1757                class S { friend void f<>(int); }  */
1758             specialization = 1;
1759           else
1760             {
1761               /* This case handles bogus declarations like template <>
1762                  template <class T> void f<int>(); */
1763
1764               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1765                      declarator);
1766               return decl;
1767             }
1768         }
1769       break;
1770
1771     case tsk_invalid_member_spec:
1772       /* The error has already been reported in
1773          check_specialization_scope.  */
1774       return error_mark_node;
1775
1776     case tsk_invalid_expl_inst:
1777       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
1778
1779       /* Fall through.  */
1780
1781     case tsk_expl_inst:
1782       if (have_def)
1783         error ("definition provided for explicit instantiation");
1784       
1785       explicit_instantiation = 1;
1786       break;
1787
1788     case tsk_excessive_parms:
1789     case tsk_insufficient_parms:
1790       if (tsk == tsk_excessive_parms)
1791         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
1792                decl);
1793       else if (template_header_count)
1794         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
1795       else
1796         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
1797               "%<template <>%>", decl);
1798
1799       /* Fall through.  */
1800     case tsk_expl_spec:
1801       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1802       if (ctype)
1803         member_specialization = 1;
1804       else
1805         specialization = 1;
1806       break;
1807
1808     case tsk_template:
1809       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1810         {
1811           /* This case handles bogus declarations like template <>
1812              template <class T> void f<int>(); */
1813
1814           if (uses_template_parms (declarator))
1815             error ("function template partial specialization %qD "
1816                    "is not allowed", declarator);
1817           else
1818             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1819                    declarator);
1820           return decl;
1821         }
1822
1823       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
1824         /* This is a specialization of a member template, without
1825            specialization the containing class.  Something like:
1826
1827              template <class T> struct S {
1828                template <class U> void f (U); 
1829              };
1830              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
1831              
1832            That's a specialization -- but of the entire template.  */
1833         specialization = 1;
1834       break;
1835
1836     default:
1837       gcc_unreachable ();
1838     }
1839
1840   if (specialization || member_specialization)
1841     {
1842       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1843       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
1844         if (TREE_PURPOSE (t))
1845           {
1846             pedwarn
1847               ("default argument specified in explicit specialization");
1848             break;
1849           }
1850       if (current_lang_name == lang_name_c)
1851         error ("template specialization with C linkage");
1852     }
1853
1854   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
1855     {
1856       tree tmpl = NULL_TREE;
1857       tree targs = NULL_TREE;
1858
1859       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
1860       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
1861         {
1862           tree fns;
1863
1864           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
1865           if (ctype)
1866             fns = dname;
1867           else
1868             {
1869               /* If there is no class context, the explicit instantiation
1870                  must be at namespace scope.  */
1871               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
1872
1873               /* Find the namespace binding, using the declaration
1874                  context.  */
1875               fns = namespace_binding (dname, CP_DECL_CONTEXT (decl));
1876             }
1877
1878           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
1879         }
1880
1881       if (declarator == error_mark_node)
1882         return error_mark_node;
1883
1884       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
1885         {
1886           if (!explicit_instantiation)
1887             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
1888                but the error will already have been flagged by
1889                check_specialization_scope.  */
1890             return error_mark_node;
1891           else
1892             {
1893               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
1894                  class scope, e.g.:
1895
1896                    class C { template void f(); }
1897
1898                    This case is caught by the parser.  However, on
1899                    something like:
1900                
1901                    template class C { void f(); };
1902
1903                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
1904                    issued later.  */
1905               ;
1906             }
1907
1908           return decl;
1909         }
1910       else if (ctype != NULL_TREE 
1911                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
1912                    IDENTIFIER_NODE))
1913         {
1914           /* Find the list of functions in ctype that have the same
1915              name as the declared function.  */
1916           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
1917           tree fns = NULL_TREE;
1918           int idx;
1919
1920           if (constructor_name_p (name, ctype))
1921             {
1922               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
1923               
1924               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (ctype)
1925                   : !TYPE_HAS_DESTRUCTOR (ctype))
1926                 {
1927                   /* From [temp.expl.spec]:
1928                        
1929                      If such an explicit specialization for the member
1930                      of a class template names an implicitly-declared
1931                      special member function (clause _special_), the
1932                      program is ill-formed.  
1933
1934                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
1935                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
1936                   return error_mark_node;
1937                 }
1938
1939               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
1940             }
1941
1942           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
1943             {
1944               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
1945               if (idx >= 0)
1946                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
1947             }
1948           else
1949             {
1950               VEC(tree) *methods;
1951               tree ovl;
1952
1953               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
1954                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
1955                  int' which will be a specialization of `operator T'.
1956                  So, we find *all* the conversion operators, and then
1957                  select from them.  */
1958               fns = NULL_TREE;
1959
1960               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
1961               if (methods)
1962                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
1963                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
1964                      ++idx)
1965                   {
1966                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
1967                       /* There are no more conversion functions.  */
1968                       break;
1969
1970                     /* Glue all these conversion functions together
1971                        with those we already have.  */
1972                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
1973                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
1974                   }
1975             }
1976               
1977           if (fns == NULL_TREE) 
1978             {
1979               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
1980               return error_mark_node;
1981             }
1982           else
1983             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
1984         }
1985       
1986       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
1987          Note that for an explicit instantiation, even one for a
1988          member function, we cannot tell apriori whether the
1989          instantiation is for a member template, or just a member
1990          function of a template class.  Even if a member template is
1991          being instantiated, the member template arguments may be
1992          elided if they can be deduced from the rest of the
1993          declaration.  */
1994       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
1995                                        &targs, 
1996                                        member_specialization,
1997                                        template_count);
1998             
1999       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2000         /* We couldn't figure out what this declaration was
2001            specializing.  */
2002         return error_mark_node;
2003       else
2004         {
2005           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2006
2007           if (explicit_instantiation)
2008             {
2009               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2010                  is done by do_decl_instantiation later.  */ 
2011
2012               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2013               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2014
2015               if (arg_depth > parm_depth)
2016                 {
2017                   /* If TMPL is not the most general template (for
2018                      example, if TMPL is a friend template that is
2019                      injected into namespace scope), then there will
2020                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2021                      here.  */
2022                   int i;
2023                   tree new_targs;
2024
2025                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2026                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2027                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2028                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2029                   targs = new_targs;
2030                 }
2031                   
2032               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2033             }
2034
2035           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2036              turns out to be specializing a static member function,
2037              make DECL a static member function as well.  */
2038           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2039               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2040             revert_static_member_fn (decl);
2041
2042           /* If this is a specialization of a member template of a
2043              template class.  In we want to return the TEMPLATE_DECL,
2044              not the specialization of it.  */
2045           if (tsk == tsk_template)
2046             {
2047               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2048               DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) = NULL_TREE;
2049               if (have_def)
2050                 {
2051                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2052                   DECL_SOURCE_LOCATION (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2053                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2054                 }
2055               return tmpl;
2056             }
2057
2058           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2059           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2060
2061           /* Inherit default function arguments from the template
2062              DECL is specializing.  */
2063           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2064
2065           /* This specialization has the same protection as the
2066              template it specializes.  */
2067           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2068           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2069
2070           if (is_friend && !have_def)
2071             /* This is not really a declaration of a specialization.
2072                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2073                a request for an instantiation, either.  */
2074             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2075           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2076             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2077                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2078                versions in V3 ABI.  */
2079             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2080
2081           /* Register this specialization so that we can find it
2082              again.  */
2083           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs);
2084         }
2085     }
2086   
2087   return decl;
2088 }
2089
2090 /* TYPE is being declared.  Verify that the use of template headers
2091    and such is reasonable.  Issue error messages if not.  */
2092
2093 void
2094 maybe_check_template_type (tree type)
2095 {
2096   if (template_header_count)
2097     {
2098       /* We are in the scope of some `template <...>' header.  */
2099
2100       int context_depth 
2101         = template_class_depth_real (TYPE_CONTEXT (type),
2102                                      /*count_specializations=*/1);
2103
2104       if (template_header_count <= context_depth)
2105         /* This is OK; the template headers are for the context.  We
2106            are actually too lenient here; like
2107            check_explicit_specialization we should consider the number
2108            of template types included in the actual declaration.  For
2109            example, 
2110
2111              template <class T> struct S {
2112                template <class U> template <class V>
2113                struct I {};
2114              }; 
2115
2116            is invalid, but:
2117
2118              template <class T> struct S {
2119                template <class U> struct I;
2120              }; 
2121
2122              template <class T> template <class U.
2123              struct S<T>::I {};
2124
2125            is not.  */
2126         ; 
2127       else if (template_header_count > context_depth + 1)
2128         /* There are two many template parameter lists.  */
2129         error ("too many template parameter lists in declaration of %qT", type); 
2130     }
2131 }
2132
2133 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2134    parameters.  These are represented in the same format used for
2135    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2136
2137 int
2138 comp_template_parms (tree parms1, tree parms2)
2139 {
2140   tree p1;
2141   tree p2;
2142
2143   if (parms1 == parms2)
2144     return 1;
2145
2146   for (p1 = parms1, p2 = parms2; 
2147        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2148        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2149     {
2150       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2151       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2152       int i;
2153
2154       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2155       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2156
2157       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2158         return 0;
2159
2160       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i) 
2161         {
2162           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2163           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2164
2165           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2166             return 0;
2167
2168           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
2169             continue;
2170           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2171             return 0;
2172         }
2173     }
2174
2175   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2176     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2177        other.  */
2178     return 0;
2179
2180   return 1;
2181 }
2182
2183 /* Complain if DECL shadows a template parameter.
2184
2185    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
2186    scope (including nested scopes).  */
2187
2188 void
2189 check_template_shadow (tree decl)
2190 {
2191   tree olddecl;
2192
2193   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
2194      parameter.  */
2195   if (!current_template_parms)
2196     return;
2197
2198   /* Figure out what we're shadowing.  */
2199   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
2200     decl = OVL_CURRENT (decl);
2201   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
2202
2203   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
2204      anything, let alone a template parameter.  */
2205   if (!olddecl)
2206     return;
2207
2208   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
2209      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
2210      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
2211      node.  */
2212   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
2213     return;
2214
2215   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
2216      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
2217      inline member templates.  */
2218   if (decl == olddecl 
2219       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
2220     return;
2221
2222   cp_error_at ("declaration of %q#D", decl);
2223   cp_error_at (" shadows template parm %q#D", olddecl);
2224 }
2225
2226 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
2227    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
2228
2229 static tree
2230 build_template_parm_index (int index, 
2231                            int level, 
2232                            int orig_level, 
2233                            tree decl, 
2234                            tree type)
2235 {
2236   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
2237   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
2238   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
2239   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
2240   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
2241   TREE_TYPE (t) = type;
2242   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
2243   TREE_INVARIANT (t) = TREE_INVARIANT (decl);
2244   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
2245
2246   return t;
2247 }
2248
2249 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
2250    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
2251    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
2252    new one is created.  */
2253
2254 static tree 
2255 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels)
2256 {
2257   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
2258       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
2259           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
2260     {
2261       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
2262       tree decl, t;
2263       
2264       decl = build_decl (TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
2265       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
2266       TREE_INVARIANT (decl) = TREE_INVARIANT (orig_decl);
2267       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
2268       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2269       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2270       
2271       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
2272                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
2273                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
2274                                      decl, type);
2275       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
2276
2277       /* Template template parameters need this.  */
2278       DECL_TEMPLATE_PARMS (decl)
2279         = DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index));
2280     }
2281
2282   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
2283 }
2284
2285 /* Process information from new template parameter NEXT and append it to the
2286    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
2287    IS_NON_TYPE is true.  */
2288
2289 tree
2290 process_template_parm (tree list, tree next, bool is_non_type)
2291 {
2292   tree parm;
2293   tree decl = 0;
2294   tree defval;
2295   int idx;
2296
2297   parm = next;
2298   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
2299   defval = TREE_PURPOSE (parm);
2300
2301   if (list)
2302     {
2303       tree p = TREE_VALUE (tree_last (list));
2304
2305       if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
2306         idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
2307       else
2308         idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
2309       ++idx;
2310     }
2311   else
2312     idx = 0;
2313
2314   if (is_non_type)
2315     {
2316       parm = TREE_VALUE (parm);
2317
2318       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2319
2320       /* [temp.param]
2321
2322          The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
2323          ignored when determining its type.  */
2324       TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
2325
2326       /* A template parameter is not modifiable.  */
2327       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
2328       TREE_INVARIANT (parm) = 1;
2329       TREE_READONLY (parm) = 1;
2330       if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
2331         TREE_TYPE (parm) = void_type_node;
2332       decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
2333       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
2334       TREE_INVARIANT (decl) = 1;
2335       TREE_READONLY (decl) = 1;
2336       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl) 
2337         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2338                                      processing_template_decl,
2339                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2340     }
2341   else
2342     {
2343       tree t;
2344       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
2345       
2346       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2347         {
2348           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
2349           /* This is for distinguishing between real templates and template 
2350              template parameters */
2351           TREE_TYPE (parm) = t;
2352           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
2353           decl = parm;
2354         }
2355       else
2356         {
2357           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
2358           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
2359           decl = build_decl (TYPE_DECL, parm, t);
2360         }
2361         
2362       TYPE_NAME (t) = decl;
2363       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
2364       parm = decl;
2365       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
2366         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl, 
2367                                      processing_template_decl,
2368                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2369     }
2370   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2371   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2372   pushdecl (decl);
2373   parm = build_tree_list (defval, parm);
2374   return chainon (list, parm);
2375 }
2376
2377 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
2378    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
2379    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
2380    as PARM_DECLs.  */
2381
2382 tree
2383 end_template_parm_list (tree parms)
2384 {
2385   int nparms;
2386   tree parm, next;
2387   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
2388
2389   current_template_parms
2390     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
2391                  saved_parmlist, current_template_parms);
2392
2393   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
2394     {
2395       next = TREE_CHAIN (parm);
2396       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
2397       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
2398     }
2399
2400   --processing_template_parmlist;
2401
2402   return saved_parmlist;
2403 }
2404
2405 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
2406
2407 void
2408 end_template_decl (void)
2409 {
2410   reset_specialization ();
2411
2412   if (! processing_template_decl)
2413     return;
2414
2415   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
2416   finish_scope ();
2417
2418   --processing_template_decl;
2419   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
2420 }
2421
2422 /* Given a template argument vector containing the template PARMS.
2423    The innermost PARMS are given first.  */
2424
2425 tree
2426 current_template_args (void)
2427 {
2428   tree header;
2429   tree args = NULL_TREE;
2430   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2431   int l = length;
2432
2433   /* If there is only one level of template parameters, we do not
2434      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
2435      TREE_VEC containing the arguments.  */
2436   if (length > 1)
2437     args = make_tree_vec (length);
2438
2439   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
2440     {
2441       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
2442       int i;
2443
2444       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
2445       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
2446         {
2447           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
2448
2449           /* T will be a list if we are called from within a
2450              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
2451              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
2452           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST) 
2453             {
2454               t = TREE_VALUE (t);
2455               
2456               if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL 
2457                   || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
2458                 t = TREE_TYPE (t);
2459               else
2460                 t = DECL_INITIAL (t);
2461               TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
2462             }
2463         }
2464
2465       if (length > 1)
2466         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
2467       else
2468         args = a;
2469     }
2470
2471   return args;
2472 }
2473
2474 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
2475    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
2476    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
2477
2478 static tree
2479 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
2480 {
2481   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
2482   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
2483   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
2484   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
2485   if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
2486     {
2487       DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl) = DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl);
2488       DECL_CONSTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2489       DECL_DESTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_DESTRUCTOR_P (decl);
2490       DECL_NONCONVERTING_P (tmpl) = DECL_NONCONVERTING_P (decl);
2491       DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (tmpl) = DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (decl);
2492       if (DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl))
2493         SET_OVERLOADED_OPERATOR_CODE (tmpl, 
2494                                       DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl));
2495     }
2496
2497   return tmpl;
2498 }
2499
2500 struct template_parm_data
2501 {
2502   /* The level of the template parameters we are currently
2503      processing.  */
2504   int level;
2505
2506   /* The index of the specialization argument we are currently
2507      processing.  */
2508   int current_arg;
2509
2510   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
2511      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
2512      of the arguments processed so far.  */
2513   int* parms;
2514
2515   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
2516      elements are nonzero if the argument makes use of template
2517      parameters of this level.  */
2518   int* arg_uses_template_parms;
2519 };
2520
2521 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
2522    parameter in a partial specialization is used in the explicit
2523    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
2524    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
2525    appropriately.  */
2526
2527 static int
2528 mark_template_parm (tree t, void* data)
2529 {
2530   int level;
2531   int idx;
2532   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
2533
2534   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2535     {
2536       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2537       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
2538     }
2539   else
2540     {
2541       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2542       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
2543     }
2544
2545   if (level == tpd->level)
2546     {
2547       tpd->parms[idx] = 1;
2548       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
2549     }
2550
2551   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
2552      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
2553   return 0;
2554 }
2555
2556 /* Process the partial specialization DECL.  */
2557
2558 static tree
2559 process_partial_specialization (tree decl)
2560 {
2561   tree type = TREE_TYPE (decl);
2562   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
2563   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
2564   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
2565   tree inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
2566   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
2567   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
2568   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2569   int  i;
2570   int did_error_intro = 0;
2571   struct template_parm_data tpd;
2572   struct template_parm_data tpd2;
2573
2574   /* We check that each of the template parameters given in the
2575      partial specialization is used in the argument list to the
2576      specialization.  For example:
2577
2578        template <class T> struct S;
2579        template <class T> struct S<T*>;
2580
2581      The second declaration is OK because `T*' uses the template
2582      parameter T, whereas
2583
2584        template <class T> struct S<int>;
2585
2586      is no good.  Even trickier is:
2587
2588        template <class T>
2589        struct S1
2590        {
2591           template <class U>
2592           struct S2;
2593           template <class U>
2594           struct S2<T>;
2595        };
2596
2597      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
2598      full-specialization.  Of course, 
2599
2600           template <class U>
2601           struct S2<T (*)(U)>;
2602
2603      or some such would have been OK.  */
2604   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2605   tpd.parms = alloca (sizeof (int) * ntparms);
2606   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
2607
2608   tpd.arg_uses_template_parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2609   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2610   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2611     {
2612       tpd.current_arg = i;
2613       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
2614                               &mark_template_parm,
2615                               &tpd,
2616                               NULL);
2617     }
2618   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2619     if (tpd.parms[i] == 0)
2620       {
2621         /* One of the template parms was not used in the
2622            specialization.  */
2623         if (!did_error_intro)
2624           {
2625             error ("template parameters not used in partial specialization:");
2626             did_error_intro = 1;
2627           }
2628
2629         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
2630       }
2631
2632   /* [temp.class.spec]
2633
2634      The argument list of the specialization shall not be identical to
2635      the implicit argument list of the primary template.  */
2636   if (comp_template_args 
2637       (inner_args, 
2638        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
2639                                                    (maintmpl)))))
2640     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
2641
2642   /* [temp.class.spec]
2643
2644      A partially specialized non-type argument expression shall not
2645      involve template parameters of the partial specialization except
2646      when the argument expression is a simple identifier.
2647
2648      The type of a template parameter corresponding to a specialized
2649      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
2650      specialization.  */
2651   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
2652   tpd2.parms = 0;
2653   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2654     {
2655       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
2656       if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
2657           !TYPE_P (arg)
2658           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
2659           /* This next line is the `argument expression is not just a
2660              simple identifier' condition and also the `specialized
2661              non-type argument' bit.  */
2662           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
2663         {
2664           if (tpd.arg_uses_template_parms[i])
2665             error ("template argument %qE involves template parameter(s)", arg);
2666           else 
2667             {
2668               /* Look at the corresponding template parameter,
2669                  marking which template parameters its type depends
2670                  upon.  */
2671               tree type = 
2672                 TREE_TYPE (TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, 
2673                                                      i)));
2674
2675               if (!tpd2.parms)
2676                 {
2677                   /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
2678                   tpd2.arg_uses_template_parms 
2679                     = alloca (sizeof (int) * nargs);
2680                   /* The number of parameters here is the number in the
2681                      main template, which, as checked in the assertion
2682                      above, is NARGS.  */
2683                   tpd2.parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2684                   tpd2.level = 
2685                     TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
2686                 }
2687
2688               /* Mark the template parameters.  But this time, we're
2689                  looking for the template parameters of the main
2690                  template, not in the specialization.  */
2691               tpd2.current_arg = i;
2692               tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
2693               memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2694               for_each_template_parm (type,
2695                                       &mark_template_parm,
2696                                       &tpd2,
2697                                       NULL);
2698                   
2699               if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
2700                 {
2701                   /* The type depended on some template parameters.
2702                      If they are fully specialized in the
2703                      specialization, that's OK.  */
2704                   int j;
2705                   for (j = 0; j < nargs; ++j)
2706                     if (tpd2.parms[j] != 0
2707                         && tpd.arg_uses_template_parms [j])
2708                       {
2709                         error ("type %qT of template argument %qE depends "
2710                                "on template parameter(s)", 
2711                                type,
2712                                arg);
2713                         break;
2714                       }
2715                 }
2716             }
2717         }
2718     }
2719
2720   if (retrieve_specialization (maintmpl, specargs, 
2721                                /*class_specializations_p=*/true))
2722     /* We've already got this specialization.  */
2723     return decl;
2724
2725   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
2726     = tree_cons (inner_args, inner_parms,
2727                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
2728   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
2729   return decl;
2730 }
2731
2732 /* Check that a template declaration's use of default arguments is not
2733    invalid.  Here, PARMS are the template parameters.  IS_PRIMARY is
2734    nonzero if DECL is the thing declared by a primary template.
2735    IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial specialization.  */
2736
2737 static void
2738 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, int is_partial)
2739 {
2740   const char *msg;
2741   int last_level_to_check;
2742   tree parm_level;
2743
2744   /* [temp.param] 
2745
2746      A default template-argument shall not be specified in a
2747      function template declaration or a function template definition, nor
2748      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
2749      class template.  */
2750
2751   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
2752     /* You can't have a function template declaration in a local
2753        scope, nor you can you define a member of a class template in a
2754        local scope.  */
2755     return;
2756
2757   if (current_class_type
2758       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
2759       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2760       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
2761          or a member function.  */
2762       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2763           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
2764           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
2765           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
2766           : false)
2767       /* And, if it was a member function, it really was defined in
2768          the scope of the class.  */
2769       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2770           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
2771     /* We already checked these parameters when the template was
2772        declared, so there's no need to do it again now.  This function
2773        was defined in class scope, but we're processing it's body now
2774        that the class is complete.  */
2775     return;
2776
2777   /* [temp.param]
2778          
2779      If a template-parameter has a default template-argument, all
2780      subsequent template-parameters shall have a default
2781      template-argument supplied.  */
2782   for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2783     {
2784       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2785       int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2786       int seen_def_arg_p = 0; 
2787       int i;
2788
2789       for (i = 0; i < ntparms; ++i) 
2790         {
2791           tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
2792           if (TREE_PURPOSE (parm))
2793             seen_def_arg_p = 1;
2794           else if (seen_def_arg_p)
2795             {
2796               error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
2797               /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
2798                  there should have been a default argument.  */
2799               TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
2800             }
2801         }
2802     }
2803
2804   if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL || is_partial || !is_primary)
2805     /* For an ordinary class template, default template arguments are
2806        allowed at the innermost level, e.g.:
2807          template <class T = int>
2808          struct S {};
2809        but, in a partial specialization, they're not allowed even
2810        there, as we have in [temp.class.spec]:
2811      
2812          The template parameter list of a specialization shall not
2813          contain default template argument values.  
2814
2815        So, for a partial specialization, or for a function template,
2816        we look at all of them.  */
2817     ;
2818   else
2819     /* But, for a primary class template that is not a partial
2820        specialization we look at all template parameters except the
2821        innermost ones.  */
2822     parms = TREE_CHAIN (parms);
2823
2824   /* Figure out what error message to issue.  */
2825   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2826     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
2827   else if (is_partial)
2828     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
2829   else
2830     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2831
2832   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
2833     /* If we're inside a class definition, there's no need to
2834        examine the parameters to the class itself.  On the one
2835        hand, they will be checked when the class is defined, and,
2836        on the other, default arguments are valid in things like:
2837          template <class T = double>
2838          struct S { template <class U> void f(U); };
2839        Here the default argument for `S' has no bearing on the
2840        declaration of `f'.  */
2841     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
2842   else
2843     /* Check everything.  */
2844     last_level_to_check = 0;
2845
2846   for (parm_level = parms; 
2847        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check; 
2848        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2849     {
2850       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2851       int i;
2852       int ntparms;
2853
2854       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2855       for (i = 0; i < ntparms; ++i) 
2856         if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
2857           {
2858             if (msg)
2859               {
2860                 error (msg, decl);
2861                 msg = 0;
2862               }
2863
2864             /* Clear out the default argument so that we are not
2865                confused later.  */
2866             TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
2867           }
2868
2869       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
2870          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
2871       if (msg)
2872         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD"; 
2873     }
2874 }
2875
2876 /* Worker for push_template_decl_real, called via
2877    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
2878    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
2879    parameter of that level, return nonzero.  */
2880
2881 static int
2882 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
2883 {
2884   int this_level = *(int *)data;
2885   int level;
2886
2887   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2888     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2889   else
2890     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2891   return level == this_level;
2892 }
2893
2894 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
2895    parameters given by current_template_args, or reuses a
2896    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
2897    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.  
2898
2899    If IS_FRIEND is nonzero, DECL is a friend declaration.  */
2900
2901 tree
2902 push_template_decl_real (tree decl, int is_friend)
2903 {
2904   tree tmpl;
2905   tree args;
2906   tree info;
2907   tree ctx;
2908   int primary;
2909   int is_partial;
2910   int new_template_p = 0;
2911   /* True if the template is a member template, in the sense of
2912      [temp.mem].  */
2913   bool member_template_p = false;
2914
2915   if (decl == error_mark_node)
2916     return decl;
2917
2918   /* See if this is a partial specialization.  */
2919   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2920                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
2921                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
2922
2923   is_friend |= (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl));
2924
2925   if (is_friend)
2926     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
2927        the type of which it is a friend.  */
2928     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
2929   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
2930            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
2931     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
2932        it is defined.  */
2933     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
2934   else
2935     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
2936        is assumed to be a member of the class.  */
2937     ctx = current_scope ();
2938
2939   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
2940     ctx = NULL_TREE;
2941
2942   if (!DECL_CONTEXT (decl))
2943     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
2944
2945   /* See if this is a primary template.  */
2946   primary = template_parm_scope_p ();
2947
2948   if (primary)
2949     {
2950       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
2951         member_template_p = true;
2952       if (current_lang_name == lang_name_c)
2953         error ("template with C linkage");
2954       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL 
2955                && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl))) 
2956         error ("template class without a name");
2957       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2958         {
2959           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2960             {
2961               /* [temp.mem]
2962                  
2963                  A destructor shall not be a member template.  */
2964               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
2965               return error_mark_node;
2966             }
2967           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
2968               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
2969                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
2970                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
2971                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
2972                       == void_list_node)))
2973             {
2974               /* [basic.stc.dynamic.allocation] 
2975
2976                  An allocation function can be a function
2977                  template. ... Template allocation functions shall
2978                  have two or more parameters.  */
2979               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
2980               return decl;
2981             }
2982         }
2983       else if ((DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2984                 && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
2985                || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL && ctx && CLASS_TYPE_P (ctx)))
2986         /* OK */;
2987       else
2988         {
2989           error ("template declaration of %q#D", decl);
2990           return error_mark_node;
2991         }
2992     }
2993
2994   /* Check to see that the rules regarding the use of default
2995      arguments are not being violated.  */
2996   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms, 
2997                            primary, is_partial);
2998
2999   if (is_partial)
3000     return process_partial_specialization (decl);
3001
3002   args = current_template_args ();
3003
3004   if (!ctx 
3005       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
3006       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
3007       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
3008     {
3009       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3010           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
3011           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
3012         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3013       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
3014          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
3015          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
3016       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl) 
3017                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3018                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3019         {
3020           /* Since a template declaration already existed for this
3021              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
3022              that the redeclaration is valid.  */
3023           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
3024                                     current_template_parms);
3025           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
3026              one we already had.  */
3027           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3028         }
3029       else
3030         {
3031           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3032                                       member_template_p);
3033           new_template_p = 1;
3034
3035           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3036               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
3037             {
3038               /* A specialization of a member template of a template
3039                  class.  */
3040               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
3041               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
3042               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
3043             }
3044         }
3045     }
3046   else
3047     {
3048       tree a, t, current, parms;
3049       int i;
3050
3051       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3052         {
3053           if ((IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)))
3054                || TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) == ENUMERAL_TYPE)
3055               && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3056               && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3057             tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3058           else
3059             {
3060               error ("%qD does not declare a template type", decl);
3061               return decl;
3062             }
3063         }
3064       else if (!DECL_LANG_SPECIFIC (decl) || !DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
3065         {
3066           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
3067           return decl;
3068         }
3069       else
3070         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3071       
3072       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
3073           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl) 
3074           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
3075           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
3076         {
3077           tree new_tmpl;
3078
3079           /* The declaration is a specialization of a member
3080              template, declared outside the class.  Therefore, the
3081              innermost template arguments will be NULL, so we
3082              replace them with the arguments determined by the
3083              earlier call to check_explicit_specialization.  */
3084           args = DECL_TI_ARGS (decl);
3085
3086           new_tmpl 
3087             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3088                                    member_template_p);
3089           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
3090           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3091           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
3092           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
3093           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl) 
3094             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3095
3096           register_specialization (new_tmpl, 
3097                                    most_general_template (tmpl), 
3098                                    args);
3099           return decl;
3100         }
3101
3102       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
3103
3104       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3105       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
3106       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
3107         {
3108           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
3109                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
3110         }
3111       else
3112         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
3113           {
3114             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
3115             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3116
3117             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
3118               {
3119                 if (current == decl)
3120                   error ("got %d template parameters for %q#D",
3121                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
3122                 else
3123                   error ("got %d template parameters for %q#T",
3124                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
3125                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
3126               }
3127
3128             /* Perhaps we should also check that the parms are used in the
3129                appropriate qualifying scopes in the declarator?  */
3130
3131             if (current == decl)
3132               current = ctx;
3133             else
3134               current = TYPE_CONTEXT (current);
3135           }
3136     }
3137
3138   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
3139   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3140
3141   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
3142      that we do not try to push a global template friend declared in a
3143      template class; such a thing may well depend on the template
3144      parameters of the class.  */
3145   if (new_template_p && !ctx 
3146       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
3147     {
3148       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl);
3149       if (tmpl == error_mark_node)
3150         return error_mark_node;
3151     }
3152
3153   if (primary)
3154     {
3155       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
3156       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
3157         {
3158           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
3159
3160           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
3161              depends on innermost template operands.  */
3162           
3163           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
3164                                          depth))
3165             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
3166         }
3167     }
3168
3169   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
3170      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
3171      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
3172      argument levels if necessary.  */
3173   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
3174     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
3175
3176   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3177
3178   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
3179     {
3180       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
3181       if ((!ctx || TREE_CODE (ctx) != FUNCTION_DECL)
3182           && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3183           /* Don't change the name if we've already set it up.  */
3184           && !IDENTIFIER_TEMPLATE (DECL_NAME (decl)))
3185         DECL_NAME (decl) = classtype_mangled_name (TREE_TYPE (decl));
3186     }
3187   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
3188     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
3189
3190   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
3191 }
3192
3193 tree
3194 push_template_decl (tree decl)
3195 {
3196   return push_template_decl_real (decl, 0);
3197 }
3198
3199 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
3200    template PARMS, e.g.:
3201
3202      template <class T> struct S;
3203      template <class T> struct S {};  */
3204
3205 void 
3206 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
3207 {
3208   tree tmpl;
3209   tree tmpl_parms;
3210   int i;
3211
3212   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
3213     {
3214       error ("%qT is not a template type", type);
3215       return;
3216     }
3217
3218   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
3219   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
3220     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
3221        about here; there are no new template parameters for the nested
3222        type.  */
3223     return;
3224
3225   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3226   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3227
3228   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
3229     {
3230       cp_error_at ("previous declaration %qD", tmpl);
3231       error ("used %d template parameter%s instead of %d",
3232                 TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms), 
3233                 TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms) == 1 ? "" : "s",
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           cp_error_at ("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 decl_constant_value, which
3314    can be used also in templates where initializers can maintain a
3315    syntactic rather than semantic form (even if they are non-dependent, for
3316    access-checking purposes).  */
3317
3318 tree
3319 fold_decl_constant_value (tree expr)
3320 {
3321   while (true)
3322     {
3323       tree const_expr = decl_constant_value (expr);
3324       /* In a template, the initializer for a VAR_DECL may not be
3325          marked as TREE_CONSTANT, in which case decl_constant_value
3326          will not return the initializer.  Handle that special case
3327          here.  */
3328       if (expr == const_expr
3329           && TREE_CODE (expr) == VAR_DECL
3330           && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (expr)
3331           && CP_TYPE_CONST_NON_VOLATILE_P (TREE_TYPE (expr))
3332           /* DECL_INITIAL can be NULL if we are processing a
3333              variable initialized to an expression involving itself.
3334              We know it is initialized to a constant -- but not what
3335              constant, yet.  */
3336           && DECL_INITIAL (expr))
3337         const_expr = DECL_INITIAL (expr);
3338       if (expr == const_expr)
3339         break;
3340       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
3341     }
3342
3343     return expr;
3344 }
3345
3346 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
3347    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
3348    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
3349    and check that the resulting function has external linkage.  */
3350
3351 static tree
3352 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
3353 {
3354   tree fns = expr;
3355   tree fn, fn_no_ptr;
3356
3357   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
3358   if (fn == error_mark_node)
3359     return error_mark_node;
3360
3361   fn_no_ptr = fn;
3362   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
3363     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
3364
3365   /* [temp.arg.nontype]/1
3366
3367      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3368      shall be one of:
3369      [...]
3370      -- the address of an object or function with external linkage.  */
3371   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
3372     {
3373       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3374              "because function %qD has not external linkage",
3375              expr, type, fn_no_ptr);
3376       return NULL_TREE;
3377     }
3378
3379   return fn;
3380 }
3381
3382 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
3383    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
3384    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
3385    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
3386    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
3387    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
3388    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
3389    must be non-dependent.
3390
3391    The conversion follows the special rules described in
3392    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
3393    conversion.
3394
3395    This function is called twice for each template argument (see
3396    lookup_template_class for a more accurate description of this
3397    problem). This means that we need to handle expressions which
3398    are not valid in a C++ source, but can be created from the
3399    first call (for instance, casts to perform conversions). These
3400    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
3401
3402 static tree
3403 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
3404 {
3405   tree expr_type;
3406
3407   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
3408      This special-case is not needed for correctness (we would easily
3409      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
3410      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
3411      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
3412   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
3413     {
3414       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3415              "because string literals can never be used in this context",
3416              expr, type);
3417       return NULL_TREE;
3418     }
3419
3420   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
3421      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
3422      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
3423      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
3424      so that access checking can be performed when the template is
3425      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
3426      convert the argument.  */
3427   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
3428   expr_type = TREE_TYPE (expr);
3429
3430   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
3431      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
3432      which is the tree that we built on the first call (see
3433      below when coercing to reference to object or to reference to
3434      function). We just strip everything and get to the arg.
3435      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
3436      for examples.  */
3437   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
3438     {
3439       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
3440         {
3441           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
3442              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
3443              could actually change the type to something more cv-qualified,
3444              and this is not folded by convert_from_reference.  */
3445           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3446           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
3447           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
3448           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
3449           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
3450                       (TREE_TYPE (expr_type),
3451                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
3452
3453           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
3454           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3455         }
3456
3457       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
3458          parameter is a pointer to object, through decay and
3459          qualification conversion. Let's strip everything.  */
3460       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3461         {
3462           STRIP_NOPS (expr);
3463           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
3464           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
3465           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
3466              an array. Otherwise, it is part of the original argument
3467              in the source code.  */
3468           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
3469             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3470           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3471         }
3472     }
3473
3474   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
3475
3476      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
3477      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
3478      (_conv.integral_) are applied.  */
3479   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3480     {
3481       if (!INTEGRAL_TYPE_P (expr_type))
3482         return error_mark_node;
3483
3484       expr = fold_decl_constant_value (expr);
3485       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
3486          do not fold into integer constants.  */
3487       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
3488         {
3489           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3490                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
3491           return NULL_TREE;
3492         }
3493
3494       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
3495          because we already know that the expression is of integral
3496          type.  */
3497       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
3498       if (expr == error_mark_node)
3499         return error_mark_node;
3500
3501       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
3502       expr = fold (expr);
3503     }
3504   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
3505
3506      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
3507      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
3508      conversion (_conv.array_) are applied.  */
3509   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3510     {
3511       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
3512
3513          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3514          shall be one of: [...]
3515
3516          -- the name of a non-type template-parameter;
3517          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
3518             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
3519             refers to a function or array, or if the corresponding
3520             template-parameter is a reference.
3521             
3522         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
3523         for a parameter of type pointer-to-object.  */
3524       bool constant_address_p =
3525         (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR
3526          || TREE_CODE (expr_type) == ARRAY_TYPE
3527          || (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr)));
3528
3529       expr = decay_conversion (expr);
3530       if (expr == error_mark_node)
3531         return error_mark_node;
3532
3533       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3534       if (expr == error_mark_node)
3535         return error_mark_node;
3536
3537       if (!constant_address_p)
3538         {
3539             error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3540                   "because it is not a constant pointer", expr, type);
3541             return NULL_TREE;
3542         }
3543     }
3544   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
3545
3546      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
3547      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
3548      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
3549      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
3550      template-argument, which must be an lvalue.  */
3551   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
3552     {
3553       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
3554                                                       expr_type))
3555         return error_mark_node;
3556
3557       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
3558         {
3559           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3560                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
3561           return NULL_TREE;
3562         }
3563         
3564       if (!real_lvalue_p (expr))
3565         {
3566           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3567                  "because it is not a lvalue", expr, type);
3568           return NULL_TREE;
3569         }
3570
3571       /* [temp.arg.nontype]/1
3572
3573          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3574          shall be one of: [...]
3575
3576          -- the address of an object or function with external linkage.  */
3577       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
3578         {
3579           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3580                  "because object %qD has not external linkage",
3581                  expr, type, expr);
3582           return NULL_TREE;
3583         }
3584
3585       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3586     }
3587   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
3588
3589      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
3590      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
3591      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
3592      pointer to such), the matching function is selected from the set
3593      (_over.over_).  */
3594   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
3595     {
3596       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
3597          context information to decay the pointer.
3598          ??? Why static5.C requires decay and subst1.C works fine
3599          even without it?  */
3600       if (!type_unknown_p (expr_type))
3601         {
3602           expr = decay_conversion (expr);
3603           if (expr == error_mark_node)
3604             return error_mark_node;
3605         }
3606
3607       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
3608       if (!expr || expr == error_mark_node)
3609         return expr;
3610     }
3611   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
3612
3613      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
3614      conversions apply. If the template-argument represents a set of
3615      overloaded functions, the matching function is selected from the set
3616      (_over.over_).  */
3617   else if (TYPE_REFFN_P (type))
3618     {
3619       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3620         {
3621           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3622                  "because it is a pointer", expr, type);
3623           inform ("try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
3624           return NULL_TREE;
3625         }
3626
3627       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
3628       if (!expr || expr == error_mark_node)
3629         return expr;
3630
3631       expr = build_nop(type, build_address (expr));
3632     }
3633   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
3634
3635      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
3636      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
3637      overloaded member functions, the matching member function is selected
3638      from the set (_over.over_).  */
3639   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
3640     {
3641       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
3642       if (expr == error_mark_node)
3643         return error_mark_node;
3644
3645       /* There is no way to disable standard conversions in
3646          resolve_address_of_overloaded_function (called by
3647          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
3648          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
3649          to reject this conversion here.
3650
3651          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
3652          it would still be better to reject them here so that we can
3653          provide a superior diagnostic.  */
3654       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
3655         {
3656           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
3657           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
3658           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3659                  "because it is of type %qT", expr, type,
3660                  TREE_TYPE (expr));
3661           inform ("standard conversions are not allowed in this context");
3662           return NULL_TREE;
3663         }
3664     }
3665   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
3666
3667      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
3668      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
3669   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
3670     {
3671       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3672       if (expr == error_mark_node)
3673         return expr;
3674     }
3675   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
3676   else
3677     gcc_unreachable ();
3678
3679   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
3680      right type?  */
3681   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
3682   return expr;
3683 }
3684
3685
3686 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for 
3687    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are 
3688    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL 
3689    or PARM_DECL.
3690    
3691    ARG_PARMS may contain more parameters than PARM_PARMS.  If this is 
3692    the case, then extra parameters must have default arguments.
3693
3694    Consider the example:
3695      template <class T, class Allocator = allocator> class vector;
3696      template<template <class U> class TT> class C;
3697
3698    C<vector> is a valid instantiation.  PARM_PARMS for the above code 
3699    contains a TYPE_DECL (for U),  ARG_PARMS contains two TYPE_DECLs (for 
3700    T and Allocator) and OUTER_ARGS contains the argument that is used to 
3701    substitute the TT parameter.  */
3702
3703 static int
3704 coerce_template_template_parms (tree parm_parms, 
3705                                 tree arg_parms, 
3706                                 tsubst_flags_t complain, 
3707                                 tree in_decl,
3708                                 tree outer_args)
3709 {
3710   int nparms, nargs, i;
3711   tree parm, arg;
3712
3713   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
3714   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
3715
3716   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
3717   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
3718
3719   /* The rule here is opposite of coerce_template_parms.  */
3720   if (nargs < nparms
3721       || (nargs > nparms
3722           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, nparms)) == NULL_TREE))
3723     return 0;
3724
3725   for (i = 0; i < nparms; ++i)
3726     {
3727       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
3728       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
3729
3730       if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
3731           || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
3732         return 0;
3733
3734       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
3735         return 0;
3736
3737       switch (TREE_CODE (parm))
3738         {
3739         case TYPE_DECL:
3740           break;
3741
3742         case TEMPLATE_DECL:
3743           /* We encounter instantiations of templates like
3744                template <template <template <class> class> class TT>
3745                class C;  */
3746           {
3747             tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3748             tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3749
3750             if (!coerce_template_template_parms
3751                 (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
3752               return 0;
3753           }
3754           break;
3755
3756         case PARM_DECL:
3757           /* The tsubst call is used to handle cases such as
3758
3759                template <int> class C {};
3760                template <class T, template <T> class TT> class D {};
3761                D<int, C> d;
3762
3763              i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
3764           if (!dependent_type_p (TREE_TYPE (arg))
3765               && !same_type_p
3766                     (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
3767                              TREE_TYPE (arg)))
3768             return 0;
3769           break;
3770           
3771         default:
3772           gcc_unreachable ();
3773         }
3774     }
3775   return 1;
3776 }
3777
3778 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
3779    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
3780    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
3781    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
3782    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
3783    the full set of template arguments deduced so far.  */
3784
3785 static tree
3786 convert_template_argument (tree parm, 
3787                            tree arg, 
3788                            tree args, 
3789                            tsubst_flags_t complain, 
3790                            int i, 
3791                            tree in_decl)
3792 {
3793   tree val;
3794   tree inner_args;
3795   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
3796   
3797   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3798
3799   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST 
3800       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
3801     {  
3802       /* The template argument was the name of some
3803          member function.  That's usually
3804          invalid, but static members are OK.  In any
3805          case, grab the underlying fields/functions
3806          and issue an error later if required.  */
3807       arg = TREE_VALUE (arg);
3808       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
3809     }
3810
3811   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
3812   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
3813                    || requires_tmpl_type);
3814
3815   is_tmpl_type = ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
3816                    && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
3817                   || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3818                   || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
3819   
3820   if (is_tmpl_type
3821       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3822           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
3823     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
3824
3825   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
3826
3827   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
3828       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
3829     {
3830       pedwarn ("to refer to a type member of a template parameter, "
3831                "use %<typename %E%>", arg);
3832       
3833       arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
3834                                 TREE_OPERAND (arg, 1),
3835                                 typename_type,
3836                                 complain & tf_error);
3837       is_type = 1;
3838     }
3839   if (is_type != requires_type)
3840     {
3841       if (in_decl)
3842         {
3843           if (complain & tf_error)
3844             {
3845               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3846                      "parameter list for %qD",
3847                      i + 1, in_decl);
3848               if (is_type)
3849                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
3850                        TREE_TYPE (parm),
3851                        (is_tmpl_type ? DECL_NAME (arg) : arg));
3852               else if (requires_tmpl_type)
3853                 error ("  expected a class template, got %qE", arg);
3854               else
3855                 error ("  expected a type, got %qE", arg);
3856             }
3857         }
3858       return error_mark_node;
3859     }
3860   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
3861     {
3862       if (in_decl && (complain & tf_error))
3863         {
3864           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3865                  "parameter list for %qD",
3866                  i + 1, in_decl);
3867           if (is_tmpl_type)
3868             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
3869           else
3870             error ("  expected a class template, got %qT", arg);
3871         }
3872       return error_mark_node;
3873     }
3874       
3875   if (is_type)
3876     {
3877       if (requires_tmpl_type)
3878         {
3879           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
3880             /* The number of argument required is not known yet.
3881                Just accept it for now.  */
3882             val = TREE_TYPE (arg);
3883           else
3884             {
3885               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3886               tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3887
3888               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
3889                                                   complain, in_decl,
3890                                                   inner_args))
3891                 {
3892                   val = arg;
3893                   
3894                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over 
3895                      TEMPLATE_DECL.  */
3896                   if (val != error_mark_node 
3897                       && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
3898                     val = TREE_TYPE (val);
3899                 }
3900               else
3901                 {
3902                   if (in_decl && (complain & tf_error))
3903                     {
3904                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
3905                              "template parameter list for %qD",
3906                              i + 1, in_decl);
3907                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
3908                              parm, arg);
3909                     }
3910                   
3911                   val = error_mark_node;
3912                 }
3913             }
3914         }
3915       else
3916         val = arg;
3917     }
3918   else
3919     {
3920       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
3921
3922       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
3923         return error_mark_node;
3924       
3925       if (!uses_template_parms (arg) && !uses_template_parms (t))
3926         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
3927            will report errors, which we don't want when complain
3928            is zero.  More importantly, digest_init will try too
3929            hard to convert things: for example, `0' should not be
3930            converted to pointer type at this point according to
3931            the standard.  Accepting this is not merely an
3932            extension, since deciding whether or not these
3933            conversions can occur is part of determining which
3934            function template to call, or whether a given explicit
3935            argument specification is valid.  */
3936         val = convert_nontype_argument (t, arg);
3937       else
3938         val = arg;
3939
3940       if (val == NULL_TREE)
3941         val = error_mark_node;
3942       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
3943         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  arg, t);
3944     }
3945
3946   return val;
3947 }
3948
3949 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
3950    return a vector containing the innermost resulting template
3951    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
3952    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
3953
3954    If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is nonzero, all arguments must be
3955    provided in ARGLIST, or else trailing parameters must have default
3956    values.  If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is zero, we will attempt argument
3957    deduction for any unspecified trailing arguments.  */
3958    
3959 static tree
3960 coerce_template_parms (tree parms, 
3961                        tree args, 
3962                        tree in_decl,
3963                        tsubst_flags_t complain,
3964                        int require_all_arguments)
3965 {
3966   int nparms, nargs, i, lost = 0;
3967   tree inner_args;
3968   tree new_args;
3969   tree new_inner_args;
3970
3971   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3972   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
3973   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
3974
3975   if (nargs > nparms
3976       || (nargs < nparms
3977           && require_all_arguments
3978           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs)) == NULL_TREE))
3979     {
3980       if (complain & tf_error) 
3981         {
3982           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
3983                  nargs, nparms);
3984           
3985           if (in_decl)
3986             cp_error_at ("provided for %qD", in_decl);
3987         }
3988
3989       return error_mark_node;
3990     }
3991
3992   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
3993   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
3994   for (i = 0; i < nparms; i++)
3995     {
3996       tree arg;
3997       tree parm;
3998
3999       /* Get the Ith template parameter.  */
4000       parm = TREE_VEC_ELT (parms, i);
4001
4002       /* Calculate the Ith argument.  */
4003       if (i < nargs)
4004         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
4005       else if (require_all_arguments)
4006         /* There must be a default arg in this case.  */
4007         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
4008                                    complain, in_decl);
4009       else
4010         break;
4011       
4012       gcc_assert (arg);
4013       if (arg == error_mark_node)
4014         {
4015           if (complain & tf_error)
4016             error ("template argument %d is invalid", i + 1);
4017         }
4018       else 
4019         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm), 
4020                                          arg, new_args, complain, i,
4021                                          in_decl); 
4022       
4023       if (arg == error_mark_node)
4024         lost++;
4025       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = arg;
4026     }
4027
4028   if (lost)
4029     return error_mark_node;
4030
4031   return new_inner_args;
4032 }
4033
4034 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
4035
4036 static int
4037 template_args_equal (tree ot, tree nt)
4038 {
4039   if (nt == ot)
4040     return 1;
4041
4042   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
4043     /* For member templates */
4044     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
4045   else if (TYPE_P (nt))
4046     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
4047   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
4048     return 0;
4049   else
4050     return cp_tree_equal (ot, nt);
4051 }
4052
4053 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
4054    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
4055
4056 int
4057 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
4058 {
4059   int i;
4060
4061   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
4062     return 0;
4063
4064   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
4065     {
4066       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
4067       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
4068
4069       if (! template_args_equal (ot, nt))
4070         return 0;
4071     }
4072   return 1;
4073 }
4074
4075 /* Given class template name and parameter list, produce a user-friendly name
4076    for the instantiation.  */
4077
4078 static char *
4079 mangle_class_name_for_template (const char* name, tree parms, tree arglist)
4080 {
4081   static struct obstack scratch_obstack;
4082   static char *scratch_firstobj;
4083   int i, nparms;
4084
4085   if (!scratch_firstobj)
4086     gcc_obstack_init (&scratch_obstack);
4087   else
4088     obstack_free (&scratch_obstack, scratch_firstobj);
4089   scratch_firstobj = obstack_alloc (&scratch_obstack, 1);
4090
4091 #define ccat(C) obstack_1grow (&scratch_obstack, (C));
4092 #define cat(S)  obstack_grow (&scratch_obstack, (S), strlen (S))
4093
4094   cat (name);
4095   ccat ('<');
4096   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4097   arglist = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
4098   gcc_assert (nparms == TREE_VEC_LENGTH (arglist));
4099   for (i = 0; i < nparms; i++)
4100     {
4101       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4102       tree arg = TREE_VEC_ELT (arglist, i);
4103
4104       if (i)
4105         ccat (',');
4106
4107       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
4108         {
4109           cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4110           continue;
4111         }
4112       else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4113         {
4114           if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
4115             {
4116               /* Already substituted with real template.  Just output 
4117                  the template name here */
4118               tree context = DECL_CONTEXT (arg);
4119               if (context)
4120                 {
4121                   /* The template may be defined in a namespace, or
4122                      may be a member template.  */
4123                   gcc_assert (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL
4124                               || CLASS_TYPE_P (context));
4125                   cat (decl_as_string (DECL_CONTEXT (arg),
4126                                       TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4127                   cat ("::");
4128                 }
4129               cat (IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (arg)));
4130             }
4131           else
4132             /* Output the parameter declaration.  */
4133             cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4134           continue;
4135         }
4136       else
4137         gcc_assert (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL);
4138
4139       /* No need to check arglist against parmlist here; we did that
4140          in coerce_template_parms, called from lookup_template_class.  */
4141       cat (expr_as_string (arg, TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4142     }
4143   {
4144     char *bufp = obstack_next_free (&scratch_obstack);
4145     int offset = 0;
4146     while (bufp[offset - 1] == ' ')
4147       offset--;
4148     obstack_blank_fast (&scratch_obstack, offset);
4149
4150     /* B<C<char> >, not B<C<char>> */
4151     if (bufp[offset - 1] == '>')
4152       ccat (' ');
4153   }
4154   ccat ('>');
4155   ccat ('\0');
4156   return (char *) obstack_base (&scratch_obstack);
4157 }
4158
4159 static tree
4160 classtype_mangled_name (tree t)
4161 {
4162   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t)
4163       /* Specializations have already had their names set up in
4164          lookup_template_class.  */
4165       && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
4166     {
4167       tree tmpl = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
4168
4169       /* For non-primary templates, the template parameters are
4170          implicit from their surrounding context.  */
4171       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4172         {
4173           tree name = DECL_NAME (tmpl);
4174           char *mangled_name = mangle_class_name_for_template
4175             (IDENTIFIER_POINTER (name), 
4176              DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
4177              CLASSTYPE_TI_ARGS (t));
4178           tree id = get_identifier (mangled_name);
4179           IDENTIFIER_TEMPLATE (id) = name;
4180           return id;
4181         }
4182     }
4183
4184   return TYPE_IDENTIFIER (t);
4185 }
4186
4187 static void
4188 add_pending_template (tree d)
4189 {
4190   tree ti = (TYPE_P (d)
4191              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
4192              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
4193   tree pt;
4194   int level;
4195
4196   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
4197     return;
4198
4199   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
4200      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
4201      Compensate.  */
4202   level = !(current_tinst_level && TINST_DECL (current_tinst_level) == d);
4203
4204   if (level)
4205     push_tinst_level (d);
4206
4207   pt = tree_cons (current_tinst_level, d, NULL_TREE);
4208   if (last_pending_template)
4209     TREE_CHAIN (last_pending_template) = pt;
4210   else
4211     pending_templates = pt;
4212
4213   last_pending_template = pt;
4214
4215   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
4216
4217   if (level)
4218     pop_tinst_level ();
4219 }
4220
4221
4222 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
4223    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
4224    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
4225
4226 tree
4227 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
4228 {
4229   tree type;
4230
4231   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
4232     return error_mark_node;
4233
4234   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
4235   if (fns == NULL_TREE 
4236       || TREE_CODE (fns) == FUNCTION_DECL)
4237     {
4238       error ("non-template used as template");
4239       return error_mark_node;
4240     }
4241
4242   gcc_assert (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_DECL
4243               || TREE_CODE (fns) == OVERLOAD
4244               || BASELINK_P (fns)
4245               || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE);
4246
4247   if (BASELINK_P (fns))
4248     {
4249       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
4250                                          unknown_type_node,
4251                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
4252                                          arglist);
4253       return fns;
4254     }
4255
4256   type = TREE_TYPE (fns);
4257   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
4258     type = unknown_type_node;
4259   
4260   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
4261 }
4262
4263 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
4264    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
4265    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
4266    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
4267    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
4268    DECL is returned.  */
4269
4270 tree
4271 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
4272 {
4273   return (decl != NULL_TREE
4274           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL 
4275           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
4276           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4277           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))) 
4278     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
4279 }
4280
4281 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
4282    parameters, find the desired type.
4283
4284    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
4285
4286    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
4287    instantiate.  
4288
4289    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
4290    the class we are looking up.
4291    
4292    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
4293
4294    If the template class is really a local class in a template
4295    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
4296    being instantiated.  
4297
4298    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
4299    template-id: the first time from the parser, while creating the
4300    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
4301    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
4302    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
4303    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
4304
4305 tree
4306 lookup_template_class (tree d1, 
4307                        tree arglist, 
4308                        tree in_decl, 
4309                        tree context, 
4310                        int entering_scope, 
4311                        tsubst_flags_t complain)
4312 {
4313   tree template = NULL_TREE, parmlist;
4314   tree t;
4315   
4316   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
4317   
4318   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
4319     {
4320       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
4321       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
4322         template = value;
4323       else
4324         {
4325           if (context)
4326             push_decl_namespace (context);
4327           template = lookup_name (d1, /*prefer_type=*/0);
4328           template = maybe_get_template_decl_from_type_decl (template);
4329           if (context)
4330             pop_decl_namespace ();
4331         }
4332       if (template)
4333         context = DECL_CONTEXT (template);
4334     }
4335   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && IS_AGGR_TYPE (TREE_TYPE (d1)))
4336     {
4337       tree type = TREE_TYPE (d1);
4338
4339       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
4340          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
4341       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
4342         type = TREE_TYPE (type);
4343         
4344       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4345         {
4346           template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4347           d1 = DECL_NAME (template);
4348         }
4349     }
4350   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE 
4351            || (TYPE_P (d1) && IS_AGGR_TYPE (d1)))
4352     {
4353       template = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
4354       d1 = DECL_NAME (template);
4355     }
4356   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
4357            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
4358     {
4359       template = d1;
4360       d1 = DECL_NAME (template);
4361       context = DECL_CONTEXT (template);
4362     }
4363
4364   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
4365   if (! template)
4366     {
4367       if (complain & tf_error)
4368         error ("%qT is not a template", d1);
4369       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4370     }
4371
4372   if (TREE_CODE (template) != TEMPLATE_DECL
4373          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
4374             the user.  */
4375       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (template)
4376           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)))
4377     {
4378       if (complain & tf_error)
4379         {
4380           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
4381           if (in_decl)
4382             cp_error_at ("for template declaration %qD", in_decl);
4383         }
4384       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4385     }
4386
4387   complain &= ~tf_user;
4388   
4389   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (template))
4390     {
4391       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
4392          template arguments */
4393
4394       tree parm;
4395       tree arglist2;
4396
4397       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (template);
4398
4399       /* Consider an example where a template template parameter declared as
4400
4401            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
4402
4403          The template parameter level of T and U are one level larger than 
4404          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an 
4405          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
4406          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
4407          available when not appearing as default template argument, can be
4408          obtained from `current_template_args ()'.
4409
4410          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
4411          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
4412          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
4413          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
4414
4415       if (current_template_parms)
4416         arglist = add_to_template_args (current_template_args (), arglist);
4417
4418       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, template,
4419                                         complain, /*require_all_args=*/1);
4420       if (arglist2 == error_mark_node
4421           || (!uses_template_parms (arglist2)
4422               && check_instantiated_args (template, arglist2, complain)))
4423         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4424
4425       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (template), arglist2);
4426       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
4427     }
4428   else 
4429     {
4430       tree template_type = TREE_TYPE (template);
4431       tree gen_tmpl;
4432       tree type_decl;
4433       tree found = NULL_TREE;
4434       int arg_depth;
4435       int parm_depth;
4436       int is_partial_instantiation;
4437
4438       gen_tmpl = most_general_template (template);
4439       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
4440       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
4441       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4442
4443       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
4444         {
4445           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
4446              For example, given:
4447
4448                template <class T> struct S1 {
4449                  template <class U> struct S2 {};
4450                  template <class U> struct S2<U*> {};
4451                 };
4452              
4453              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
4454              TEMPLATE will be `template <class T> template
4455              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
4456              arguments.  */
4457           arglist 
4458             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (template)),
4459                                            arglist);
4460           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4461         }
4462
4463       /* Now we should have enough arguments.  */
4464       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
4465       
4466       /* From here on, we're only interested in the most general
4467          template.  */
4468       template = gen_tmpl;
4469
4470       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
4471          actually tsubst'd into the definition to create the
4472          instantiation.  */
4473       if (parm_depth > 1)
4474         {
4475           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
4476           int i;
4477           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4478
4479           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
4480           
4481           for (i = saved_depth,
4482                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (template); 
4483                i > 0 && t != NULL_TREE;
4484                --i, t = TREE_CHAIN (t))
4485             {
4486               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
4487                                               arglist, template,
4488                                               complain, /*require_all_args=*/1);
4489
4490               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
4491               if (a == error_mark_node)
4492                 {
4493                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4494                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4495                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4496                 }
4497               
4498               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
4499
4500               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
4501                  that coerce_template_parms will see only the arguments
4502                  corresponding to the template parameters it is
4503                  examining.  */
4504               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4505             }
4506
4507           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4508           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4509
4510           arglist = bound_args;
4511         }
4512       else
4513         arglist
4514           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
4515                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4516                                    template,
4517                                    complain, /*require_all_args=*/1);
4518
4519       if (arglist == error_mark_node)
4520         /* We were unable to bind the arguments.  */
4521         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4522
4523       /* In the scope of a template class, explicit references to the
4524          template class refer to the type of the template, not any
4525          instantiation of it.  For example, in:
4526          
4527            template <class T> class C { void f(C<T>); }
4528
4529          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
4530          class, however, such a reference is an instantiation.  */
4531       if (comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
4532                               arglist))
4533         {
4534           found = template_type;
4535           
4536           if (!entering_scope && PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4537             {
4538               tree ctx;
4539               
4540               for (ctx = current_class_type; 
4541                    ctx && TREE_CODE (ctx) != NAMESPACE_DECL;
4542                    ctx = (TYPE_P (ctx)
4543                           ? TYPE_CONTEXT (ctx)
4544                           : DECL_CONTEXT (ctx)))
4545                 if (TYPE_P (ctx) && same_type_p (ctx, template_type))
4546                   goto found_ctx;
4547               
4548               /* We're not in the scope of the class, so the
4549                  TEMPLATE_TYPE is not the type we want after all.  */
4550               found = NULL_TREE;
4551             found_ctx:;
4552             }
4553         }
4554       if (found)
4555         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4556
4557       /* If we already have this specialization, return it.  */
4558       found = retrieve_specialization (template, arglist,
4559                                        /*class_specializations_p=*/false);
4560       if (found)
4561         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4562
4563       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
4564          arguments still involve template parameters.  Note that we set
4565          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
4566          well.  */
4567       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
4568
4569       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
4570          failed.  */
4571       if (!is_partial_instantiation
4572           && check_instantiated_args (template,
4573                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4574                                       complain))
4575         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4576         
4577       if (!is_partial_instantiation 
4578           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)
4579           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (template)) == NAMESPACE_DECL)
4580         {
4581           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (template),
4582                                       DECL_NAME (template),
4583                                       /*tag_scope=*/ts_global);
4584           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4585         }
4586       
4587       context = tsubst (DECL_CONTEXT (template), arglist,
4588                         complain, in_decl);
4589       if (!context)
4590         context = global_namespace;
4591
4592       /* Create the type.  */
4593       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
4594         {
4595           if (!is_partial_instantiation)
4596             {
4597               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
4598               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type));
4599             }
4600           else
4601             /* We don't want to call start_enum for this type, since
4602                the values for the enumeration constants may involve
4603                template parameters.  And, no one should be interested
4604                in the enumeration constants for such a type.  */
4605             t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
4606         }
4607       else
4608         {
4609           t = make_aggr_type (TREE_CODE (template_type));
4610           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t) 
4611             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
4612           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
4613           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
4614
4615           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
4616           if (context == current_function_decl)
4617             pushtag (DECL_NAME (template), t, 0);
4618         }
4619
4620       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
4621          will already be set up.  */
4622       if (!TYPE_NAME (t))
4623         {
4624           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
4625           
4626           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (template), t);
4627           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
4628           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
4629           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl) 
4630             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4631         }
4632       else
4633         type_decl = TYPE_NAME (t);
4634
4635       TREE_PRIVATE (type_decl)
4636         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4637       TREE_PROTECTED (type_decl)
4638         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4639
4640       /* Set up the template information.  We have to figure out which
4641          template is the immediate parent if this is a full
4642          instantiation.  */
4643       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
4644           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4645         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
4646         found = template;
4647       else
4648         {
4649           /* This is a full instantiation of a member template.  Look
4650              for a partial instantiation of which this is an instance.  */
4651
4652           for (found = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template);
4653                found; found = TREE_CHAIN (found))
4654             {
4655               int success;
4656               tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (found));
4657
4658               /* We only want partial instantiations, here, not
4659                  specializations or full instantiations.  */
4660               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_VALUE (found))
4661                   || !uses_template_parms (TREE_VALUE (found)))
4662                 continue;
4663
4664               /* Temporarily reduce by one the number of levels in the
4665                  ARGLIST and in FOUND so as to avoid comparing the
4666                  last set of arguments.  */
4667               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4668               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found)) --;
4669
4670               /* See if the arguments match.  If they do, then TMPL is
4671                  the partial instantiation we want.  */
4672               success = comp_template_args (TREE_PURPOSE (found), arglist);
4673
4674               /* Restore the argument vectors to their full size.  */
4675               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4676               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found))++;
4677
4678               if (success)
4679                 {
4680                   found = tmpl;
4681                   break;
4682                 }
4683             }
4684
4685           if (!found)
4686             {
4687               /* There was no partial instantiation. This happens
4688                  where C<T> is a member template of A<T> and it's used
4689                  in something like
4690                 
4691                   template <typename T> struct B { A<T>::C<int> m; };
4692                   B<float>;
4693                 
4694                  Create the partial instantiation.
4695                */
4696               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4697               found = tsubst (template, arglist, complain, NULL_TREE);
4698               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4699             }
4700         }
4701
4702       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));  
4703       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template) 
4704         = tree_cons (arglist, t, 
4705                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template));
4706
4707       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE 
4708           && !is_partial_instantiation)
4709         /* Now that the type has been registered on the instantiations
4710            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
4711            constants may involve the enumeration type itself, we make
4712            sure to register the type first, and then create the
4713            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
4714            constants won't result in recursive calls here; we'll find
4715            the instantiation and exit above.  */
4716         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
4717
4718       /* Reset the name of the type, now that CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO
4719          is set up.  */
4720       if (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE)
4721         DECL_NAME (type_decl) = classtype_mangled_name (t);
4722       if (is_partial_instantiation)
4723         /* If the type makes use of template parameters, the
4724            code that generates debugging information will crash.  */
4725         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
4726
4727       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
4728     }
4729   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
4730 }
4731 \f
4732 struct pair_fn_data 
4733 {
4734   tree_fn_t fn;
4735   void *data;
4736   struct pointer_set_t *visited;
4737 };
4738
4739 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
4740
4741 static tree
4742 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
4743 {
4744   tree t = *tp;
4745   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
4746   tree_fn_t fn = pfd->fn;
4747   void *data = pfd->data;
4748
4749   if (TYPE_P (t)
4750       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited))
4751     return error_mark_node;
4752
4753   switch (TREE_CODE (t))
4754     {
4755     case RECORD_TYPE:
4756       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
4757         break;
4758       /* Fall through.  */
4759
4760     case UNION_TYPE:
4761     case ENUMERAL_TYPE:
4762       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
4763         *walk_subtrees = 0;
4764       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
4765                                        fn, data, pfd->visited))
4766         return error_mark_node;
4767       break;
4768
4769     case METHOD_TYPE:
4770       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
4771          explicitly here.  */
4772       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
4773                                   pfd->visited))
4774         return error_mark_node;
4775       /* Fall through.  */
4776
4777     case FUNCTION_TYPE:
4778       /* Check the return type.  */
4779       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4780         return error_mark_node;
4781
4782       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
4783          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
4784          contain expressions that involve template parameters.  But,
4785          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
4786          instantiated, they don't contain template parameters, so
4787          there's no point in looking at them then, either.  */
4788       {
4789         tree parm;
4790
4791         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
4792           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
4793                                       pfd->visited))
4794             return error_mark_node;
4795
4796         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
4797            want walk_tree walking into them itself.  */
4798         *walk_subtrees = 0;
4799       }
4800       break;
4801
4802     case TYPEOF_TYPE:
4803       if (for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data, 
4804                                   pfd->visited))
4805         return error_mark_node;
4806       break;
4807
4808     case FUNCTION_DECL:
4809     case VAR_DECL:
4810       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
4811           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
4812                                      pfd->visited))
4813         return error_mark_node;
4814       /* Fall through.  */
4815
4816     case PARM_DECL:
4817     case CONST_DECL:
4818       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
4819           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
4820                                      pfd->visited))
4821         return error_mark_node;
4822       if (DECL_CONTEXT (t) 
4823           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
4824                                      pfd->visited))
4825         return error_mark_node;
4826       break;
4827
4828     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4829       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
4830       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited))
4831         return error_mark_node;
4832       /* Fall through.  */
4833
4834     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4835     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
4836     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
4837       if (fn && (*fn)(t, data))
4838         return error_mark_node;
4839       else if (!fn)
4840         return error_mark_node;
4841       break;
4842
4843     case TEMPLATE_DECL:
4844       /* A template template parameter is encountered.  */
4845       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
4846           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4847         return error_mark_node;
4848
4849       /* Already substituted template template parameter */
4850       *walk_subtrees = 0;
4851       break;
4852
4853     case TYPENAME_TYPE:
4854       if (!fn 
4855           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
4856                                      data, pfd->visited))
4857         return error_mark_node;
4858       break;
4859
4860     case CONSTRUCTOR:
4861       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
4862           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
4863                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
4864                                      pfd->visited))
4865         return error_mark_node;
4866       break;
4867       
4868     case INDIRECT_REF:
4869     case COMPONENT_REF:
4870       /* If there's no type, then this thing must be some expression
4871          involving template parameters.  */
4872       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
4873         return error_mark_node;
4874       break;
4875
4876     case MODOP_EXPR:
4877     case CAST_EXPR:
4878     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
4879     case CONST_CAST_EXPR:
4880     case STATIC_CAST_EXPR:
4881     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
4882     case ARROW_EXPR:
4883     case DOTSTAR_EXPR:
4884     case TYPEID_EXPR:
4885     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
4886       if (!fn)
4887         return error_mark_node;
4888       break;
4889
4890     case BASELINK:
4891       /* If we do not handle this case specially, we end up walking
4892          the BINFO hierarchy, which is circular, and therefore
4893          confuses walk_tree.  */
4894       *walk_subtrees = 0;
4895       if (for_each_template_parm (BASELINK_FUNCTIONS (*tp), fn, data,
4896                                   pfd->visited))
4897         return error_mark_node;
4898       break;
4899
4900     default:
4901       break;
4902     }
4903
4904   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
4905   return NULL_TREE;
4906 }
4907
4908 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM, 
4909    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T, 
4910    call FN with the parameter and the DATA.
4911    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
4912    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
4913    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
4914    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
4915    considered to be the function which always returns 1.  */
4916
4917 static int
4918 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
4919                         struct pointer_set_t *visited)
4920 {
4921   struct pair_fn_data pfd;
4922   int result;
4923
4924   /* Set up.  */
4925   pfd.fn = fn;
4926   pfd.data = data;
4927
4928   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
4929      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
4930      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
4931      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
4932      visited list.)  */
4933   if (visited)
4934     pfd.visited = visited;
4935   else
4936     pfd.visited = pointer_set_create ();
4937   result = walk_tree (&t, 
4938                       for_each_template_parm_r, 
4939                       &pfd,
4940                       pfd.visited) != NULL_TREE;
4941
4942   /* Clean up.  */
4943   if (!visited)
4944     {
4945       pointer_set_destroy (pfd.visited);
4946       pfd.visited = 0;
4947     }
4948
4949   return result;
4950 }
4951
4952 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
4953
4954 int
4955 uses_template_parms (tree t)
4956 {
4957   bool dependent_p;
4958   int saved_processing_template_decl;
4959
4960   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4961   if (!saved_processing_template_decl)
4962     processing_template_decl = 1;
4963   if (TYPE_P (t))
4964     dependent_p = dependent_type_p (t);
4965   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
4966     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
4967   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
4968     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
4969                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
4970   else if (DECL_P (t) 
4971            || EXPR_P (t) 
4972            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4973            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
4974            || TREE_CODE (t) == BASELINK
4975            || CONSTANT_CLASS_P (t))
4976     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
4977                    || value_dependent_expression_p (t));
4978   else
4979     {
4980       gcc_assert (t == error_mark_node);
4981       dependent_p = false;
4982     }
4983   
4984   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4985
4986   return dependent_p;
4987 }
4988
4989 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
4990
4991 int
4992 uses_template_parms_level (tree t, int level)
4993 {
4994   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL);
4995 }
4996
4997 static int tinst_depth;
4998 extern int max_tinst_depth;
4999 #ifdef GATHER_STATISTICS
5000 int depth_reached;
5001 #endif
5002 static int tinst_level_tick;
5003 static int last_template_error_tick;
5004
5005 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
5006    for diagnostics and to restore it later.  */
5007
5008 int
5009 push_tinst_level (tree d)
5010 {
5011   tree new;
5012
5013   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
5014     {
5015       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
5016          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
5017          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
5018       if (uses_template_parms (d))
5019         return 0;
5020
5021       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
5022       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
5023              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
5024              max_tinst_depth, d);
5025
5026       print_instantiation_context ();
5027
5028       return 0;
5029     }
5030
5031   new = make_tinst_level (d, input_location);
5032   TREE_CHAIN (new) = current_tinst_level;
5033   current_tinst_level = new;
5034
5035   ++tinst_depth;
5036 #ifdef GATHER_STATISTICS
5037   if (tinst_depth > depth_reached)
5038     depth_reached = tinst_depth;
5039 #endif
5040
5041   ++tinst_level_tick;
5042   return 1;
5043 }
5044
5045 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
5046    context.  */
5047
5048 void
5049 pop_tinst_level (void)
5050 {
5051   tree old = current_tinst_level;
5052
5053   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
5054      this instantiation.  */
5055   input_location = TINST_LOCATION (old);
5056   current_tinst_level = TREE_CHAIN (old);
5057   --tinst_depth;
5058   ++tinst_level_tick;
5059 }
5060
5061 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
5062    instantiation context in which the instantiation was requested, which
5063    is one step out from LEVEL.  */
5064
5065 static void
5066 reopen_tinst_level (tree level)
5067 {
5068   tree t;
5069
5070   tinst_depth = 0;
5071   for (t = level; t; t = TREE_CHAIN (t))
5072     ++tinst_depth;
5073
5074   current_tinst_level = level;
5075   pop_tinst_level ();
5076 }
5077
5078 /* Return the outermost template instantiation context, for use with
5079    -falt-external-templates.  */
5080
5081 tree
5082 tinst_for_decl (void)
5083 {
5084   tree p = current_tinst_level;
5085
5086   if (p)
5087     for (; TREE_CHAIN (p) ; p = TREE_CHAIN (p))
5088       ;
5089   return p;
5090 }
5091
5092 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
5093    vector of template arguments, as for tsubst.
5094
5095    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
5096
5097 static tree
5098 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
5099 {
5100   tree new_friend;
5101   location_t saved_loc = input_location;
5102
5103   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
5104
5105   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL 
5106       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
5107       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
5108     /* This was a friend declared with an explicit template
5109        argument list, e.g.:
5110        
5111        friend void f<>(T);
5112        
5113        to indicate that f was a template instantiation, not a new
5114        function declaration.  Now, we have to figure out what
5115        instantiation of what template.  */
5116     {
5117       tree template_id, arglist, fns;
5118       tree new_args;
5119       tree tmpl;
5120       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
5121       
5122       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
5123          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
5124          current cless with same name.  */
5125       push_nested_namespace (ns);
5126       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
5127                          tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5128       pop_nested_namespace (ns);
5129       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
5130                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5131       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
5132       
5133       new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5134       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
5135                                        &new_args, 
5136                                        /*need_member_template=*/0,
5137                                        TREE_VEC_LENGTH (args));
5138       new_friend = instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
5139       goto done;
5140     }
5141
5142   new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5143         
5144   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
5145      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
5146      the language.  For example, we might have had:
5147      
5148      template <class T> struct S {
5149        template <class U> friend void f(T, U);
5150      };
5151      
5152      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
5153      instantiation of anything.  */
5154   if (new_friend == error_mark_node)
5155     return error_mark_node;
5156   
5157   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
5158   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
5159     {
5160       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
5161       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
5162         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
5163     }
5164
5165   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
5166      is not a template instantiation and should not be mangled like
5167      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
5168      later if we need it.  */
5169   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
5170     {
5171       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
5172       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
5173     }
5174       
5175   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
5176     {
5177       tree old_decl;
5178       tree new_friend_template_info;
5179       tree new_friend_result_template_info;
5180       tree ns;
5181       int  new_friend_is_defn;
5182
5183       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
5184          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
5185          possible.  */
5186       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
5187       new_friend_is_defn =
5188             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT 
5189                            (template_for_substitution (new_friend)))
5190              != NULL_TREE);
5191       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
5192         {
5193           /* This declaration is a `primary' template.  */
5194           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
5195           
5196           new_friend_result_template_info
5197             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
5198         }
5199       else
5200         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
5201
5202       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
5203          current namespace. However, the friend function should go
5204          into the namespace of the template.  */
5205       ns = decl_namespace_context (new_friend);
5206       push_nested_namespace (ns);
5207       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend);
5208       pop_nested_namespace (ns);
5209
5210       if (old_decl != new_friend)
5211         {
5212           /* This new friend declaration matched an existing
5213              declaration.  For example, given:
5214
5215                template <class T> void f(T);
5216                template <class U> class C { 
5217                  template <class T> friend void f(T) {} 
5218                };
5219
5220              the friend declaration actually provides the definition
5221              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
5222              old_decl will be the out-of-class template declaration,
5223              while new_friend is the in-class definition.
5224
5225              But, if `f' was called before this point, the
5226              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
5227              to `T' but not to `U', references to which might appear
5228              in the definition of `f'.  Previously, the most general
5229              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
5230              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
5231              run through all specialization of `f', adding to their
5232              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
5233              new set of outer arguments, corresponding to the
5234              arguments for this class instantiation.  
5235
5236              The same situation can arise with something like this:
5237
5238                friend void f(int);
5239                template <class T> class C { 
5240                  friend void f(T) {}
5241                };
5242
5243              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
5244              in the class.  */
5245
5246           if (!new_friend_is_defn)
5247             /* On the other hand, if the in-class declaration does
5248                *not* provide a definition, then we don't want to alter
5249                existing definitions.  We can just leave everything
5250                alone.  */
5251             ;
5252           else
5253             {
5254               /* Overwrite whatever template info was there before, if
5255                  any, with the new template information pertaining to
5256                  the declaration.  */
5257               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
5258
5259               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
5260                 reregister_specialization (new_friend,
5261                                            most_general_template (old_decl),
5262                                            old_decl);
5263               else 
5264                 {
5265                   tree t;
5266                   tree new_friend_args;
5267
5268                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl)) 
5269                     = new_friend_result_template_info;
5270                     
5271                   new_friend_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
5272                   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl); 
5273                        t != NULL_TREE;
5274                        t = TREE_CHAIN (t))
5275                     {
5276                       tree spec = TREE_VALUE (t);
5277                   
5278                       DECL_TI_ARGS (spec) 
5279                         = add_outermost_template_args (new_friend_args,
5280                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
5281                     }
5282
5283                   /* Now, since specializations are always supposed to
5284                      hang off of the most general template, we must move
5285                      them.  */
5286                   t = most_general_template (old_decl);
5287                   if (t != old_decl)
5288                     {
5289                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t)
5290                         = chainon (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t),
5291                                    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl));
5292                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
5293                     }
5294                 }
5295             }
5296
5297           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
5298              by duplicate_decls.  */
5299           new_friend = old_decl;
5300         }
5301     }
5302   else if (COMPLETE_TYPE_P (DECL_CONTEXT (new_friend)))
5303     {
5304       /* Check to see that the declaration is really present, and,
5305          possibly obtain an improved declaration.  */
5306       tree fn = check_classfn (DECL_CONTEXT (new_friend), 
5307                                new_friend, NULL_TREE);
5308       
5309       if (fn)
5310         new_friend = fn;
5311     }
5312
5313  done:
5314   input_location = saved_loc;
5315   return new_friend;
5316 }
5317
5318 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
5319    template arguments, as for tsubst.
5320
5321    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
5322    failure.  */
5323
5324 static tree
5325 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
5326 {
5327   tree friend_type;
5328   tree tmpl;
5329   tree context;
5330
5331   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
5332
5333   if (context)
5334     {
5335       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5336         push_nested_namespace (context);
5337       else
5338         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE)); 
5339     }
5340
5341   /* First, we look for a class template.  */
5342   tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/0); 
5343
5344   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
5345      situation like this:
5346
5347        template <class T>
5348        struct S {
5349          template <class U>
5350          friend struct S;
5351        };
5352
5353      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
5354      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
5355   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5356     {
5357       tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/1);
5358       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
5359     }
5360
5361   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5362     {
5363       /* The friend template has already been declared.  Just
5364          check to see that the declarations match, and install any new
5365          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
5366          of course.  We only need the innermost template parameters
5367          because that is all that redeclare_class_template will look
5368          at.  */
5369       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
5370           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
5371         {
5372           tree parms;
5373           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
5374                                          args, tf_error | tf_warning);
5375           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
5376         }
5377
5378       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
5379     }
5380   else
5381     {
5382       /* The friend template has not already been declared.  In this
5383          case, the instantiation of the template class will cause the
5384          injection of this template into the global scope.  */
5385       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5386
5387       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
5388          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
5389          the new type because that is supposed to be the corresponding
5390          template decl, i.e., TMPL.  */
5391       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
5392       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
5393       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
5394       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
5395         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
5396
5397       /* Inject this template into the global scope.  */
5398       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level (tmpl));
5399     }
5400
5401   if (context) 
5402     {
5403       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5404         pop_nested_namespace (context);
5405       else
5406         pop_nested_class ();
5407     }
5408
5409   return friend_type;
5410 }
5411
5412 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
5413    Otherwise returns one.  */
5414
5415 static int
5416 can_complete_type_without_circularity (tree type)
5417 {
5418   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
5419     return 0;
5420   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
5421     return 1;
5422   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
5423     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
5424   else if (CLASS_TYPE_P (type)
5425            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
5426     return 0;
5427   else
5428     return 1;
5429 }
5430
5431 tree
5432 instantiate_class_template (tree type)
5433 {
5434   tree template, args, pattern, t, member;
5435   tree typedecl;
5436   tree pbinfo;
5437   tree base_list;
5438   
5439   if (type == error_mark_node)
5440     return error_mark_node;
5441
5442   if (TYPE_BEING_DEFINED (type) 
5443       || COMPLETE_TYPE_P (type)
5444       || dependent_type_p (type))
5445     return type;
5446
5447   /* Figure out which template is being instantiated.  */
5448   template = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
5449   gcc_assert (TREE_CODE (template) == TEMPLATE_DECL);
5450
5451   /* Figure out which arguments are being used to do the
5452      instantiation.  */
5453   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
5454
5455   /* Determine what specialization of the original template to
5456      instantiate.  */
5457   t = most_specialized_class (template, args);
5458   if (t == error_mark_node)
5459     {
5460       const char *str = "candidates are:";
5461       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
5462       for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (template); t; 
5463            t = TREE_CHAIN (t))
5464         {
5465           if (get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args))
5466             {
5467               cp_error_at ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
5468               str = "               ";
5469             }
5470         }
5471       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5472       return error_mark_node;
5473     }
5474
5475   if (t)
5476     pattern = TREE_TYPE (t);
5477   else
5478     pattern = TREE_TYPE (template);
5479
5480   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
5481      there's nothing we can do.  */
5482   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
5483     return type;
5484
5485   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
5486   if (! push_tinst_level (type))
5487     return type;
5488
5489   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
5490      the process of being defined.  */
5491   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5492
5493   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
5494      it now.  */
5495   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
5496
5497   push_to_top_level ();
5498
5499   if (t)
5500     {
5501       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
5502          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
5503          the arguments appropriate for substitution.  For example,
5504          given:
5505
5506            template <class T> struct S {};
5507            template <class T> struct S<T*> {};
5508          
5509          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
5510          present be {int*} but we need {int}.  */
5511       tree inner_args 
5512         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t),
5513                               args);
5514
5515       /* If there were multiple levels in ARGS, replacing the
5516          innermost level would alter CLASSTYPE_TI_ARGS, which we don't
5517          want, so we make a copy first.  */
5518       if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
5519         {
5520           args = copy_node (args);
5521           SET_TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args), inner_args);
5522         }
5523       else
5524         args = inner_args;
5525     }
5526
5527   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
5528
5529   /* Set the input location to the template definition. This is needed
5530      if tsubsting causes an error.  */
5531   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (pattern));
5532
5533   TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (pattern);
5534   TYPE_HAS_DESTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DESTRUCTOR (pattern);
5535   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
5536   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
5537   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
5538   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
5539   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
5540   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
5541   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
5542   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
5543   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
5544   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
5545   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
5546   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
5547   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
5548   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
5549     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
5550
5551   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
5552
5553   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
5554      class; we need to look up the nested class by name before we can
5555      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
5556      class.  */
5557   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
5558               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
5559               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
5560
5561   base_list = NULL_TREE;
5562   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
5563     {
5564       tree pbase_binfo;
5565       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
5566       bool pop_p;
5567       int i;
5568
5569       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
5570          the accessibility of types named in dependent bases are
5571          looked up from.  */
5572       pop_p = push_scope (context ? context : global_namespace);
5573   
5574       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
5575          basetypes.  */
5576       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
5577         {
5578           tree base;
5579           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
5580
5581           /* Substitute to figure out the base class.  */
5582           base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, NULL_TREE);
5583           if (base == error_mark_node)
5584             continue;
5585           
5586           base_list = tree_cons (access, base, base_list);
5587           if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
5588             TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
5589         }
5590
5591       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
5592       base_list = nreverse (base_list);
5593
5594       if (pop_p)
5595         pop_scope (context ? context : global_namespace);
5596     }
5597   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
5598      information.  */
5599   xref_basetypes (type, base_list);
5600
5601
5602   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
5603      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
5604      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
5605      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
5606      class.  */
5607   pushclass (type);
5608
5609   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
5610   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
5611        member; member = TREE_CHAIN (member))
5612     {
5613       tree t = TREE_VALUE (member);
5614
5615       if (TREE_PURPOSE (member))
5616         {
5617           if (TYPE_P (t))
5618             {
5619               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
5620
5621               tree tag = t;
5622               tree name = TYPE_IDENTIFIER (tag);
5623               tree newtag;
5624               bool class_template_p;
5625
5626               class_template_p = (TREE_CODE (tag) != ENUMERAL_TYPE
5627                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (tag)
5628                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (tag));
5629               /* If the member is a class template, then -- even after
5630                  substitution -- there may be dependent types in the
5631                  template argument list for the class.  We increment
5632                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
5633                  that function will assume that no types are dependent
5634                  when outside of a template.  */
5635               if (class_template_p)
5636                 ++processing_template_decl;
5637               newtag = tsubst (tag, args, tf_error, NULL_TREE);
5638               if (class_template_p)
5639                 --processing_template_decl;
5640               if (newtag == error_mark_node)
5641                 continue;
5642
5643               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
5644                 {
5645                   if (class_template_p)
5646                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
5647                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
5648                        instantiation (i.e., for the type of a member
5649                        template class nested within a template class.)
5650                        This behavior is required for
5651                        maybe_process_partial_specialization to work
5652                        correctly, but is not accurate in this case;
5653                        the TAG is not an instantiation of anything.
5654                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
5655                        instantiation, but the TYPE is not.) */
5656                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
5657
5658                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
5659                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
5660                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
5661                      this for enums because it will already have been done in
5662                      tsubst_enum.  */
5663                   if (name)
5664                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
5665                   pushtag (name, newtag, /*globalize=*/0);
5666                 }
5667             }
5668           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL 
5669                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
5670             {
5671               /* Build new TYPE_METHODS.  */
5672               tree r;
5673               
5674               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5675                 ++processing_template_decl;
5676               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5677               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5678                 --processing_template_decl;
5679               set_current_access_from_decl (r);
5680               grok_special_member_properties (r);
5681               finish_member_declaration (r);
5682             }
5683           else
5684             {
5685               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
5686
5687               if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
5688                 {
5689                   tree r;
5690
5691                   /* The the file and line for this declaration, to
5692                      assist in error message reporting.  Since we
5693                      called push_tinst_level above, we don't need to
5694                      restore these.  */
5695                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5696
5697                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5698                     ++processing_template_decl;
5699                   r = tsubst (t, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5700                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5701                     --processing_template_decl;
5702                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
5703                     {
5704                       tree init;
5705
5706                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5707                         init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
5708                                             tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5709                       else
5710                         init = NULL_TREE;
5711
5712                       finish_static_data_member_decl
5713                         (r, init, /*asmspec_tree=*/NULL_TREE, /*flags=*/0);
5714
5715                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5716                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
5717                     }
5718                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
5719                     {
5720                       /* Determine whether R has a valid type and can be
5721                          completed later.  If R is invalid, then it is
5722                          replaced by error_mark_node so that it will not be
5723                          added to TYPE_FIELDS.  */
5724                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
5725                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
5726                         complete_type (rtype);
5727
5728                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
5729                         {
5730                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
5731                           r = error_mark_node;
5732                         }
5733                     }
5734
5735                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
5736                      such a thing will already have been added to the field
5737                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
5738                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
5739                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
5740                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
5741                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
5742                     {
5743                       set_current_access_from_decl (r);
5744                       finish_member_declaration (r);
5745                     }
5746                 }
5747             }
5748         }
5749       else
5750         {
5751           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
5752             {
5753               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
5754
5755               tree friend_type = t;
5756               bool adjust_processing_template_decl = false;
5757
5758               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5759                 {
5760                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
5761                   adjust_processing_template_decl = true;
5762                 }
5763               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5764                 {
5765                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5766                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5767                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5768                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
5769                   adjust_processing_template_decl = true;
5770                 }
5771               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
5772                 {
5773                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5774                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5775                   /* Bump processing_template_decl for correct
5776                      dependent_type_p calculation.  */
5777                   ++processing_template_decl;
5778                   if (dependent_type_p (friend_type))
5779                     adjust_processing_template_decl = true;
5780                   --processing_template_decl;
5781                 }
5782               else if (uses_template_parms (friend_type))
5783                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
5784                                       tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5785               else if (CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type))
5786                 friend_type = friend_type;
5787               else 
5788                 {
5789                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
5790
5791                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
5792                      classes.  */
5793                   push_nested_namespace (ns);
5794                   friend_type = 
5795                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE, 
5796                                         /*tag_scope=*/ts_global);
5797                   pop_nested_namespace (ns);
5798                 }
5799
5800               if (adjust_processing_template_decl)
5801                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
5802                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
5803                    important that we use make_friend_class since it will
5804                    perform some error-checking and output cross-reference
5805                    information.  */
5806                 ++processing_template_decl;
5807
5808               if (friend_type != error_mark_node)
5809                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
5810
5811               if (adjust_processing_template_decl)
5812                 --processing_template_decl;
5813             }
5814           else
5815             {
5816               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
5817               tree r;
5818
5819               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5820                 {
5821                   ++processing_template_decl;
5822                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
5823                 }
5824               
5825               r = tsubst_friend_function (t, args);
5826               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
5827               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5828                 {
5829                   pop_deferring_access_checks ();
5830                   --processing_template_decl;
5831                 }
5832             }
5833         }
5834     }
5835
5836   /* Set the file and line number information to whatever is given for
5837      the class itself.  This puts error messages involving generated
5838      implicit functions at a predictable point, and the same point
5839      that would be used for non-template classes.  */
5840   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (type);
5841   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5842
5843   unreverse_member_declarations (type);
5844   finish_struct_1 (type);
5845   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
5846
5847   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
5848      any member functions.  We don't do this earlier because the
5849      default arguments may reference members of the class.  */
5850   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
5851     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
5852       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL 
5853           /* Implicitly generated member functions will not have template
5854              information; they are not instantiations, but instead are
5855              created "fresh" for each instantiation.  */
5856           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
5857         tsubst_default_arguments (t);
5858
5859   popclass ();
5860   pop_from_top_level ();
5861   pop_deferring_access_checks ();
5862   pop_tinst_level ();
5863
5864   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
5865      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
5866      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
5867      the keyed_classes list.  */
5868   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
5869     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
5870
5871   return type;
5872 }
5873
5874 static tree
5875 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5876 {
5877   tree r;
5878   
5879   if (!t)
5880     r = t;
5881   else if (TYPE_P (t))
5882     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
5883   else
5884     {
5885       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl);
5886
5887       if (!uses_template_parms (r))
5888         {
5889           /* Sometimes, one of the args was an expression involving a
5890              template constant parameter, like N - 1.  Now that we've
5891              tsubst'd, we might have something like 2 - 1.  This will
5892              confuse lookup_template_class, so we do constant folding
5893              here.  We have to unset processing_template_decl, to fool
5894              tsubst_copy_and_build() into building an actual tree.  */
5895
5896          /* If the TREE_TYPE of ARG is not NULL_TREE, ARG is already
5897             as simple as it's going to get, and trying to reprocess
5898             the trees will break.  Once tsubst_expr et al DTRT for
5899             non-dependent exprs, this code can go away, as the type
5900             will always be set.  */
5901           if (!TREE_TYPE (r))
5902             {
5903               int saved_processing_template_decl = processing_template_decl; 
5904               processing_template_decl = 0;
5905               r = tsubst_copy_and_build (r, /*args=*/NULL_TREE,
5906                                          tf_error, /*in_decl=*/NULL_TREE,
5907                                          /*function_p=*/false);
5908               processing_template_decl = saved_processing_template_decl; 
5909             }
5910           r = fold (r);
5911         }
5912     }
5913   return r;
5914 }
5915
5916 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
5917
5918 static tree
5919 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5920 {
5921   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
5922   int need_new = 0, i;
5923   tree *elts = alloca (len * sizeof (tree));
5924   
5925   for (i = 0; i < len; i++)
5926     {
5927       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
5928       tree new_arg;
5929
5930       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
5931         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
5932       else
5933         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
5934       
5935       if (new_arg == error_mark_node)
5936         return error_mark_node;
5937
5938       elts[i] = new_arg;
5939       if (new_arg != orig_arg)
5940         need_new = 1;
5941     }
5942   
5943   if (!need_new)
5944     return t;
5945
5946   t = make_tree_vec (len);
5947   for (i = 0; i < len; i++)
5948     TREE_VEC_ELT (t, i) = elts[i];
5949   
5950   return t;
5951 }
5952
5953 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
5954    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
5955    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
5956    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
5957    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
5958    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
5959
5960 static tree
5961 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
5962 {
5963   tree r = NULL_TREE;
5964   tree* new_parms;
5965
5966   for (new_parms = &r;
5967        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
5968        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
5969          parms = TREE_CHAIN (parms))
5970     {
5971       tree new_vec = 
5972         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
5973       int i;
5974       
5975       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
5976         {
5977           tree tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
5978           tree default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
5979           tree parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
5980
5981           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
5982           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
5983                                                complain, NULL_TREE);
5984           
5985           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
5986           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
5987         }
5988       
5989       *new_parms = 
5990         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms) 
5991                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
5992                    new_vec, NULL_TREE);
5993     }
5994
5995   return r;
5996 }
5997
5998 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
5999    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
6000    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
6001    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
6002    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
6003
6004 static tree
6005 tsubst_aggr_type (tree t, 
6006                   tree args, 
6007                   tsubst_flags_t complain, 
6008                   tree in_decl, 
6009                   int entering_scope)
6010 {
6011   if (t == NULL_TREE)
6012     return NULL_TREE;
6013
6014   switch (TREE_CODE (t))
6015     {
6016     case RECORD_TYPE:
6017       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6018         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6019
6020       /* Else fall through.  */
6021     case ENUMERAL_TYPE:
6022     case UNION_TYPE:
6023       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6024         {
6025           tree argvec;
6026           tree context;
6027           tree r;
6028
6029           /* First, determine the context for the type we are looking
6030              up.  */
6031           context = TYPE_CONTEXT (t);
6032           if (context)
6033             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
6034                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6035
6036           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
6037              type we are trying to find.  For example, given:
6038
6039                template <class T> struct S;
6040                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
6041
6042              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
6043              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
6044              S we only want {double}.  */
6045           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
6046                                          complain, in_decl);
6047           if (argvec == error_mark_node)
6048             return error_mark_node;
6049
6050           r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
6051                                      entering_scope, complain);
6052
6053           return cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
6054         }
6055       else 
6056         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
6057         return t;
6058
6059     default:
6060       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
6061     }
6062 }
6063
6064 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
6065    FN), which has the indicated TYPE.  */
6066
6067 tree
6068 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
6069 {
6070   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
6071   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
6072
6073   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
6074      default argument here, not in tsubst.  In the case of
6075      something like: 
6076      
6077        template <class T>
6078        struct S {
6079          static T t();
6080          void f(T = t());
6081        };
6082      
6083      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
6084      rather than in the current class.  */
6085   push_access_scope (fn);
6086   /* The default argument expression should not be considered to be
6087      within the scope of FN.  Since push_access_scope sets
6088      current_function_decl, we must explicitly clear it here.  */
6089   current_function_decl = NULL_TREE;
6090   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
6091   if (cfun)
6092     {
6093       saved_class_ptr = current_class_ptr;
6094       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
6095       saved_class_ref = current_class_ref;
6096       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
6097     }
6098
6099   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
6100   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
6101                      tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
6102   pop_deferring_access_checks();
6103
6104   /* Restore the "this" pointer.  */
6105   if (cfun)
6106     {
6107       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
6108       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
6109     }
6110
6111   pop_access_scope (fn);
6112
6113   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
6114   arg = check_default_argument (type, arg);
6115
6116   return arg;
6117 }
6118
6119 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
6120
6121 static void
6122 tsubst_default_arguments (tree fn)
6123 {
6124   tree arg;
6125   tree tmpl_args;
6126
6127   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
6128
6129   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
6130      its default arguments.  */
6131   if (uses_template_parms (tmpl_args))
6132     return;
6133
6134   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)); 
6135        arg; 
6136        arg = TREE_CHAIN (arg))
6137     if (TREE_PURPOSE (arg))
6138       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn, 
6139                                                     TREE_VALUE (arg),
6140                                                     TREE_PURPOSE (arg));
6141 }
6142
6143 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
6144    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
6145    control of COMPLAIN.  */
6146
6147 static tree
6148 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
6149 {
6150   location_t saved_loc;
6151   tree r = NULL_TREE;
6152   tree in_decl = t;
6153
6154   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
6155   saved_loc = input_location;
6156   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6157
6158   switch (TREE_CODE (t))
6159     {
6160     case TEMPLATE_DECL:
6161       {
6162         /* We can get here when processing a member function template,
6163            member class template, and template template parameter of
6164            a template class.  */
6165         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
6166         tree spec;
6167         tree tmpl_args;
6168         tree full_args;
6169
6170         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
6171           {
6172             /* Template template parameter is treated here.  */
6173             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6174             if (new_type == error_mark_node)
6175               return error_mark_node;
6176
6177             r = copy_decl (t);
6178             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6179             TREE_TYPE (r) = new_type;
6180             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
6181               = build_decl (TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
6182             DECL_TEMPLATE_PARMS (r) 
6183               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6184                                        complain);
6185             TYPE_NAME (new_type) = r;
6186             break;
6187           }
6188
6189         /* We might already have an instance of this template.
6190            The ARGS are for the surrounding class type, so the
6191            full args contain the tsubst'd args for the context,
6192            plus the innermost args from the template decl.  */
6193         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t) 
6194           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
6195           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
6196         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
6197                                           complain, in_decl);
6198
6199         /* tsubst_template_args doesn't copy the vector if
6200            nothing changed.  But, *something* should have
6201            changed.  */
6202         gcc_assert (full_args != tmpl_args);
6203
6204         spec = retrieve_specialization (t, full_args,
6205                                         /*class_specializations_p=*/true);
6206         if (spec != NULL_TREE)
6207           {
6208             r = spec;
6209             break;
6210           }
6211
6212         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
6213            original, but will record the current template arguments. 
6214            We also create a new function declaration, which is just
6215            like the old one, but points to this new template, rather
6216            than the old one.  */
6217         r = copy_decl (t);
6218         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
6219         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6220
6221         DECL_CONTEXT (r) 
6222           = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6223                               complain, in_decl, 
6224                               /*entering_scope=*/1); 
6225         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
6226
6227         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
6228           {
6229             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6230             if (new_type == error_mark_node)
6231               return error_mark_node;
6232
6233             TREE_TYPE (r) = new_type;
6234             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
6235             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
6236             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
6237           }
6238         else
6239           {
6240             tree new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
6241             if (new_decl == error_mark_node)
6242               return error_mark_node;
6243
6244             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
6245             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
6246             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
6247             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
6248           }
6249
6250         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6251         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
6252         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
6253
6254         /* The template parameters for this new template are all the
6255            template parameters for the old template, except the
6256            outermost level of parameters.  */
6257         DECL_TEMPLATE_PARMS (r) 
6258           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6259                                    complain);
6260
6261         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
6262           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
6263
6264         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
6265           /* Record this non-type partial instantiation.  */
6266           register_specialization (r, t, 
6267                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)));
6268       }
6269       break;
6270
6271     case FUNCTION_DECL:
6272       {
6273         tree ctx;
6274         tree argvec = NULL_TREE;
6275         tree *friends;
6276         tree gen_tmpl;
6277         tree type;
6278         int member;
6279         int args_depth;
6280         int parms_depth;
6281
6282         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
6283         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
6284
6285         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
6286           {
6287             tree spec;
6288             bool dependent_p;
6289
6290             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
6291                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
6292                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
6293                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
6294             ++processing_template_decl;
6295             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
6296             --processing_template_decl;
6297             if (!dependent_p)
6298               return t;
6299
6300             /* Calculate the most general template of which R is a
6301                specialization, and the complete set of arguments used to
6302                specialize R.  */
6303             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
6304             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS 
6305                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
6306                                            args, complain, in_decl); 
6307
6308             /* Check to see if we already have this specialization.  */
6309             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6310                                             /*class_specializations_p=*/false);
6311
6312             if (spec)
6313               {
6314                 r = spec;
6315                 break;
6316               }
6317
6318             /* We can see more levels of arguments than parameters if
6319                there was a specialization of a member template, like
6320                this:
6321
6322                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
6323                  template <> template <class U> void S<int>::f(U); 
6324
6325                Here, we'll be substituting into the specialization,
6326                because that's where we can find the code we actually
6327                want to generate, but we'll have enough arguments for
6328                the most general template.              
6329
6330                We also deal with the peculiar case:
6331
6332                  template <class T> struct S { 
6333                    template <class U> friend void f();
6334                  };
6335                  template <class U> void f() {}
6336                  template S<int>;
6337                  template void f<double>();
6338
6339                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
6340                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
6341                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
6342                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
6343                situations like:
6344
6345                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
6346                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
6347
6348                which we can spot because the pattern will be a
6349                specialization in this case.  */
6350             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6351             parms_depth = 
6352               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t))); 
6353             if (args_depth > parms_depth
6354                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
6355               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
6356           }
6357         else
6358           {
6359             /* This special case arises when we have something like this:
6360
6361                  template <class T> struct S { 
6362                    friend void f<int>(int, double); 
6363                  };
6364
6365                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
6366                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
6367                tsubst_friend_function, and we want only to create a
6368                new decl (R) with appropriate types so that we can call
6369                determine_specialization.  */
6370             gen_tmpl = NULL_TREE;
6371           }
6372
6373         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6374           {
6375             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
6376               member = 2;
6377             else
6378               member = 1;
6379             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6380                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
6381           }
6382         else
6383           {
6384             member = 0;
6385             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6386           }
6387         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6388         if (type == error_mark_node)
6389           return error_mark_node;
6390
6391         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
6392            point, as they may not represent instantiations of this
6393            template, and in any case are considered separate under the
6394            discrete model.  */
6395         r = copy_decl (t);
6396         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
6397         TREE_TYPE (r) = type;
6398         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6399         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6400         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6401         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6402         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6403
6404         if (member && DECL_CONV_FN_P (r)) 
6405           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
6406              case it's the name of one of the template's parameters.  */
6407           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
6408
6409         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
6410                                      complain, t);
6411         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
6412
6413         TREE_STATIC (r) = 0;
6414         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
6415         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6416         /* If this is an instantiation of a function with internal
6417            linkage, we already know what object file linkage will be
6418            assigned to the instantiation.  */
6419         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
6420         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
6421         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6422         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
6423         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
6424         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
6425         TREE_USED (r) = 0;
6426         if (DECL_CLONED_FUNCTION (r))
6427           {
6428             DECL_CLONED_FUNCTION (r) = tsubst (DECL_CLONED_FUNCTION (t),
6429                                                args, complain, t);
6430             TREE_CHAIN (r) = TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r));
6431             TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r)) = r;
6432           }
6433
6434         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
6435            this in the special friend case mentioned above where
6436            GEN_TMPL is NULL.  */
6437         if (gen_tmpl)
6438           {
6439             DECL_TEMPLATE_INFO (r) 
6440               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
6441             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6442             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6443
6444             /* We're not supposed to instantiate default arguments
6445                until they are called, for a template.  But, for a
6446                declaration like:
6447
6448                  template <class T> void f () 
6449                  { extern void g(int i = T()); }
6450                  
6451                we should do the substitution when the template is
6452                instantiated.  We handle the member function case in
6453                instantiate_class_template since the default arguments
6454                might refer to other members of the class.  */
6455             if (!member
6456                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6457                 && !uses_template_parms (argvec))
6458               tsubst_default_arguments (r);
6459           }
6460
6461         /* Copy the list of befriending classes.  */
6462         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
6463              *friends;
6464              friends = &TREE_CHAIN (*friends)) 
6465           {
6466             *friends = copy_node (*friends);
6467             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
6468                                             args, complain,
6469                                             in_decl);
6470           }
6471
6472         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
6473           {
6474             maybe_retrofit_in_chrg (r);
6475             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
6476               grok_ctor_properties (ctx, r);
6477             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
6478                If it isn't, that'll be handled by
6479                clone_constructors_and_destructors.  */
6480             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6481               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
6482           }
6483         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r)))
6484           grok_op_properties (r, DECL_FRIEND_P (r),
6485                               (complain & tf_error) != 0);
6486
6487         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
6488           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
6489                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
6490                                             args, complain, in_decl));
6491       }
6492       break;
6493
6494     case PARM_DECL:
6495       {
6496         tree type;
6497
6498         r = copy_node (t);
6499         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
6500           SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
6501
6502         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6503         TREE_TYPE (r) = type;
6504         c_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6505
6506         if (DECL_INITIAL (r))
6507           {
6508             if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
6509               DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
6510             else
6511               DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
6512                                          complain, in_decl);
6513           }
6514
6515         DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
6516
6517         if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
6518           DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
6519         if (TREE_CHAIN (t))
6520           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
6521                                    complain, TREE_CHAIN (t));
6522       }
6523       break;
6524
6525     case FIELD_DECL:
6526       {
6527         tree type;
6528
6529         r = copy_decl (t);
6530         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6531         if (type == error_mark_node)
6532           return error_mark_node;
6533         TREE_TYPE (r) = type;
6534         c_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6535
6536         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
6537            finish_member_declaration.  */
6538         DECL_INITIAL (r) = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
6539                                         complain, in_decl);
6540         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6541         if (VOID_TYPE_P (type)) 
6542           cp_error_at ("instantiation of %qD as type %qT", r, type);
6543       }
6544       break;
6545
6546     case USING_DECL:
6547       {
6548         r = copy_node (t);
6549         /* It is not a dependent using decl any more.  */
6550         TREE_TYPE (r) = void_type_node;
6551         DECL_INITIAL (r)
6552           = tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
6553         DECL_NAME (r)
6554           = tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl);
6555         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6556       }
6557       break;
6558
6559     case TYPE_DECL:
6560     case VAR_DECL:
6561       {
6562         tree argvec = NULL_TREE;
6563         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
6564         tree spec;
6565         tree tmpl = NULL_TREE;
6566         tree ctx;
6567         tree type = NULL_TREE;
6568         int local_p;
6569
6570         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6571           {
6572             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6573             if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6574                 || t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
6575               {
6576                 /* If this is the canonical decl, we don't have to
6577                    mess with instantiations, and often we can't (for
6578                    typename, template type parms and such).  Note that
6579                    TYPE_NAME is not correct for the above test if
6580                    we've copied the type for a typedef.  */
6581                 r = TYPE_NAME (type);
6582                 break;
6583               }
6584           }
6585         
6586         /* Assume this is a non-local variable.  */
6587         local_p = 0;
6588
6589         if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (t)))
6590           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6591                                   complain,
6592                                   in_decl, /*entering_scope=*/1);
6593         else if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
6594           ctx = DECL_CONTEXT (t);
6595         else
6596           {
6597             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
6598             ctx = NULL_TREE;
6599             local_p = 1;
6600           }
6601
6602         /* Check to see if we already have this specialization.  */
6603         if (!local_p)
6604           {
6605             tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
6606             gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
6607             argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
6608             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6609                                             /*class_specializations_p=*/false);
6610           }
6611         else
6612           spec = retrieve_local_specialization (t);
6613
6614         if (spec)
6615           {
6616             r = spec;
6617             break;
6618           }
6619
6620         r = copy_decl (t);
6621         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6622           {
6623             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6624             if (type == error_mark_node)
6625               return error_mark_node;
6626             type = complete_type (type);
6627             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
6628               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
6629             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
6630           }
6631         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
6632           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
6633         TREE_TYPE (r) = type;
6634         c_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6635         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6636         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6637         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6638         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6639
6640         /* Don't try to expand the initializer until someone tries to use
6641            this variable; otherwise we run into circular dependencies.  */
6642         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6643         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6644         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
6645
6646         /* Even if the original location is out of scope, the newly
6647            substituted one is not.  */
6648         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6649           {
6650             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
6651             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
6652           }
6653
6654         if (!local_p)
6655           {
6656             /* A static data member declaration is always marked
6657                external when it is declared in-class, even if an
6658                initializer is present.  We mimic the non-template
6659                processing here.  */
6660             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6661
6662             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6663             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
6664             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6665           }
6666         else
6667           register_local_specialization (r, t);
6668
6669         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6670         layout_decl (r, 0);
6671       }
6672       break;
6673
6674     default:
6675       gcc_unreachable ();
6676     } 
6677
6678   /* Restore the file and line information.  */
6679   input_location = saved_loc;
6680
6681   return r;
6682 }
6683
6684 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
6685
6686 static tree
6687 tsubst_arg_types (tree arg_types, 
6688                   tree args, 
6689                   tsubst_flags_t complain, 
6690                   tree in_decl)
6691 {
6692   tree remaining_arg_types;
6693   tree type;
6694
6695   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
6696     return arg_types;
6697   
6698   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
6699                                           args, complain, in_decl);
6700   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
6701     return error_mark_node;
6702
6703   type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
6704   if (type == error_mark_node)
6705     return error_mark_node;
6706   if (VOID_TYPE_P (type))
6707     {
6708       if (complain & tf_error)
6709         {
6710           error ("invalid parameter type %qT", type);
6711           if (in_decl)
6712             cp_error_at ("in declaration %qD", in_decl);
6713         }
6714       return error_mark_node;
6715     }
6716
6717   /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
6718      top-level qualifiers as required.  */
6719   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
6720
6721   /* Note that we do not substitute into default arguments here.  The
6722      standard mandates that they be instantiated only when needed,
6723      which is done in build_over_call.  */
6724   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (arg_types), type,
6725                          remaining_arg_types);
6726                          
6727 }
6728
6729 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
6730    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
6731    initial substitution of explicitly provided template parameters
6732    during argument deduction forbids substitution into the
6733    exception-specification:
6734
6735      [temp.deduct]
6736
6737      All references in the function type of the function template to  the
6738      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
6739      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
6740      in  the function type of the function template results in an invalid
6741      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
6742      exception specifications is done only when the function is instanti-
6743      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
6744      results in an invalid type.]  */
6745
6746 static tree
6747 tsubst_function_type (tree t, 
6748                       tree args, 
6749                       tsubst_flags_t complain, 
6750                       tree in_decl)
6751 {
6752   tree return_type;
6753   tree arg_types;
6754   tree fntype;
6755
6756   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
6757   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
6758
6759   /* Substitute the return type.  */
6760   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6761   if (return_type == error_mark_node)
6762     return error_mark_node;
6763   /* The standard does not presently indicate that creation of a
6764      function type with an invalid return type is a deduction failure.
6765      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
6766      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */ 
6767   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
6768       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
6769     {
6770       if (complain & tf_error)
6771         {
6772           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
6773             error ("function returning an array");
6774           else
6775             error ("function returning a function");
6776         }
6777       return error_mark_node;
6778     }
6779
6780   /* Substitute the argument types.  */
6781   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
6782                                 complain, in_decl); 
6783   if (arg_types == error_mark_node)
6784     return error_mark_node;
6785   
6786   /* Construct a new type node and return it.  */
6787   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
6788     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
6789   else
6790     {
6791       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
6792       if (! IS_AGGR_TYPE (r))
6793         {
6794           /* [temp.deduct]
6795              
6796              Type deduction may fail for any of the following
6797              reasons:
6798              
6799              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
6800              is not a class type.  */
6801           if (complain & tf_error)
6802             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
6803                       r);
6804           return error_mark_node;
6805         }
6806       
6807       fntype = build_method_type_directly (r, return_type, 
6808                                            TREE_CHAIN (arg_types));
6809     }
6810   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
6811   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
6812   
6813   return fntype;  
6814 }
6815
6816 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
6817    ARGS into that specification, and return the substituted
6818    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
6819
6820 static tree
6821 tsubst_exception_specification (tree fntype, 
6822                                 tree args, 
6823                                 tsubst_flags_t complain,
6824                                 tree in_decl)
6825 {
6826   tree specs;
6827   tree new_specs;
6828
6829   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
6830   new_specs = NULL_TREE;
6831   if (specs)
6832     {
6833       if (! TREE_VALUE (specs))
6834         new_specs = specs;
6835       else
6836         while (specs)
6837           {
6838             tree spec;
6839             spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
6840             if (spec == error_mark_node)
6841               return spec;
6842             new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, complain);
6843             specs = TREE_CHAIN (specs);
6844           }
6845     }
6846   return new_specs;
6847 }
6848
6849 /* Substitute into the PARMS of a call-declarator.  */
6850
6851 static tree
6852 tsubst_call_declarator_parms (tree parms, 
6853                               tree args, 
6854                               tsubst_flags_t complain, 
6855                               tree in_decl)
6856 {
6857   tree new_parms;
6858   tree type;
6859   tree defarg;
6860
6861   if (!parms || parms == void_list_node)
6862     return parms;
6863   
6864   new_parms = tsubst_call_declarator_parms (TREE_CHAIN (parms),
6865                                             args, complain, in_decl);
6866
6867   /* Figure out the type of this parameter.  */
6868   type = tsubst (TREE_VALUE (parms), args, complain, in_decl);
6869   
6870   /* Figure out the default argument as well.  Note that we use
6871      tsubst_expr since the default argument is really an expression.  */
6872   defarg = tsubst_expr (TREE_PURPOSE (parms), args, complain, in_decl);
6873
6874   /* Chain this parameter on to the front of those we have already
6875      processed.  We don't use hash_tree_cons because that function
6876      doesn't check TREE_PARMLIST.  */
6877   new_parms = tree_cons (defarg, type, new_parms);
6878
6879   return new_parms;
6880 }
6881
6882 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
6883    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
6884    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
6885    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
6886    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
6887    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
6888    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
6889    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
6890    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
6891    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
6892    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
6893    yet.
6894
6895    This function is used for dealing with types, decls and the like;
6896    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
6897
6898 static tree
6899 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6900 {
6901   tree type, r;
6902
6903   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
6904       || t == integer_type_node
6905       || t == void_type_node
6906       || t == char_type_node
6907       || t == unknown_type_node
6908       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
6909     return t;
6910
6911   if (DECL_P (t))
6912     return tsubst_decl (t, args, complain);
6913
6914   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
6915     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
6916   else
6917     type = TREE_TYPE (t);
6918
6919   gcc_assert (type != unknown_type_node);
6920
6921   if (type
6922       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
6923       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
6924       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
6925       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
6926     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
6927   if (type == error_mark_node)
6928     return error_mark_node;
6929
6930   switch (TREE_CODE (t))
6931     {
6932     case RECORD_TYPE:
6933     case UNION_TYPE:
6934     case ENUMERAL_TYPE:
6935       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
6936                                /*entering_scope=*/0);
6937
6938     case ERROR_MARK:
6939     case IDENTIFIER_NODE:
6940     case VOID_TYPE:
6941     case REAL_TYPE:
6942     case COMPLEX_TYPE:
6943     case VECTOR_TYPE:
6944     case BOOLEAN_TYPE:
6945     case INTEGER_CST:
6946     case REAL_CST:
6947     case STRING_CST:
6948       return t;
6949
6950     case INTEGER_TYPE:
6951       if (t == integer_type_node)
6952         return t;
6953
6954       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
6955           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
6956         return t;
6957
6958       {
6959         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
6960
6961         /* The array dimension behaves like a non-type template arg,
6962            in that we want to fold it as much as possible.  */
6963         max = tsubst_template_arg (omax, args, complain, in_decl);
6964         if (!processing_template_decl)
6965           max = decl_constant_value (max);
6966
6967         if (integer_zerop (omax))
6968           {
6969             /* Still allow an explicit array of size zero.  */
6970             if (pedantic)
6971               pedwarn ("creating array with size zero");
6972           }
6973         else if (integer_zerop (max) 
6974                  || (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST 
6975                      && INT_CST_LT (max, integer_zero_node)))
6976           {
6977             /* [temp.deduct]
6978
6979                Type deduction may fail for any of the following
6980                reasons:  
6981
6982                  Attempting to create an array with a size that is
6983                  zero or negative.  */
6984             if (complain & tf_error)
6985               error ("creating array with size zero (%qE)", max);
6986
6987             return error_mark_node;
6988           }
6989
6990         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
6991       }
6992
6993     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
6994     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6995     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
6996     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
6997       {
6998         int idx;
6999         int level;
7000         int levels;
7001         tree arg = NULL_TREE;
7002
7003         r = NULL_TREE;
7004
7005         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
7006         if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7007             || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
7008             || TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7009           {
7010             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
7011             level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
7012           }
7013         else
7014           {
7015             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
7016             level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
7017           }
7018
7019         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7020         if (level <= levels)
7021           arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
7022
7023         if (arg == error_mark_node)
7024           return error_mark_node;
7025         else if (arg != NULL_TREE)
7026           {
7027             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
7028               {
7029                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
7030                 return cp_build_qualified_type_real
7031                   (arg, cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t),
7032                    complain | tf_ignore_bad_quals);
7033               }
7034             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7035               {
7036                 /* We are processing a type constructed from a
7037                    template template parameter.  */
7038                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
7039                                       args, complain, in_decl);
7040                 if (argvec == error_mark_node)
7041                   return error_mark_node;
7042                         
7043                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
7044                    are resolving nested-types in the signature of a
7045                    member function templates.  Otherwise ARG is a
7046                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
7047                    instantiated.  */
7048                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7049                   arg = TYPE_NAME (arg);
7050                 
7051                 r = lookup_template_class (arg, 
7052                                            argvec, in_decl, 
7053                                            DECL_CONTEXT (arg),
7054                                             /*entering_scope=*/0,
7055                                            complain);
7056                 return cp_build_qualified_type_real
7057                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7058               }
7059             else
7060               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
7061               return arg;
7062           }
7063
7064         if (level == 1)
7065           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
7066              unify.  This means that we don't yet have any information
7067              about the template parameter in question.  */
7068           return t;
7069
7070         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
7071            more deeply nested template.  Make a new version of this
7072            template parameter, but with a lower level.  */
7073         switch (TREE_CODE (t))
7074           {
7075           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7076           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7077           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7078             if (cp_type_quals (t))
7079               {
7080                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
7081                 r = cp_build_qualified_type_real
7082                   (r, cp_type_quals (t),
7083                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7084                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
7085               }
7086             else
7087               {
7088                 r = copy_type (t);
7089                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
7090                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
7091                                                 r, levels);
7092                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
7093                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
7094                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
7095                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
7096
7097                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7098                   {
7099                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
7100                                           complain, in_decl); 
7101                     if (argvec == error_mark_node)
7102                       return error_mark_node;
7103
7104                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
7105                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
7106                   }
7107               }
7108             break;
7109
7110           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7111             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels);
7112             break;
7113            
7114           default:
7115             gcc_unreachable ();
7116           }
7117
7118         return r;
7119       }
7120
7121     case TREE_LIST:
7122       {
7123         tree purpose, value, chain;
7124
7125         if (t == void_list_node)
7126           return t;
7127
7128         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7129         if (purpose)
7130           {
7131             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
7132             if (purpose == error_mark_node)
7133               return error_mark_node;
7134           }
7135         value = TREE_VALUE (t);
7136         if (value)
7137           {
7138             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
7139             if (value == error_mark_node)
7140               return error_mark_node;
7141           }
7142         chain = TREE_CHAIN (t);
7143         if (chain && chain != void_type_node)
7144           {
7145             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
7146             if (chain == error_mark_node)
7147               return error_mark_node;
7148           }
7149         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7150             && value == TREE_VALUE (t)
7151             && chain == TREE_CHAIN (t))
7152           return t;
7153         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
7154       }
7155       
7156     case TREE_BINFO:
7157       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
7158       gcc_unreachable ();
7159
7160     case TREE_VEC:
7161       /* A vector of template arguments.  */
7162       gcc_assert (!type);
7163       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
7164
7165     case POINTER_TYPE:
7166     case REFERENCE_TYPE:
7167       {
7168         enum tree_code code;
7169
7170         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
7171           return t;
7172
7173         code = TREE_CODE (t);
7174
7175
7176         /* [temp.deduct]
7177            
7178            Type deduction may fail for any of the following
7179            reasons:  
7180
7181            -- Attempting to create a pointer to reference type.
7182            -- Attempting to create a reference to a reference type or
7183               a reference to void.  */
7184         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
7185             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
7186           {
7187             static location_t last_loc;
7188
7189             /* We keep track of the last time we issued this error
7190                message to avoid spewing a ton of messages during a
7191                single bad template instantiation.  */
7192             if (complain & tf_error
7193 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
7194                 && last_loc != input_location
7195 #else
7196                 && (last_loc.line != input_line
7197                     || last_loc.file != input_filename)
7198 #endif
7199                   )
7200               {
7201                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7202                   error ("forming reference to void");
7203                 else
7204                   error ("forming %s to reference type %qT",
7205                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
7206                          type);
7207                 last_loc = input_location;
7208               }
7209
7210             return error_mark_node;
7211           }
7212         else if (code == POINTER_TYPE)
7213           {
7214             r = build_pointer_type (type);
7215             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
7216               r = build_ptrmemfunc_type (r);
7217           }
7218         else
7219           r = build_reference_type (type);
7220         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7221
7222         if (r != error_mark_node)
7223           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
7224           layout_type (r);
7225         
7226         return r;
7227       }
7228     case OFFSET_TYPE:
7229       {
7230         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
7231         if (r == error_mark_node || !IS_AGGR_TYPE (r))
7232           {
7233             /* [temp.deduct]
7234
7235                Type deduction may fail for any of the following
7236                reasons:
7237                
7238                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7239                   is not a class type.  */
7240             if (complain & tf_error)
7241               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
7242             return error_mark_node;
7243           }
7244         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7245           {
7246             if (complain & tf_error)
7247               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
7248             
7249             return error_mark_node;
7250           }
7251         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
7252         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
7253           {
7254             /* This is really a method type. The cv qualifiers of the
7255                this pointer should _not_ be determined by the cv
7256                qualifiers of the class type.  They should be held
7257                somewhere in the FUNCTION_TYPE, but we don't do that at
7258                the moment.  Consider
7259                   typedef void (Func) () const;
7260
7261                   template <typename T1> void Foo (Func T1::*);
7262
7263                 */
7264             tree method_type;
7265
7266             method_type = build_method_type_directly (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
7267                                                       TREE_TYPE (type),
7268                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
7269             return build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
7270           }
7271         else
7272           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
7273                                                TYPE_QUALS (t),
7274                                                complain);
7275       }
7276     case FUNCTION_TYPE:
7277     case METHOD_TYPE:
7278       {
7279         tree fntype;
7280         tree specs;
7281         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
7282         if (fntype == error_mark_node)
7283           return error_mark_node;
7284
7285         /* Substitute the exception specification.  */
7286         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain, 
7287                                                 in_decl);
7288         if (specs)
7289           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
7290         return fntype;
7291       }
7292     case ARRAY_TYPE:
7293       {
7294         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
7295         if (domain == error_mark_node)
7296           return error_mark_node;
7297
7298         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
7299            it will obviously be the same as T.  */
7300         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
7301           return t;
7302
7303         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.  
7304
7305            [temp.deduct] 
7306         
7307            The deduction may fail for any of the following reasons: 
7308
7309            -- Attempting to create an array with an element type that
7310               is void, a function type, or a reference type, or [DR337] 
7311               an abstract class type.  */
7312         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE 
7313             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
7314             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7315           {
7316             if (complain & tf_error)
7317               error ("creating array of %qT", type);
7318             return error_mark_node;
7319           }
7320         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
7321           {
7322             if (complain & tf_error)
7323               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type", 
7324                      type);
7325             return error_mark_node;         
7326           }
7327
7328         r = build_cplus_array_type (type, domain);
7329         return r;
7330       }
7331
7332     case PLUS_EXPR:
7333     case MINUS_EXPR:
7334       {
7335         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7336         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7337
7338         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7339           return error_mark_node;
7340
7341         return fold (build2 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2));
7342       }
7343
7344     case NEGATE_EXPR:
7345     case NOP_EXPR:
7346       {
7347         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7348         if (e == error_mark_node)
7349           return error_mark_node;
7350
7351         return fold (build1 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e));
7352       }
7353
7354     case TYPENAME_TYPE:
7355       {
7356         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7357                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7358         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
7359                               complain, in_decl); 
7360
7361         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
7362           return error_mark_node;
7363
7364         if (!IS_AGGR_TYPE (ctx))
7365           {
7366             if (complain & tf_error)
7367               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
7368             return error_mark_node;
7369           }
7370         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
7371           {
7372             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
7373                have complete type in order to allow things like:
7374              
7375                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
7376
7377                But, such constructs have already been resolved by this
7378                point, so here CTX really should have complete type, unless
7379                it's a partial instantiation.  */
7380             ctx = complete_type (ctx);
7381             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
7382               {
7383                 if (complain & tf_error)
7384                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
7385                 return error_mark_node;
7386               }
7387           }
7388
7389         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
7390                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
7391         if (f == error_mark_node)
7392           return f;
7393         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
7394           {
7395             complain |= tf_ignore_bad_quals;
7396             f = TREE_TYPE (f);
7397           }
7398         
7399         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
7400           {
7401             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
7402               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type", 
7403                      t, f);
7404             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
7405               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type", 
7406                      t, f);
7407           }
7408
7409         return cp_build_qualified_type_real
7410           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
7411       }
7412                
7413     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7414       {
7415         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7416                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7417         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7418         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
7419
7420         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
7421           return error_mark_node;
7422
7423         if (parm_list)
7424           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
7425         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
7426       }
7427
7428     case INDIRECT_REF:
7429     case ADDR_EXPR:
7430     case CALL_EXPR:
7431       gcc_unreachable ();
7432
7433     case ARRAY_REF:
7434       {
7435         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7436         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7437         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7438           return error_mark_node;
7439
7440         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
7441       }
7442
7443     case SCOPE_REF:
7444       {
7445         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7446         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7447         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7448           return error_mark_node;
7449
7450         return build_nt (TREE_CODE (t), e1, e2);
7451       }
7452
7453     case TYPEOF_TYPE:
7454       {
7455         tree type;
7456
7457         type = finish_typeof (tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
7458                                            complain, in_decl));
7459         return cp_build_qualified_type_real (type,
7460                                              cp_type_quals (t)
7461                                              | cp_type_quals (type),
7462                                              complain);
7463       }
7464
7465     default:
7466       sorry ("use of %qs in template",
7467              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
7468       return error_mark_node;
7469     }
7470 }
7471
7472 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
7473    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
7474    operator.  */
7475
7476 static tree
7477 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
7478                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7479 {
7480     tree name;
7481     tree qualifying_scope;
7482     tree fns;
7483     tree template_args = 0;
7484     bool template_id_p = false;
7485
7486     /* A baselink indicates a function from a base class.  The
7487        BASELINK_ACCESS_BINFO and BASELINK_BINFO are going to have
7488        non-dependent types; otherwise, the lookup could not have
7489        succeeded.  However, they may indicate bases of the template
7490        class, rather than the instantiated class.  
7491
7492        In addition, lookups that were not ambiguous before may be
7493        ambiguous now.  Therefore, we perform the lookup again.  */
7494     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
7495     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7496     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7497       {
7498         template_id_p = true;
7499         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
7500         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
7501         if (template_args)
7502           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7503                                                 complain, in_decl);
7504       }
7505     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
7506     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
7507     
7508     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
7509        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
7510        later by overload resolution will be marked as used at that
7511        point.)  */
7512     if (BASELINK_P (baselink))
7513       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7514     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
7515       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
7516
7517     /* Add back the template arguments, if present.  */
7518     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
7519       BASELINK_FUNCTIONS (baselink) 
7520         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
7521                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
7522                     template_args);
7523
7524     if (!object_type)
7525       object_type = current_class_type;
7526     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink, 
7527                                                    qualifying_scope,
7528                                                    object_type);
7529 }
7530
7531 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
7532    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
7533    itself; false if more of the postfix-expression follows the
7534    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
7535    of "&".  */
7536
7537 static tree
7538 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args, 
7539                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
7540                      bool done, bool address_p)
7541 {
7542   tree expr;
7543   tree scope;
7544   tree name;
7545   bool is_template;
7546   tree template_args;
7547
7548   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
7549
7550   /* Figure out what name to look up.  */
7551   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
7552   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7553     {
7554       is_template = true;
7555       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
7556       if (template_args)
7557         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7558                                               complain, in_decl);
7559       name = TREE_OPERAND (name, 0);
7560     }
7561   else
7562     {
7563       is_template = false;
7564       template_args = NULL_TREE;
7565     }
7566
7567   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
7568      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
7569      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
7570      substituting will not help.  */
7571   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
7572   if (args)
7573     {
7574       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
7575       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7576     }
7577   else
7578     expr = name;
7579
7580   if (dependent_type_p (scope))
7581     return build_nt (SCOPE_REF, scope, expr);
7582   
7583   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
7584     {
7585       expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
7586       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
7587                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
7588         {
7589           if (complain & tf_error)
7590             {
7591               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
7592                      "instantiation yields a type", qualified_id);
7593               inform ("say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
7594             }
7595           return error_mark_node;
7596         }
7597     }
7598   
7599   if (DECL_P (expr))
7600     {
7601       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
7602                                            scope);
7603       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
7604       mark_used (expr);
7605     }
7606
7607   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
7608     {
7609       if (complain & tf_error)
7610         qualified_name_lookup_error (scope, 
7611                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7612                                      expr);
7613       return error_mark_node;
7614     }
7615
7616   if (is_template)
7617     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
7618
7619   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
7620     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7621                                  expr);
7622   else if (TYPE_P (scope))
7623     {
7624       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup 
7625               (expr, scope, current_class_type));
7626       expr = finish_qualified_id_expr (scope, expr, done, address_p);
7627     }
7628
7629   return expr;
7630 }
7631
7632 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
7633    template parms; to finish processing the resultant expression, use
7634    tsubst_expr.  */
7635
7636 static tree
7637 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7638 {
7639   enum tree_code code;
7640   tree r;
7641
7642   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
7643     return t;
7644
7645   code = TREE_CODE (t);
7646
7647   switch (code)
7648     {
7649     case PARM_DECL:
7650       r = retrieve_local_specialization (t);
7651       gcc_assert (r != NULL);
7652       mark_used (r);
7653       return r;
7654
7655     case CONST_DECL:
7656       {
7657         tree enum_type;
7658         tree v;
7659
7660         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
7661           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
7662         /* There is no need to substitute into namespace-scope
7663            enumerators.  */
7664         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
7665           return t;
7666         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
7667         if (args == NULL_TREE)
7668           return decl_constant_value (t);
7669
7670         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
7671            Consider:
7672            
7673              template <int I> int f() {
7674              enum E { a = I };
7675              struct S { void g() { E e = a; } };
7676              };
7677            
7678            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
7679            clever enough to find f<7>::a.  */
7680         enum_type 
7681           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl, 
7682                               /*entering_scope=*/0);
7683
7684         for (v = TYPE_VALUES (enum_type); 
7685              v != NULL_TREE; 
7686              v = TREE_CHAIN (v))
7687           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
7688             return TREE_VALUE (v);
7689
7690           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
7691              name-lookup found it during preliminary parsing, we
7692              should find it again here during instantiation.  */
7693         gcc_unreachable ();
7694       }
7695       return t;
7696
7697     case FIELD_DECL:
7698       if (DECL_CONTEXT (t))
7699         {
7700           tree ctx;
7701
7702           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
7703                                   /*entering_scope=*/1);
7704           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
7705             {
7706               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
7707               if (!r)
7708                 {
7709                   if (complain & tf_error)
7710                     error ("using invalid field %qD", t);
7711                   return error_mark_node;
7712                 }
7713               return r;
7714             }
7715         }
7716       
7717       return t;
7718
7719     case VAR_DECL:
7720     case FUNCTION_DECL:
7721       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7722           || local_variable_p (t))
7723         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
7724       mark_used (t);
7725       return t;
7726
7727     case BASELINK:
7728       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
7729
7730     case TEMPLATE_DECL:
7731       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
7732         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)), 
7733                        args, complain, in_decl);
7734       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
7735         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7736       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
7737                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
7738         {
7739           /* Template template argument like the following example need
7740              special treatment:
7741
7742                template <template <class> class TT> struct C {};
7743                template <class T> struct D {
7744                  template <class U> struct E {};
7745                  C<E> c;                                // #1
7746                };
7747                D<int> d;                                // #2
7748
7749              We are processing the template argument `E' in #1 for
7750              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
7751              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
7752              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
7753
7754           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
7755           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
7756         }
7757       else
7758         /* Ordinary template template argument.  */
7759         return t;
7760
7761     case CAST_EXPR:
7762     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7763     case CONST_CAST_EXPR:
7764     case STATIC_CAST_EXPR:
7765     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7766     case NOP_EXPR:
7767       return build1
7768         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7769          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7770
7771     case INDIRECT_REF:
7772     case NEGATE_EXPR:
7773     case TRUTH_NOT_EXPR:
7774     case BIT_NOT_EXPR:
7775     case ADDR_EXPR:
7776     case CONVERT_EXPR:      /* Unary + */
7777     case SIZEOF_EXPR:
7778     case ALIGNOF_EXPR:
7779     case ARROW_EXPR:
7780     case THROW_EXPR:
7781     case TYPEID_EXPR:
7782     case REALPART_EXPR:
7783     case IMAGPART_EXPR:
7784       return build1
7785         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7786          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7787
7788     case COMPONENT_REF:
7789       {
7790         tree object;
7791         tree name;
7792
7793         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7794         name = TREE_OPERAND (t, 1);
7795         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR) 
7796           {
7797             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7798                                 complain, in_decl);
7799             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7800           }
7801         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
7802                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
7803           {
7804             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7805                                      complain, in_decl);
7806             name = TREE_OPERAND (name, 1);
7807             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7808                                 complain, in_decl);
7809             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7810             name = build_nt (SCOPE_REF, base, name);
7811           }
7812         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
7813           name = tsubst_baselink (name, 
7814                                   non_reference (TREE_TYPE (object)), 
7815                                   args, complain, 
7816                                   in_decl);
7817         else
7818           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7819         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
7820       }
7821
7822     case PLUS_EXPR:
7823     case MINUS_EXPR:
7824     case MULT_EXPR:
7825     case TRUNC_DIV_EXPR:
7826     case CEIL_DIV_EXPR:
7827     case FLOOR_DIV_EXPR:
7828     case ROUND_DIV_EXPR:
7829     case EXACT_DIV_EXPR:
7830     case BIT_AND_EXPR:
7831     case BIT_IOR_EXPR:
7832     case BIT_XOR_EXPR:
7833     case TRUNC_MOD_EXPR:
7834     case FLOOR_MOD_EXPR:
7835     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
7836     case TRUTH_ORIF_EXPR:
7837     case TRUTH_AND_EXPR:
7838     case TRUTH_OR_EXPR:
7839     case RSHIFT_EXPR:
7840     case LSHIFT_EXPR:
7841     case RROTATE_EXPR:
7842     case LROTATE_EXPR:
7843     case EQ_EXPR:
7844     case NE_EXPR:
7845     case MAX_EXPR:
7846     case MIN_EXPR:
7847     case LE_EXPR:
7848     case GE_EXPR:
7849     case LT_EXPR:
7850     case GT_EXPR:
7851     case ARRAY_REF:
7852     case COMPOUND_EXPR:
7853     case SCOPE_REF:
7854     case DOTSTAR_EXPR:
7855     case MEMBER_REF:
7856     case PREDECREMENT_EXPR:
7857     case PREINCREMENT_EXPR:
7858     case POSTDECREMENT_EXPR:
7859     case POSTINCREMENT_EXPR:
7860       return build_nt
7861         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7862          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7863
7864     case CALL_EXPR:
7865       return build_nt (code, 
7866                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args,
7867                                     complain, in_decl),
7868                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain,
7869                                     in_decl),
7870                        NULL_TREE);
7871
7872     case COND_EXPR:
7873     case MODOP_EXPR:
7874     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7875       {
7876         r = build_nt
7877           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7878            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7879            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7880         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
7881         return r;
7882       }
7883
7884     case NEW_EXPR:
7885       {
7886         r = build_nt
7887         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7888          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7889          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7890         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7891         return r;
7892       }
7893
7894     case DELETE_EXPR:
7895       {
7896         r = build_nt
7897         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7898          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7899         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7900         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
7901         return r;
7902       }
7903
7904     case TEMPLATE_ID_EXPR:
7905       {
7906         /* Substituted template arguments */
7907         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
7908         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
7909
7910         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
7911         if (targs)
7912           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
7913         
7914         return lookup_template_function (fn, targs);
7915       }
7916
7917     case TREE_LIST:
7918       {
7919         tree purpose, value, chain;
7920
7921         if (t == void_list_node)
7922           return t;
7923
7924         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7925         if (purpose)
7926           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
7927         value = TREE_VALUE (t);
7928         if (value)
7929           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
7930         chain = TREE_CHAIN (t);
7931         if (chain && chain != void_type_node)
7932           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
7933         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7934             && value == TREE_VALUE (t)
7935             && chain == TREE_CHAIN (t))
7936           return t;
7937         return tree_cons (purpose, value, chain);
7938       }
7939
7940     case RECORD_TYPE:
7941     case UNION_TYPE:
7942     case ENUMERAL_TYPE:
7943     case INTEGER_TYPE:
7944     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7945     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7946     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7947     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7948     case POINTER_TYPE:
7949     case REFERENCE_TYPE:
7950     case OFFSET_TYPE:
7951     case FUNCTION_TYPE:
7952     case METHOD_TYPE:
7953     case ARRAY_TYPE:
7954     case TYPENAME_TYPE:
7955     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7956     case TYPEOF_TYPE:
7957     case TYPE_DECL:
7958       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7959
7960     case IDENTIFIER_NODE:
7961       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
7962         {
7963           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
7964           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
7965         }
7966       else
7967         return t;
7968
7969     case CONSTRUCTOR:
7970       {
7971         r = build_constructor
7972           (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl), 
7973            tsubst_copy (CONSTRUCTOR_ELTS (t), args, complain, in_decl));
7974         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
7975         return r;
7976       }
7977
7978     case VA_ARG_EXPR:
7979       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
7980                                           in_decl),
7981                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
7982
7983     case CLEANUP_POINT_EXPR:
7984       /* We shouldn't have built any of these during initial template
7985          generation.  Instead, they should be built during instantiation
7986          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
7987       gcc_unreachable ();
7988
7989     default:
7990       return t;
7991     }
7992 }
7993
7994 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
7995    processing.  */
7996
7997 static tree
7998 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7999 {
8000   tree stmt, tmp;
8001
8002   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8003     return t;
8004
8005   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
8006     input_location = EXPR_LOCATION (t);
8007   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
8008     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
8009
8010   switch (TREE_CODE (t))
8011     {
8012     case STATEMENT_LIST:
8013       {
8014         tree_stmt_iterator i;
8015         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
8016           tsubst_expr (tsi_stmt (i), args, complain, in_decl);
8017         break;
8018       }
8019
8020     case CTOR_INITIALIZER:
8021       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list 
8022                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
8023       break;
8024
8025     case RETURN_EXPR:
8026       finish_return_stmt (tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 0),
8027                                        args, complain, in_decl));
8028       break;
8029
8030     case EXPR_STMT:
8031       tmp = tsubst_expr (EXPR_STMT_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8032       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
8033         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
8034       else
8035         finish_expr_stmt (tmp);
8036       break;
8037
8038     case USING_STMT:
8039       do_using_directive (tsubst_expr (USING_STMT_NAMESPACE (t),
8040                                        args, complain, in_decl));
8041       break;
8042       
8043     case DECL_EXPR:
8044       {
8045         tree decl;
8046         tree init;
8047
8048         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
8049         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
8050           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
8051         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
8052           {
8053             tree scope = DECL_INITIAL (decl);
8054             tree name = DECL_NAME (decl);
8055             tree decl;
8056             
8057             scope = tsubst_expr (scope, args, complain, in_decl);
8058             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
8059                                           /*is_type_p=*/false,
8060                                           /*complain=*/false);
8061             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
8062               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl);
8063             else
8064               do_local_using_decl (decl, scope, name);
8065           }
8066         else
8067           {
8068             init = DECL_INITIAL (decl);
8069             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8070             if (decl != error_mark_node)
8071               {
8072                 if (init)
8073                   DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
8074                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
8075                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
8076                    handle local variables, and since we've already done
8077                    all that needs to be done, that's the right thing to
8078                    do.  */
8079                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
8080                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8081                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8082                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
8083                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
8084                   finish_anon_union (decl);
8085                 else 
8086                   {
8087                     maybe_push_decl (decl);
8088                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8089                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
8090                       {
8091                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
8092                            initializer.  */
8093                         const char *const name
8094                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
8095                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
8096                       }
8097                     else
8098                       init = tsubst_expr (init, args, complain, in_decl);
8099                     cp_finish_decl (decl, init, NULL_TREE, 0);
8100                   }
8101               }
8102           }
8103
8104         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
8105            clause of an if/for/while construct.  */
8106         return decl;
8107       }
8108
8109     case FOR_STMT:
8110       stmt = begin_for_stmt ();
8111       tsubst_expr (FOR_INIT_STMT (t), args, complain, in_decl);
8112       finish_for_init_stmt (stmt);
8113       tmp = tsubst_expr (FOR_COND (t), args, complain, in_decl);
8114       finish_for_cond (tmp, stmt);
8115       tmp = tsubst_expr (FOR_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8116       finish_for_expr (tmp, stmt);
8117       tsubst_expr (FOR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8118       finish_for_stmt (stmt);
8119       break;
8120
8121     case WHILE_STMT:
8122       stmt = begin_while_stmt ();
8123       tmp = tsubst_expr (WHILE_COND (t), args, complain, in_decl);
8124       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8125       tsubst_expr (WHILE_BODY (t), args, complain, in_decl);
8126       finish_while_stmt (stmt);
8127       break;
8128
8129     case DO_STMT:
8130       stmt = begin_do_stmt ();
8131       tsubst_expr (DO_BODY (t), args, complain, in_decl);
8132       finish_do_body (stmt);
8133       tmp = tsubst_expr (DO_COND (t), args, complain, in_decl);
8134       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8135       break;
8136
8137     case IF_STMT:
8138       stmt = begin_if_stmt ();
8139       tmp = tsubst_expr (IF_COND (t), args, complain, in_decl);
8140       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8141       tsubst_expr (THEN_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8142       finish_then_clause (stmt);
8143
8144       if (ELSE_CLAUSE (t))
8145         {
8146           begin_else_clause (stmt);
8147           tsubst_expr (ELSE_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8148           finish_else_clause (stmt);
8149         }
8150
8151       finish_if_stmt (stmt);
8152       break;
8153
8154     case BIND_EXPR:
8155       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8156         stmt = begin_function_body ();
8157       else
8158         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8159                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8160
8161       tsubst_expr (BIND_EXPR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8162
8163       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8164         finish_function_body (stmt);
8165       else
8166         finish_compound_stmt (stmt);
8167       break;
8168
8169     case BREAK_STMT:
8170       finish_break_stmt ();
8171       break;
8172
8173     case CONTINUE_STMT:
8174       finish_continue_stmt ();
8175       break;
8176
8177     case SWITCH_STMT:
8178       stmt = begin_switch_stmt ();
8179       tmp = tsubst_expr (SWITCH_COND (t), args, complain, in_decl);
8180       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8181       tsubst_expr (SWITCH_BODY (t), args, complain, in_decl);
8182       finish_switch_stmt (stmt);
8183       break;
8184
8185     case CASE_LABEL_EXPR:
8186       finish_case_label (tsubst_expr (CASE_LOW (t), args, complain, in_decl),
8187                          tsubst_expr (CASE_HIGH (t), args, complain,
8188                                       in_decl));
8189       break;
8190
8191     case LABEL_EXPR:
8192       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8193       break;
8194
8195     case GOTO_EXPR:
8196       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8197       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8198         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8199            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8200            will have no binding.  */
8201         tmp = tsubst_expr (tmp, args, complain, in_decl);
8202       else
8203         tmp = DECL_NAME (tmp);
8204       finish_goto_stmt (tmp);
8205       break;
8206
8207     case ASM_EXPR:
8208       tmp = finish_asm_stmt
8209         (ASM_VOLATILE_P (t),
8210          tsubst_expr (ASM_STRING (t), args, complain, in_decl),
8211          tsubst_expr (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8212          tsubst_expr (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl), 
8213          tsubst_expr (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8214       {
8215         tree asm_expr = tmp;
8216         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8217           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8218         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8219       }
8220       break;
8221
8222     case TRY_BLOCK:
8223       if (CLEANUP_P (t))
8224         {
8225           stmt = begin_try_block ();
8226           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8227           finish_cleanup_try_block (stmt);
8228           finish_cleanup (tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args,
8229                                        complain, in_decl),
8230                           stmt);
8231         }
8232       else
8233         {
8234           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8235             stmt = begin_function_try_block ();
8236           else
8237             stmt = begin_try_block ();
8238
8239           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8240
8241           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8242             finish_function_try_block (stmt);
8243           else
8244             finish_try_block (stmt);
8245
8246           tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args, complain, in_decl);
8247           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8248             finish_function_handler_sequence (stmt);
8249           else
8250             finish_handler_sequence (stmt);
8251         }
8252       break;
8253       
8254     case HANDLER:
8255       {
8256         tree decl;
8257
8258         stmt = begin_handler ();
8259         if (HANDLER_PARMS (t))
8260           {
8261             decl = HANDLER_PARMS (t);
8262             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8263             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8264                this variable.  We've already done all that needs to be
8265                done.  */
8266             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8267           }
8268         else
8269           decl = NULL_TREE;
8270         finish_handler_parms (decl, stmt);
8271         tsubst_expr (HANDLER_BODY (t), args, complain, in_decl);
8272         finish_handler (stmt);
8273       }
8274       break;
8275
8276     case TAG_DEFN:
8277       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8278       break;
8279
8280     default:
8281       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8282       
8283       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8284                                     /*function_p=*/false);
8285     }
8286
8287   return NULL_TREE;
8288 }
8289
8290 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8291    call.  Return the substituted version of T.  */
8292
8293 static tree
8294 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args, 
8295                                     tsubst_flags_t complain,
8296                                     tree in_decl)
8297 {
8298   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8299     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8300                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8301   else
8302     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8303                                /*function_p=*/false);
8304
8305   return t;
8306 }
8307
8308 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8309    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8310
8311 tree
8312 tsubst_copy_and_build (tree t, 
8313                        tree args, 
8314                        tsubst_flags_t complain, 
8315                        tree in_decl,
8316                        bool function_p)
8317 {
8318 #define RECUR(NODE) \
8319   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false)
8320
8321   tree op1;
8322
8323   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8324     return t;
8325
8326   switch (TREE_CODE (t))
8327     {
8328     case USING_DECL:
8329       t = DECL_NAME (t);
8330       /* Fall through.  */
8331     case IDENTIFIER_NODE:
8332       {
8333         tree decl;
8334         cp_id_kind idk;
8335         tree qualifying_class;
8336         bool non_integral_constant_expression_p;
8337         const char *error_msg;
8338
8339         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8340           {
8341             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8342             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8343           }
8344
8345         /* Look up the name.  */
8346         decl = lookup_name (t, 0);
8347
8348         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8349            failure, not NULL_TREE.  */
8350         if (decl == NULL_TREE)
8351           decl = error_mark_node;
8352
8353         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8354                                      &idk,
8355                                      &qualifying_class,
8356                                      /*integral_constant_expression_p=*/false,
8357                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8358                                      &non_integral_constant_expression_p,
8359                                      &error_msg);
8360         if (error_msg)
8361           error (error_msg);
8362         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8363           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8364         return decl;
8365       }
8366
8367     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8368       {
8369         tree object;
8370         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8371         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8372
8373         if (targs)
8374           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8375         
8376         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8377           {
8378             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8379             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8380           }
8381         else
8382           object = NULL_TREE;
8383         template = lookup_template_function (template, targs);
8384         
8385         if (object)
8386           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template), 
8387                          object, template, NULL_TREE);
8388         else
8389           return template;
8390       }
8391
8392     case INDIRECT_REF:
8393       return build_x_indirect_ref (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)), "unary *");
8394
8395     case NOP_EXPR:
8396       return build_nop
8397         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8398          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8399
8400     case CAST_EXPR:
8401       return build_functional_cast
8402         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8403          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8404
8405     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8406       return build_reinterpret_cast
8407         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8408          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8409
8410     case CONST_CAST_EXPR:
8411       return build_const_cast
8412         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8413          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8414
8415     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8416       return build_dynamic_cast
8417         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8418          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8419
8420     case STATIC_CAST_EXPR:
8421       return build_static_cast
8422         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8423          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8424
8425     case POSTDECREMENT_EXPR:
8426     case POSTINCREMENT_EXPR:
8427       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8428                                                 args, complain, in_decl);
8429       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
8430
8431     case PREDECREMENT_EXPR:
8432     case PREINCREMENT_EXPR:
8433     case NEGATE_EXPR:
8434     case BIT_NOT_EXPR:
8435     case ABS_EXPR:
8436     case TRUTH_NOT_EXPR:
8437     case CONVERT_EXPR:  /* Unary + */
8438     case REALPART_EXPR:
8439     case IMAGPART_EXPR:
8440       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8441
8442     case ADDR_EXPR:
8443       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8444       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
8445         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl, 
8446                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
8447       else
8448         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain, 
8449                                                   in_decl);
8450       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
8451         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
8452       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
8453
8454     case PLUS_EXPR:
8455     case MINUS_EXPR:
8456     case MULT_EXPR:
8457     case TRUNC_DIV_EXPR:
8458     case CEIL_DIV_EXPR:
8459     case FLOOR_DIV_EXPR:
8460     case ROUND_DIV_EXPR:
8461     case EXACT_DIV_EXPR:
8462     case BIT_AND_EXPR:
8463     case BIT_IOR_EXPR:
8464     case BIT_XOR_EXPR:
8465     case TRUNC_MOD_EXPR:
8466     case FLOOR_MOD_EXPR:
8467     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
8468     case TRUTH_ORIF_EXPR:
8469     case TRUTH_AND_EXPR:
8470     case TRUTH_OR_EXPR:
8471     case RSHIFT_EXPR:
8472     case LSHIFT_EXPR:
8473     case RROTATE_EXPR:
8474     case LROTATE_EXPR:
8475     case EQ_EXPR:
8476     case NE_EXPR:
8477     case MAX_EXPR:
8478     case MIN_EXPR:
8479     case LE_EXPR:
8480     case GE_EXPR:
8481     case LT_EXPR:
8482     case GT_EXPR:
8483     case MEMBER_REF:
8484     case DOTSTAR_EXPR:
8485       return build_x_binary_op
8486         (TREE_CODE (t), 
8487          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8488          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8489          /*overloaded_p=*/NULL);
8490
8491     case SCOPE_REF:
8492       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
8493                                   /*address_p=*/false);
8494
8495     case ARRAY_REF:
8496       if (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl)
8497           == NULL_TREE)
8498         /* new-type-id */
8499         return build_nt (ARRAY_REF, NULL_TREE, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8500                          NULL_TREE, NULL_TREE);
8501
8502       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8503                                                 args, complain, in_decl);
8504       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8505       if (DECL_P (op1))
8506         mark_used (op1);
8507       return grok_array_decl (op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
8508
8509     case SIZEOF_EXPR:
8510     case ALIGNOF_EXPR:
8511       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8512       if (!args)
8513         {
8514           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
8515              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
8516              the substitutions may not work.  */
8517           if (!TYPE_P (op1))
8518             op1 = TREE_TYPE (op1);
8519         }
8520       else
8521         {
8522           ++skip_evaluation;
8523           op1 = RECUR (op1);
8524           --skip_evaluation;
8525         }
8526       if (TYPE_P (op1))
8527         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
8528       else
8529         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
8530
8531     case MODOP_EXPR:
8532       {
8533         tree r = build_x_modify_expr
8534           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8535            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
8536            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8537         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
8538            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
8539            than plain assignment.  In the former case, it was already
8540            set and must be copied.  In the latter case,
8541            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
8542            here.  */
8543         if (TREE_NO_WARNING (t))
8544           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
8545         return r;
8546       }
8547
8548     case ARROW_EXPR:
8549       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8550                                                 args, complain, in_decl);
8551       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8552       if (DECL_P (op1))
8553         mark_used (op1);
8554       return build_x_arrow (op1);
8555
8556     case NEW_EXPR:
8557       return build_new
8558         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8559          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8560          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
8561          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
8562          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8563
8564     case DELETE_EXPR:
8565      return delete_sanity
8566        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8567         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8568         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
8569         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8570
8571     case COMPOUND_EXPR:
8572       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8573                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
8574
8575     case CALL_EXPR:
8576       {
8577         tree function;
8578         tree call_args;
8579         bool qualified_p;
8580         bool koenig_p;
8581
8582         function = TREE_OPERAND (t, 0);
8583         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
8584            not Koenig lookup should be performed.  */
8585         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
8586         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
8587           {
8588             qualified_p = true;
8589             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
8590                                             /*done=*/false, 
8591                                             /*address_p=*/false);
8592           }
8593         else
8594           {
8595             qualified_p = (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF
8596                            && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (function, 1))
8597                                == SCOPE_REF));
8598             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain, 
8599                                               in_decl,
8600                                               !qualified_p);
8601             if (BASELINK_P (function))
8602               qualified_p = true;
8603           }
8604
8605         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8606
8607         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
8608            lookup finds a non-function, in accordance with the
8609            expected resolution of DR 218.  */
8610         if (koenig_p
8611             && ((is_overloaded_fn (function)
8612                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
8613                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
8614                     to denote the function.  */
8615                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
8616                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
8617           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
8618
8619         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
8620           {
8621             unqualified_name_lookup_error (function);
8622             return error_mark_node;
8623           }
8624
8625         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8626         if (DECL_P (function))
8627           mark_used (function);
8628
8629         function = convert_from_reference (function);
8630
8631         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
8632           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
8633         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
8634           {
8635             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
8636               return finish_call_expr (function, call_args,
8637                                        /*disallow_virtual=*/false,
8638                                        /*koenig_p=*/false);
8639             else
8640               return (build_new_method_call 
8641                       (TREE_OPERAND (function, 0),
8642                        TREE_OPERAND (function, 1),
8643                        call_args, NULL_TREE, 
8644                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL));
8645           }
8646         return finish_call_expr (function, call_args, 
8647                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
8648                                  koenig_p);
8649       }
8650
8651     case COND_EXPR:
8652       return build_x_conditional_expr
8653         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8654          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8655          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8656
8657     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
8658       return finish_pseudo_destructor_expr 
8659         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8660          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8661          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8662
8663     case TREE_LIST:
8664       {
8665         tree purpose, value, chain;
8666
8667         if (t == void_list_node)
8668           return t;
8669
8670         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8671         if (purpose)
8672           purpose = RECUR (purpose);
8673         value = TREE_VALUE (t);
8674         if (value)
8675           value = RECUR (value);
8676         chain = TREE_CHAIN (t);
8677         if (chain && chain != void_type_node)
8678           chain = RECUR (chain);
8679         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8680             && value == TREE_VALUE (t)
8681             && chain == TREE_CHAIN (t))
8682           return t;
8683         return tree_cons (purpose, value, chain);
8684       }
8685
8686     case COMPONENT_REF:
8687       {
8688         tree object;
8689         tree member;
8690
8691         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8692                                                      args, complain, in_decl);
8693         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8694         if (DECL_P (object))
8695           mark_used (object);
8696
8697         member = TREE_OPERAND (t, 1);
8698         if (BASELINK_P (member))
8699           member = tsubst_baselink (member, 
8700                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
8701                                     args, complain, in_decl);
8702         else
8703           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
8704
8705         if (member == error_mark_node)
8706           return error_mark_node;
8707         else if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (object)))
8708           {
8709             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
8710               return finish_pseudo_destructor_expr (object, 
8711                                                     NULL_TREE,
8712                                                     TREE_TYPE (object));
8713             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8714                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
8715               return finish_pseudo_destructor_expr (object, 
8716                                                     object,
8717                                                     TREE_TYPE (object));
8718           }
8719         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8720                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
8721           {
8722             tree tmpl;
8723             tree args;
8724         
8725             /* Lookup the template functions now that we know what the
8726                scope is.  */
8727             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
8728             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
8729             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl, 
8730                                             /*is_type_p=*/false,
8731                                             /*complain=*/false);
8732             if (BASELINK_P (member))
8733               {
8734                 BASELINK_FUNCTIONS (member) 
8735                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
8736                               args);
8737                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup 
8738                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)), 
8739                            TREE_TYPE (object)));
8740               }
8741             else
8742               {
8743                 qualified_name_lookup_error (TREE_TYPE (object), tmpl,
8744                                              member);
8745                 return error_mark_node;
8746               }
8747           }
8748         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8749                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
8750                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
8751           {
8752             if (complain & tf_error)
8753               {
8754                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
8755                   error ("%qT is not a class or namespace", 
8756                          TREE_OPERAND (member, 0));
8757                 else
8758                   error ("%qD is not a class or namespace", 
8759                          TREE_OPERAND (member, 0));
8760               }
8761             return error_mark_node;
8762           }
8763         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
8764           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
8765
8766         return finish_class_member_access_expr (object, member);
8767       }
8768
8769     case THROW_EXPR:
8770       return build_throw
8771         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8772
8773     case CONSTRUCTOR:
8774       {
8775         tree r;
8776         tree elts;
8777         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8778         bool purpose_p;
8779
8780         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
8781         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
8782           return t;
8783
8784         r = NULL_TREE;
8785         /* We do not want to process the purpose of aggregate
8786            initializers as they are identifier nodes which will be
8787            looked up by digest_init.  */
8788         purpose_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
8789         for (elts = CONSTRUCTOR_ELTS (t);
8790              elts;
8791              elts = TREE_CHAIN (elts))
8792           {
8793             tree purpose = TREE_PURPOSE (elts);
8794             tree value = TREE_VALUE (elts);
8795             
8796             if (purpose && purpose_p)
8797               purpose = RECUR (purpose);
8798             value = RECUR (value);
8799             r = tree_cons (purpose, value, r);
8800           }
8801         
8802         r = build_constructor (NULL_TREE, nreverse (r));
8803         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
8804
8805         if (type)
8806           return digest_init (type, r, 0);
8807         return r;
8808       }
8809
8810     case TYPEID_EXPR:
8811       {
8812         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8813         if (TYPE_P (operand_0))
8814           return get_typeid (operand_0);
8815         return build_typeid (operand_0);
8816       }
8817
8818     case PARM_DECL:
8819       return convert_from_reference (tsubst_copy (t, args, complain, in_decl));
8820
8821     case VAR_DECL:
8822       if (args)
8823         t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8824       return convert_from_reference (t);
8825
8826     case VA_ARG_EXPR:
8827       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8828                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain, 
8829                                           in_decl));
8830
8831     case OFFSETOF_EXPR:
8832       return fold_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8833
8834     case STMT_EXPR:
8835       {
8836         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
8837         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
8838
8839         cur_stmt_expr = stmt_expr;
8840         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl);
8841         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
8842         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
8843
8844         return stmt_expr;
8845       }
8846
8847     case CONST_DECL:
8848       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8849       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
8850          to their underlying values.  */
8851       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
8852         return DECL_INITIAL (t);
8853       return t;
8854
8855     default:
8856       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8857     }
8858
8859 #undef RECUR
8860 }
8861
8862 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
8863    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
8864    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
8865    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
8866
8867 static bool
8868 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
8869 {
8870   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
8871   bool result = false;
8872
8873   for (ix = 0; ix != len; ix++)
8874     {
8875       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
8876       
8877       if (TYPE_P (t))
8878         {
8879           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
8880              of a class or enumeration declared in a local scope)
8881              shall not be used to declare an entity with linkage.
8882              This implies that names with no linkage cannot be used as
8883              template arguments.  */
8884           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
8885
8886           if (nt)
8887             {
8888               if (!(complain & tf_error))
8889                 /*OK*/;
8890               else if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
8891                 error ("%qT uses anonymous type", t);
8892               else
8893                 error ("%qT uses local type %qT", t, nt);
8894               result = true;
8895             }
8896           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
8897              allow variably-modified types as template arguments.  */
8898           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
8899             {
8900               if (complain & tf_error)
8901                 error ("%qT is a variably modified type", t);
8902               result = true;
8903             }
8904         }
8905       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
8906          constant.  */
8907       else if (TREE_TYPE (t)
8908                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
8909                && !TREE_CONSTANT (t))
8910         {
8911           if (complain & tf_error)
8912             error ("integral expression %qE is not constant", t);
8913           result = true;
8914         }
8915     }
8916   if (result && complain & tf_error)
8917     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
8918   return result;
8919 }
8920
8921 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
8922    the template arguments in TARG_PTR.  */
8923
8924 tree
8925 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
8926 {
8927   tree fndecl;
8928   tree gen_tmpl;
8929   tree spec;
8930
8931   if (tmpl == error_mark_node)
8932     return error_mark_node;
8933
8934   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
8935
8936   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
8937   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
8938     {
8939       tree spec;
8940       tree clone;
8941       
8942       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
8943                                    complain);
8944       if (spec == error_mark_node)
8945         return error_mark_node;
8946
8947       /* Look for the clone.  */
8948       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
8949         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
8950           return clone;
8951       /* We should always have found the clone by now.  */
8952       gcc_unreachable ();
8953       return NULL_TREE;
8954     }
8955   
8956   /* Check to see if we already have this specialization.  */
8957   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr, 
8958                                   /*class_specializations_p=*/false);
8959   if (spec != NULL_TREE)
8960     return spec;
8961
8962   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
8963   if (tmpl != gen_tmpl)
8964     {
8965       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
8966          arguments we must add the arguments used to perform the
8967          partial instantiation.  */
8968       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
8969                                               targ_ptr);
8970
8971       /* Check to see if we already have this specialization.  */
8972       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
8973                                       /*class_specializations_p=*/false);
8974       if (spec != NULL_TREE)
8975         return spec;
8976     }
8977
8978   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
8979                                complain))
8980     return error_mark_node;
8981   
8982   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
8983      parameters and return types have to be checked.  However this
8984      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
8985      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
8986      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
8987   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
8988
8989   /* Substitute template parameters.  */
8990   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
8991                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
8992
8993   /* Now we know the specialization, compute access previously
8994      deferred.  */
8995   push_access_scope (fndecl);
8996   perform_deferred_access_checks ();
8997   pop_access_scope (fndecl);
8998   pop_deferring_access_checks ();
8999
9000   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9001      template, not the most general template.  */
9002   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9003
9004   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9005      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9006      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9007      instantiating the template clones.  */
9008   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9009     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9010
9011   return fndecl;
9012 }
9013
9014 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9015    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9016    into which the deduced template arguments are placed.  
9017
9018    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9019    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9020    printed only for an incomplete match.
9021
9022    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9023    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9024
9025    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9026    template-id.
9027
9028    The parameter STRICT is one of:
9029
9030    DEDUCE_CALL: 
9031      We are deducing arguments for a function call, as in
9032      [temp.deduct.call].
9033
9034    DEDUCE_CONV:
9035      We are deducing arguments for a conversion function, as in 
9036      [temp.deduct.conv].
9037
9038    DEDUCE_EXACT:
9039      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9040      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9041      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9042      template, as in [temp.deduct.funcaddr]. 
9043
9044    DEDUCE_ORDER:
9045      We are deducing arguments when calculating the partial
9046      ordering between specializations of function or class
9047      templates, as in [temp.func.order] and [temp.class.order].
9048
9049    LEN is the number of parms to consider before returning success, or -1
9050    for all.  This is used in partial ordering to avoid comparing parms for
9051    which no actual argument was passed, since they are not considered in
9052    overload resolution (and are explicitly excluded from consideration in
9053    partial ordering in [temp.func.order]/6).  */
9054
9055 int
9056 fn_type_unification (tree fn, 
9057                      tree explicit_targs, 
9058                      tree targs, 
9059                      tree args, 
9060                      tree return_type,
9061                      unification_kind_t strict, 
9062                      int len)
9063 {
9064   tree parms;
9065   tree fntype;
9066   int result;
9067
9068   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9069
9070   fntype = TREE_TYPE (fn);
9071   if (explicit_targs)
9072     {
9073       /* [temp.deduct]
9074           
9075          The specified template arguments must match the template
9076          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9077          must not be more arguments than there are parameters;
9078          otherwise type deduction fails.
9079
9080          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9081          nontype template parameters, or must be convertible to the
9082          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9083          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9084
9085          All references in the function type of the function template
9086          to the corresponding template parameters are replaced by the
9087          specified template argument values.  If a substitution in a
9088          template parameter or in the function type of the function
9089          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9090       int i;
9091       tree converted_args;
9092       bool incomplete;
9093
9094       converted_args
9095         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), 
9096                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none, 
9097                                   /*require_all_arguments=*/0));
9098       if (converted_args == error_mark_node)
9099         return 1;
9100
9101       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9102          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9103          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9104          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9105          processing during substitution as we could create partial
9106          instantiations.  */
9107       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9108       processing_template_decl += incomplete;
9109       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9110       processing_template_decl -= incomplete;
9111       
9112       if (fntype == error_mark_node)
9113         return 1;
9114
9115       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9116       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9117         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9118     }
9119      
9120   parms = TYPE_ARG_TYPES (fntype);
9121   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9122   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn))
9123     parms = TREE_CHAIN (parms);
9124   
9125   if (return_type)
9126     {
9127       /* We've been given a return type to match, prepend it.  */
9128       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9129       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9130       if (len >= 0)
9131         ++len;
9132     }
9133
9134   /* We allow incomplete unification without an error message here
9135      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9136      callers must be ready to deal with unification failures in any
9137      event.  */
9138   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), 
9139                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9140                                   strict, /*allow_incomplete*/1, len);
9141
9142   if (result == 0) 
9143     /* All is well so far.  Now, check:
9144        
9145        [temp.deduct] 
9146        
9147        When all template arguments have been deduced, all uses of
9148        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9149        the corresponding deduced argument values.  If the
9150        substitution results in an invalid type, as described above,
9151        type deduction fails.  */
9152     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9153         == error_mark_node)
9154       return 1;
9155
9156   return result;
9157 }
9158
9159 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9160    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9161    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9162    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9163    the argument passed to the call, or the type of the value
9164    initialized with the result of the conversion function.  */
9165
9166 static int
9167 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict, 
9168                                   tree* parm, 
9169                                   tree* arg)
9170 {
9171   int result = 0;
9172   
9173   switch (strict)
9174     {
9175     case DEDUCE_CALL:
9176       break;
9177
9178     case DEDUCE_CONV:
9179       {
9180         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9181            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9182            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9183         tree* temp = parm;
9184         parm = arg;
9185         arg = temp;
9186         break;
9187       }
9188
9189     case DEDUCE_EXACT:
9190       /* There is nothing to do in this case.  */
9191       return 0;
9192
9193     case DEDUCE_ORDER:
9194       /* DR 214. [temp.func.order] is underspecified, and leads to no
9195          ordering between things like `T *' and `T const &' for `U *'.
9196          The former has T=U and the latter T=U*. The former looks more
9197          specialized and John Spicer considers it well-formed (the EDG
9198          compiler accepts it).
9199
9200          John also confirms that deduction should proceed as in a function
9201          call. Which implies the usual ARG and PARM conversions as DEDUCE_CALL.
9202          However, in ordering, ARG can have REFERENCE_TYPE, but no argument
9203          to an actual call can have such a type.
9204          
9205          If both ARG and PARM are REFERENCE_TYPE, we change neither.
9206          If only ARG is a REFERENCE_TYPE, we look through that and then
9207          proceed as with DEDUCE_CALL (which could further convert it).  */
9208       if (TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9209         {
9210           if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9211             return 0;
9212           *arg = TREE_TYPE (*arg);
9213         }
9214       break;
9215     default:
9216       gcc_unreachable ();
9217     }
9218
9219   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9220     {
9221       /* [temp.deduct.call]
9222          
9223          If P is not a reference type:
9224          
9225          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9226          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9227          used in place of A for type deduction; otherwise,
9228          
9229          --If A is a function type, the pointer type produced by
9230          the function-to-pointer standard conversion
9231          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9232          otherwise,
9233          
9234          --If A is a cv-qualified type, the top level
9235          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9236          deduction.  */
9237       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9238         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9239       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9240         *arg = build_pointer_type (*arg);
9241       else
9242         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9243     }
9244   
9245   /* [temp.deduct.call]
9246      
9247      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9248      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9249      reference type, the type referred to by P is used for
9250      type deduction.  */
9251   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9252   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9253     {
9254       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9255       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9256     }
9257
9258   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9259      too (which has been swapped into ARG).  */
9260   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9261     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9262   
9263   return result;
9264 }
9265
9266 /* Most parms like fn_type_unification.
9267
9268    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9269    arguments of a function or method parameter of a function
9270    template).  */
9271
9272 static int
9273 type_unification_real (tree tparms, 
9274                        tree targs, 
9275                        tree xparms, 
9276                        tree xargs, 
9277                        int subr,
9278                        unification_kind_t strict, 
9279                        int allow_incomplete, 
9280                        int xlen)
9281 {
9282   tree parm, arg;
9283   int i;
9284   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9285   int sub_strict;
9286   int saw_undeduced = 0;
9287   tree parms, args;
9288   int len;
9289
9290   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9291   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9292   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9293   gcc_assert (ntparms > 0);
9294
9295   switch (strict)
9296     {
9297     case DEDUCE_CALL:
9298       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9299                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9300       break;
9301       
9302     case DEDUCE_CONV:
9303       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9304       break;
9305
9306     case DEDUCE_EXACT:
9307       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9308       break;
9309     
9310     case DEDUCE_ORDER:
9311       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9312       break;
9313       
9314     default:
9315       gcc_unreachable ();
9316     }
9317
9318   if (xlen == 0)
9319     return 0;
9320
9321  again:
9322   parms = xparms;
9323   args = xargs;
9324   len = xlen;
9325
9326   while (parms
9327          && parms != void_list_node
9328          && args
9329          && args != void_list_node)
9330     {
9331       parm = TREE_VALUE (parms);
9332       parms = TREE_CHAIN (parms);
9333       arg = TREE_VALUE (args);
9334       args = TREE_CHAIN (args);
9335
9336       if (arg == error_mark_node)
9337         return 1;
9338       if (arg == unknown_type_node)
9339         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9340            template args from other function args.  */
9341         continue;
9342
9343       /* Conversions will be performed on a function argument that
9344          corresponds with a function parameter that contains only
9345          non-deducible template parameters and explicitly specified
9346          template parameters.  */
9347       if (!uses_template_parms (parm))
9348         {
9349           tree type;
9350
9351           if (!TYPE_P (arg))
9352             type = TREE_TYPE (arg);
9353           else
9354             type = arg;
9355
9356           if (strict == DEDUCE_EXACT || strict == DEDUCE_ORDER)
9357             {
9358               if (same_type_p (parm, type))
9359                 continue;
9360             }
9361           else
9362             /* It might work; we shouldn't check now, because we might
9363                get into infinite recursion.  Overload resolution will
9364                handle it.  */
9365             continue;
9366
9367           return 1;
9368         }
9369         
9370       if (!TYPE_P (arg))
9371         {
9372           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9373           if (type_unknown_p (arg))
9374             {
9375               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from
9376                  a pointer to function or pointer to member function
9377                  argument if the set of overloaded functions does not
9378                  contain function templates and at most one of a set of
9379                  overloaded functions provides a unique match.  */
9380
9381               if (resolve_overloaded_unification
9382                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict)
9383                   != 0)
9384                 return 1;
9385               continue;
9386             }
9387           arg = TREE_TYPE (arg);
9388           if (arg == error_mark_node)
9389             return 1;
9390         }
9391       
9392       {
9393         int arg_strict = sub_strict;
9394         
9395         if (!subr)
9396           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9397
9398         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
9399           return 1;
9400       }
9401
9402       /* Are we done with the interesting parms?  */
9403       if (--len == 0)
9404         goto done;
9405     }
9406   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
9407      are present, and the parm list isn't variadic.  */
9408   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
9409     return 1;
9410   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
9411   if (parms
9412       && parms != void_list_node
9413       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
9414     return 1;
9415
9416  done:
9417   if (!subr)
9418     for (i = 0; i < ntparms; i++)
9419       if (TREE_VEC_ELT (targs, i) == NULL_TREE)
9420         {
9421           tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
9422
9423           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
9424              a type parameter, try another pass; its type may have been
9425              deduced from a later argument than the one from which
9426              this parameter can be deduced.  */
9427           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
9428               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
9429               && !saw_undeduced++)
9430             goto again;
9431
9432           if (!allow_incomplete)
9433             error ("incomplete type unification");
9434           return 2;
9435         }
9436   return 0;
9437 }
9438
9439 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables at the
9440    call site.  ARG is an overloaded function (or template-id); we try
9441    deducing template args from each of the overloads, and if only one
9442    succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns 0 on success.  */
9443
9444 static int
9445 resolve_overloaded_unification (tree tparms, 
9446                                 tree targs,
9447                                 tree parm,
9448                                 tree arg, 
9449                                 unification_kind_t strict,
9450                                 int sub_strict)
9451 {
9452   tree tempargs = copy_node (targs);
9453   int good = 0;
9454   bool addr_p;
9455
9456   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
9457     {
9458       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9459       addr_p = true;
9460     }
9461   else
9462     addr_p = false;
9463
9464   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
9465     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
9466        function name.  */
9467     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9468
9469   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
9470     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9471
9472   /* Strip baselink information.  */
9473   if (BASELINK_P (arg))
9474     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
9475
9476   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9477     {
9478       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
9479          the affected templates before we try to unify, in case the
9480          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
9481
9482       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
9483       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9484
9485       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9486         {
9487           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
9488           tree subargs, elem;
9489
9490           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
9491             continue;
9492
9493           subargs = get_bindings_overload (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
9494                                            expl_subargs);
9495           if (subargs)
9496             {
9497               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
9498               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm, 
9499                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
9500             }
9501         }
9502     }
9503   else
9504     {
9505       gcc_assert (TREE_CODE (arg) == OVERLOAD
9506                   || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_DECL);
9507   
9508       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9509         good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9510                                   TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
9511                                   strict, sub_strict, addr_p);
9512     }
9513
9514   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9515      to function or pointer to member function argument if the set of
9516      overloaded functions does not contain function templates and at most
9517      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9518
9519      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
9520      deduce anything.  */
9521
9522   if (good == 1)
9523     {
9524       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9525       for (; i--; )
9526         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
9527           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9528     }
9529   if (good)
9530     return 0;
9531
9532   return 1;
9533 }
9534
9535 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
9536    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
9537    different overloads deduce different arguments for a given parm.
9538    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
9539    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
9540
9541    Returns 1 on success.  */
9542
9543 static int
9544 try_one_overload (tree tparms,
9545                   tree orig_targs,
9546                   tree targs, 
9547                   tree parm, 
9548                   tree arg, 
9549                   unification_kind_t strict,
9550                   int sub_strict,
9551                   bool addr_p)
9552 {
9553   int nargs;
9554   tree tempargs;
9555   int i;
9556
9557   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9558      to function or pointer to member function argument if the set of
9559      overloaded functions does not contain function templates and at most
9560      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9561
9562      So if this is a template, just return success.  */
9563
9564   if (uses_template_parms (arg))
9565     return 1;
9566
9567   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9568     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
9569   else if (addr_p)
9570     arg = build_pointer_type (arg);
9571
9572   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9573
9574   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
9575      some template args from previous args, unify would complain when we
9576      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
9577      there isn't really a conflict.  */
9578   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9579   tempargs = make_tree_vec (nargs);
9580
9581   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
9582     return 0;
9583
9584   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
9585      explicitly specified args.  */
9586   for (i = nargs; i--; )
9587     {
9588       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9589       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
9590
9591       if (elt == NULL_TREE)
9592         continue;
9593       else if (uses_template_parms (elt))
9594         {
9595           /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in template
9596              args used in the function parm list with our own template parms.
9597              Discard them.  */
9598           TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
9599           continue;
9600         }
9601       else if (oldelt && ! template_args_equal (oldelt, elt))
9602         return 0;
9603     }
9604
9605   for (i = nargs; i--; )
9606     {
9607       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9608
9609       if (elt)
9610         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
9611     }
9612
9613   return 1;
9614 }
9615
9616 /* Verify that nondeduce template argument agrees with the type
9617    obtained from argument deduction.  Return nonzero if the
9618    verification fails.
9619
9620    For example:
9621
9622      struct A { typedef int X; };
9623      template <class T, class U> struct C {};
9624      template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
9625
9626    Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
9627    `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
9628    is `int'.  This function ensure that they agree.
9629
9630    TARGS, PARMS are the same as the arguments of unify.
9631    ARGS contains template arguments from all levels.  */
9632
9633 static int
9634 verify_class_unification (tree targs, tree parms, tree args)
9635 {
9636   parms = tsubst (parms, add_outermost_template_args (args, targs),
9637                   tf_none, NULL_TREE);
9638   if (parms == error_mark_node)
9639     return 1;
9640
9641   return !comp_template_args (parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args));
9642 }
9643
9644 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
9645    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
9646    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
9647    TARGS are as for unify.  */
9648
9649 static tree
9650 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9651 {
9652   tree copy_of_targs;
9653
9654   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
9655       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)) 
9656           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
9657     return NULL_TREE;
9658
9659   /* We need to make a new template argument vector for the call to
9660      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
9661      the attempted unification, even if this class didn't work out.
9662      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
9663      we've already done, since unification is supposed to be done on
9664      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
9665      following pathological case:
9666
9667        template <int I, int J, int K>
9668        struct S {};
9669        
9670        template <int I, int J>
9671        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
9672        
9673        template <int I, int J, int K>
9674        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
9675        
9676        void g() {
9677          S<0, 0, 0> s0;
9678          S<0, 1, 2> s2;
9679        
9680          f(s0, s2);
9681        }
9682
9683      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
9684      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
9685      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
9686      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
9687      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
9688      would reject the possibility I=1.  */
9689   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
9690   
9691   /* If unification failed, we're done.  */
9692   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
9693              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
9694     return NULL_TREE;
9695
9696   return arg;
9697 }
9698
9699 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
9700    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
9701    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
9702    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
9703    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
9704    by unify.  */
9705
9706 static tree
9707 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9708 {
9709   tree rval = NULL_TREE;
9710   tree binfo;
9711
9712   gcc_assert (IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (arg)));
9713   
9714   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
9715   if (!binfo)
9716     /* The type could not be completed.  */
9717     return NULL_TREE;
9718
9719   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
9720      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
9721   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
9722     {
9723       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
9724
9725       if (r)
9726         {
9727           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
9728
9729                [temp.deduct.call]
9730
9731               If they yield more than one possible deduced A, the type
9732               deduction fails.
9733
9734              applies.  */
9735           if (rval && !same_type_p (r, rval))
9736             return NULL_TREE;
9737           
9738           rval = r;
9739         }
9740     }
9741
9742   return rval;
9743 }
9744
9745 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
9746
9747 static int
9748 template_decl_level (tree decl)
9749 {
9750   switch (TREE_CODE (decl))
9751     {
9752     case TYPE_DECL:
9753     case TEMPLATE_DECL:
9754       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
9755
9756     case PARM_DECL:
9757       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
9758
9759     default:
9760       gcc_unreachable ();
9761     }
9762   return 0;
9763 }
9764
9765 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
9766    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
9767    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
9768
9769 static int
9770 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
9771 {
9772   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
9773   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
9774
9775   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9776       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9777     {
9778       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
9779           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
9780           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
9781           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
9782           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
9783           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
9784       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
9785            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
9786            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9787           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
9788         return 0;
9789
9790       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
9791           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
9792         return 0;
9793     }
9794
9795   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9796       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
9797     return 0;
9798
9799   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
9800       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
9801     return 0;
9802
9803   return 1;
9804 }
9805
9806 /* Takes parameters as for type_unification.  Returns 0 if the
9807    type deduction succeeds, 1 otherwise.  The parameter STRICT is a
9808    bitwise or of the following flags:
9809
9810      UNIFY_ALLOW_NONE:
9811        Require an exact match between PARM and ARG.
9812      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
9813        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
9814        conversion) than ARG.
9815      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
9816        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
9817      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
9818        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
9819        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
9820        ARG.
9821      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
9822        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
9823        case for more information. 
9824      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
9825        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
9826        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
9827        have const qualified pointers leading up to the inner type which
9828        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
9829        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
9830        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
9831      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
9832        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
9833        qualified at this point.
9834      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
9835        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
9836        qualified at this point.  */
9837
9838 static int
9839 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
9840 {
9841   int idx;
9842   tree targ;
9843   tree tparm;
9844   int strict_in = strict;
9845
9846   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
9847      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
9848      signedness is the only information lost, and I think that will be
9849      okay.  */
9850   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
9851     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
9852
9853   if (arg == error_mark_node)
9854     return 1;
9855   if (arg == unknown_type_node)
9856     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9857        template args from other function args.  */
9858     return 0;
9859
9860   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
9861      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
9862      template parameters.  We might need them if we're trying to
9863      figure out which of two things is more specialized.  */
9864   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
9865     return 0;
9866
9867   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
9868      cv-qualification mismatches.  */
9869   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9870       && TYPE_P (arg)
9871       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
9872          type, and the elements might be template type parms. We'll check
9873          when we recurse.  */
9874       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
9875       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
9876          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
9877          PARM `T' for example, when computing which of two templates
9878          is more specialized, for example.  */
9879       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
9880       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
9881     return 1;
9882
9883   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
9884       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
9885     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
9886   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
9887   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
9888   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9889   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
9890   
9891   switch (TREE_CODE (parm))
9892     {
9893     case TYPENAME_TYPE:
9894     case SCOPE_REF:
9895     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
9896       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
9897          argument values cannot be deduced for template parameters used
9898          within the nested-name-specifier.  */
9899       return 0;
9900
9901     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9902     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9903     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9904       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
9905
9906       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
9907           != template_decl_level (tparm))
9908         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
9909            to see if it matches ARG.  */
9910         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9911                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
9912       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
9913       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
9914       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
9915
9916       /* Check for mixed types and values.  */
9917       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9918            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
9919           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM 
9920               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
9921         return 1;
9922
9923       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9924         {
9925           /* ARG must be constructed from a template class or a template
9926              template parameter.  */
9927           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9928               && (TREE_CODE (arg) != RECORD_TYPE || !CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)))
9929             return 1;
9930
9931           {
9932             tree parmtmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (parm);
9933             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
9934             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
9935             tree argtmplvec
9936               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_TI_TEMPLATE (arg));
9937             int i;
9938
9939             /* The parameter and argument roles have to be switched here 
9940                in order to handle default arguments properly.  For example, 
9941                template<template <class> class TT> void f(TT<int>) 
9942                should be able to accept vector<int> which comes from 
9943                template <class T, class Allocator = allocator> 
9944                class vector.  */
9945
9946             if (coerce_template_parms (argtmplvec, parmvec, parmtmpl, 0, 1)
9947                 == error_mark_node)
9948               return 1;
9949           
9950             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.  
9951                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
9952                rather than the whole TREE_VEC since they can have
9953                different number of elements.  */
9954
9955             for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parmvec); ++i)
9956               {
9957                 if (unify (tparms, targs, 
9958                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i), 
9959                            TREE_VEC_ELT (argvec, i), 
9960                            UNIFY_ALLOW_NONE))
9961                   return 1;
9962               }
9963           }
9964           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
9965
9966           /* Fall through to deduce template name.  */
9967         }
9968
9969       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9970           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9971         {
9972           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
9973
9974           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
9975           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
9976             return 0;
9977           else if (targ)
9978             return 1;
9979         }
9980       else
9981         {
9982           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
9983              a match unless we are allowing additional qualification.
9984              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
9985              that binds `const int' to `T'.  */
9986           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL, 
9987                                          arg, parm))
9988             return 1;
9989
9990           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
9991              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
9992           arg = cp_build_qualified_type_real
9993             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
9994           if (arg == error_mark_node)
9995             return 1;
9996
9997           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
9998           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
9999             return 0;
10000           else if (targ)
10001             return 1;
10002
10003           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
10004              that were talking about variable-sized arrays (like
10005              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
10006              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
10007              the bound of the array will not be computable in an
10008              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
10009              ISO C++, so we can do as we please here.  */
10010           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
10011             return 1;
10012         }
10013
10014       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10015       return 0;
10016
10017     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10018       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10019
10020       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm) 
10021           != template_decl_level (tparm))
10022         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10023            to see if it matches ARG.  */
10024         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10025                  && cp_tree_equal (parm, arg));
10026
10027       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
10028       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
10029
10030       if (targ)
10031         return !cp_tree_equal (targ, arg);
10032
10033       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
10034          with a non-type template-parameter, the non-type
10035          template-parameter is used in an expression in the function
10036          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
10037          deduced, the template-argument type shall match the type of the
10038          template-parameter exactly, except that a template-argument
10039          deduced from an array bound may be of any integral type. 
10040          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
10041       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
10042       if (!TREE_TYPE (arg))
10043         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
10044            It will later be processed in convert_template_argument.  */
10045         ;
10046       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
10047         /* OK */;
10048       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
10049                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
10050                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
10051         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
10052            template argument must exactly match the types of the
10053            corresponding parameter.  */
10054         arg = fold (build_nop (TREE_TYPE (parm), arg));
10055       else if (uses_template_parms (tparm))
10056         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
10057            later.  */
10058         return 0;
10059       else
10060         return 1;
10061
10062       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10063       return 0;
10064
10065     case PTRMEM_CST:
10066      {
10067         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
10068          another constant.  */
10069       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
10070         return 1;
10071
10072       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
10073          wrong, depending on the strict flags) to unify also
10074          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
10075          arg refer to the same variable, even if through different
10076          classes. For instance:
10077
10078          struct A { int x; };
10079          struct B : A { };
10080
10081          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
10082       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
10083                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
10084      }
10085
10086     case POINTER_TYPE:
10087       {
10088         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
10089           return 1;
10090         
10091         /* [temp.deduct.call]
10092
10093            A can be another pointer or pointer to member type that can
10094            be converted to the deduced A via a qualification
10095            conversion (_conv.qual_).
10096
10097            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
10098            This will allow for additional cv-qualification of the
10099            pointed-to types if appropriate.  */
10100         
10101         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
10102           /* The derived-to-base conversion only persists through one
10103              level of pointers.  */
10104           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
10105
10106         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), 
10107                       TREE_TYPE (arg), strict);
10108       }
10109
10110     case REFERENCE_TYPE:
10111       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
10112         return 1;
10113       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10114                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10115
10116     case ARRAY_TYPE:
10117       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
10118         return 1;
10119       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
10120           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
10121         return 1;
10122       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
10123         {
10124           tree parm_max;
10125           tree arg_max;
10126
10127           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
10128           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
10129
10130           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
10131              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
10132              not an integer constant.  */
10133           if (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR)
10134             {
10135               arg_max = fold (build2 (PLUS_EXPR, 
10136                                       integer_type_node,
10137                                       arg_max,
10138                                       TREE_OPERAND (parm_max, 1)));
10139               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
10140             }
10141
10142           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
10143             return 1;
10144         }
10145       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10146                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10147
10148     case REAL_TYPE:
10149     case COMPLEX_TYPE:
10150     case VECTOR_TYPE:
10151     case INTEGER_TYPE:
10152     case BOOLEAN_TYPE:
10153     case ENUMERAL_TYPE:
10154     case VOID_TYPE:
10155       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10156         return 1;
10157       
10158       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
10159          function.  */
10160       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
10161         return 1;
10162
10163       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
10164          will invalidate it if necessary.  */
10165       return 0;
10166
10167       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
10168       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
10169     case INTEGER_CST:
10170       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
10171         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10172
10173       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
10174         return 1;
10175       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
10176
10177     case TREE_VEC:
10178       {
10179         int i;
10180         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
10181           return 1;
10182         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
10183           return 1;
10184         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
10185           if (unify (tparms, targs,
10186                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
10187                      UNIFY_ALLOW_NONE))
10188             return 1;
10189         return 0;
10190       }
10191
10192     case RECORD_TYPE:
10193     case UNION_TYPE:
10194       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10195         return 1;
10196   
10197       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
10198         {
10199           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10200             return 1;
10201
10202           return unify (tparms, targs, 
10203                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
10204                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
10205                         strict);
10206         }
10207
10208       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
10209         {
10210           tree t = NULL_TREE;
10211
10212           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
10213             {
10214               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
10215               t = try_class_unification (tparms, targs,
10216                                          parm, arg);
10217
10218               if (!t)
10219                 {
10220                   /* Fallback to the special case allowed in
10221                      [temp.deduct.call]:
10222                      
10223                        If P is a class, and P has the form
10224                        template-id, then A can be a derived class of
10225                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
10226                        a class of the form template-id, A can be a
10227                        pointer to a derived class pointed to by the
10228                        deduced A.  */
10229                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
10230
10231                   if (!t)
10232                     return 1;
10233                 }
10234             }
10235           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg) 
10236                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm) 
10237                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
10238             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
10239                Then, we should unify `int' and `U'.  */
10240             t = arg;
10241           else
10242             /* There's no chance of unification succeeding.  */
10243             return 1;
10244
10245           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10246                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
10247         }
10248       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
10249         return 1;
10250       return 0;
10251
10252     case METHOD_TYPE:
10253     case FUNCTION_TYPE:
10254       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10255         return 1;
10256
10257       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10258                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10259         return 1;
10260       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10261                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, 
10262                                     DEDUCE_EXACT, 0, -1);
10263
10264     case OFFSET_TYPE:
10265       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10266         return 1;
10267       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10268                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10269         return 1;
10270       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10271                     strict);
10272
10273     case CONST_DECL:
10274       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10275         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10276       if (arg != decl_constant_value (parm)) 
10277         return 1;
10278       return 0;
10279
10280     case FIELD_DECL:
10281     case TEMPLATE_DECL:
10282       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10283       return 1;
10284
10285     default:
10286       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10287       
10288       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10289          something like: 
10290            
10291            template <int I>
10292            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10293
10294          This is a "nondeduced context":
10295
10296            [deduct.type]
10297            
10298            The nondeduced contexts are:
10299
10300            --A type that is a template-id in which one or more of
10301              the template-arguments is an expression that references
10302              a template-parameter.  
10303
10304          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10305          actually infer any unifications.  */
10306
10307       if (!uses_template_parms (parm)
10308           && !template_args_equal (parm, arg))
10309         return 1;
10310       else
10311         return 0;
10312     }
10313 }
10314 \f
10315 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
10316    required.  */
10317
10318 static void
10319 mark_definable (tree decl)
10320 {
10321   tree clone;
10322   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
10323   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
10324     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
10325 }
10326
10327 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
10328    explicitly instantiated class.  */
10329
10330 void
10331 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
10332 {
10333   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
10334
10335   /* If this entity has already been written out, it's too late to
10336      make any modifications.  */
10337   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
10338     return;
10339
10340   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
10341     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
10342        set correctly by tsubst.  */
10343     TREE_PUBLIC (result) = 1;
10344
10345   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
10346   DECL_COMDAT (result) = 0;
10347
10348   if (extern_p)
10349     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
10350   else
10351     {
10352       mark_definable (result);
10353       /* Always make artificials weak.  */
10354       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
10355         comdat_linkage (result);
10356       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
10357          linkonce sections.  */
10358       else if (TREE_PUBLIC (result))
10359         maybe_make_one_only (result);
10360     }
10361   
10362   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
10363      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
10364      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
10365      emitted here.  In neither circumstance do we want
10366      import_export_decl to adjust the linkage.  */
10367   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1; 
10368 }
10369
10370 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
10371
10372    DEDUCE should be DEDUCE_EXACT or DEDUCE_ORDER.
10373    
10374    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
10375    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10376    0 if neither is more specialized.
10377
10378    LEN is passed through to fn_type_unification.  */
10379    
10380 int
10381 more_specialized (tree pat1, tree pat2, int deduce, int len)
10382 {
10383   tree targs;
10384   int winner = 0;
10385
10386   /* If template argument deduction succeeds, we substitute the
10387      resulting arguments into non-deduced contexts.  While doing that,
10388      we must be aware that we may encounter dependent types.  */
10389   ++processing_template_decl;
10390   targs = get_bindings_real (pat1, DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2),
10391                              NULL_TREE, 0, deduce, len);
10392   if (targs)
10393     --winner;
10394
10395   targs = get_bindings_real (pat2, DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1),
10396                              NULL_TREE, 0, deduce, len);
10397   if (targs)
10398     ++winner;
10399   --processing_template_decl;
10400
10401   return winner;
10402 }
10403
10404 /* Given two class template specialization list nodes PAT1 and PAT2, return:
10405
10406    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.class.order].
10407    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10408    0 if neither is more specialized.
10409
10410    FULL_ARGS is the full set of template arguments that triggers this
10411    partial ordering.  */
10412    
10413 int
10414 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2, tree full_args)
10415 {
10416   tree targs;
10417   int winner = 0;
10418
10419   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between 
10420      different class template specializations, we may encounter dependent
10421      types in the arguments, and we need our dependency check functions
10422      to behave correctly.  */
10423   ++processing_template_decl;
10424   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1), TREE_PURPOSE (pat1),
10425                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat2)));
10426   if (targs)
10427     --winner;
10428
10429   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2), TREE_PURPOSE (pat2),
10430                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat1)));
10431   if (targs)
10432     ++winner;
10433   --processing_template_decl;
10434
10435   return winner;
10436 }
10437
10438 /* Return the template arguments that will produce the function signature
10439    DECL from the function template FN, with the explicit template
10440    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is 1, the return type must
10441    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
10442    found.  DEDUCE and LEN are passed through to fn_type_unification.  */
10443    
10444 static tree
10445 get_bindings_real (tree fn, 
10446                    tree decl, 
10447                    tree explicit_args, 
10448                    int check_rettype, 
10449                    int deduce, 
10450                    int len)
10451 {
10452   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
10453   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
10454   tree decl_type;
10455   tree decl_arg_types;
10456   int i;
10457
10458   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
10459      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
10460      FN.  */
10461   decl_type = TREE_TYPE (decl);
10462   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
10463     {
10464       tree tmpl;
10465       tree converted_args;
10466
10467       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10468         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10469       else
10470         /* We can get here for some invalid specializations.  */
10471         return NULL_TREE;
10472
10473       converted_args
10474         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
10475                                   explicit_args, NULL_TREE,
10476                                   tf_none, /*require_all_arguments=*/0));
10477       if (converted_args == error_mark_node)
10478         return NULL_TREE;
10479       
10480       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE); 
10481       if (decl_type == error_mark_node)
10482         return NULL_TREE;
10483     }
10484
10485   decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
10486   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
10487   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
10488     decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
10489
10490   i = fn_type_unification (fn, explicit_args, targs, 
10491                            decl_arg_types,
10492                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
10493                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
10494                            deduce, len);
10495
10496   if (i != 0)
10497     return NULL_TREE;
10498
10499   return targs;
10500 }
10501
10502 /* For most uses, we want to check the return type.  */
10503
10504 static tree 
10505 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args)
10506 {
10507   return get_bindings_real (fn, decl, explicit_args, 1, DEDUCE_EXACT, -1);
10508 }
10509
10510 /* But for resolve_overloaded_unification, we only care about the parameter
10511    types.  */
10512
10513 static tree
10514 get_bindings_overload (tree fn, tree decl, tree explicit_args)
10515 {
10516   return get_bindings_real (fn, decl, explicit_args, 0, DEDUCE_EXACT, -1);
10517 }
10518
10519 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
10520    template specialization whose innermost template parameters are
10521    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
10522    ARGS.  
10523
10524    For example, suppose we have:
10525
10526      template <class T, class U> struct S {};
10527      template <class T> struct S<T*, int> {};
10528
10529    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
10530    {T}, the PARMS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
10531    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
10532    is bound to `double'.  */
10533
10534 static tree
10535 get_class_bindings (tree tparms, tree parms, tree args)
10536 {
10537   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
10538   tree vec = make_tree_vec (ntparms);
10539
10540   if (unify (tparms, vec, parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
10541              UNIFY_ALLOW_NONE))
10542     return NULL_TREE;
10543
10544   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
10545     if (! TREE_VEC_ELT (vec, i))
10546       return NULL_TREE;
10547
10548   if (verify_class_unification (vec, parms, args))
10549     return NULL_TREE;
10550
10551   return vec;
10552 }
10553
10554 /* In INSTANTIATIONS is a list of <INSTANTIATION, TEMPLATE> pairs.
10555    Pick the most specialized template, and return the corresponding
10556    instantiation, or if there is no corresponding instantiation, the
10557    template itself.  If there is no most specialized template,
10558    error_mark_node is returned.  If there are no templates at all,
10559    NULL_TREE is returned.  */
10560
10561 tree
10562 most_specialized_instantiation (tree instantiations)
10563 {
10564   tree fn, champ;
10565   int fate;
10566
10567   if (!instantiations)
10568     return NULL_TREE;
10569
10570   champ = instantiations;
10571   for (fn = TREE_CHAIN (instantiations); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10572     {
10573       fate = more_specialized (TREE_VALUE (champ), TREE_VALUE (fn),
10574                                DEDUCE_EXACT, -1);
10575       if (fate == 1)
10576         ;
10577       else
10578         {
10579           if (fate == 0)
10580             {
10581               fn = TREE_CHAIN (fn);
10582               if (! fn)
10583                 return error_mark_node;
10584             }
10585           champ = fn;
10586         }
10587     }
10588
10589   for (fn = instantiations; fn && fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
10590     {
10591       fate = more_specialized (TREE_VALUE (champ), TREE_VALUE (fn),
10592                                DEDUCE_EXACT, -1);
10593       if (fate != 1)
10594         return error_mark_node;
10595     }
10596
10597   return TREE_PURPOSE (champ) ? TREE_PURPOSE (champ) : TREE_VALUE (champ);
10598 }
10599
10600 /* Return the most specialized of the list of templates in FNS that can
10601    produce an instantiation matching DECL, given the explicit template
10602    arguments EXPLICIT_ARGS.  */
10603
10604 static tree
10605 most_specialized (tree fns, tree decl, tree explicit_args)
10606 {
10607   tree candidates = NULL_TREE;
10608   tree fn, args;
10609
10610   for (fn = fns; fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10611     {
10612       tree candidate = TREE_VALUE (fn);
10613
10614       args = get_bindings (candidate, decl, explicit_args);
10615       if (args)
10616         candidates = tree_cons (NULL_TREE, candidate, candidates);
10617     }
10618
10619   return most_specialized_instantiation (candidates);
10620 }
10621
10622 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
10623    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
10624
10625    For example, given:
10626
10627      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
10628
10629    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
10630    the full template.  This function will not trace past partial
10631    specializations, however.  For example, given in addition:
10632
10633      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
10634
10635    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
10636    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
10637
10638 tree
10639 most_general_template (tree decl)
10640 {
10641   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
10642      an immediate specialization.  */
10643   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
10644     {
10645       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
10646         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10647
10648         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
10649            template friend.  */
10650         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
10651           return NULL_TREE;
10652       } else
10653         return NULL_TREE;
10654     }
10655
10656   /* Look for more and more general templates.  */
10657   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10658     {
10659       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
10660          (See cp-tree.h for details.)  */
10661       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
10662         break;
10663
10664       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
10665           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
10666         break;
10667
10668       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
10669       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
10670           && DECL_CONTEXT (decl)
10671           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
10672         break;
10673
10674       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10675     }
10676
10677   return decl;
10678 }
10679
10680 /* Return the most specialized of the class template specializations
10681    of TMPL which can produce an instantiation matching ARGS, or
10682    error_mark_node if the choice is ambiguous.  */
10683
10684 static tree
10685 most_specialized_class (tree tmpl, tree args)
10686 {
10687   tree list = NULL_TREE;
10688   tree t;
10689   tree champ;
10690   int fate;
10691
10692   tmpl = most_general_template (tmpl);
10693   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
10694     {
10695       tree spec_args 
10696         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args);
10697       if (spec_args)
10698         {
10699           list = tree_cons (TREE_PURPOSE (t), TREE_VALUE (t), list);
10700           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
10701         }
10702     }
10703
10704   if (! list)
10705     return NULL_TREE;
10706
10707   t = list;
10708   champ = t;
10709   t = TREE_CHAIN (t);
10710   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
10711     {
10712       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10713       if (fate == 1)
10714         ;
10715       else
10716         {
10717           if (fate == 0)
10718             {
10719               t = TREE_CHAIN (t);
10720               if (! t)
10721                 return error_mark_node;
10722             }
10723           champ = t;
10724         }
10725     }
10726
10727   for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
10728     {
10729       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10730       if (fate != 1)
10731         return error_mark_node;
10732     }
10733
10734   return champ;
10735 }
10736
10737 /* Explicitly instantiate DECL.  */
10738
10739 void
10740 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
10741 {
10742   tree result = NULL_TREE;
10743   int extern_p = 0;
10744
10745   if (!decl)
10746     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
10747        an appropriate message.  */
10748     return;
10749   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
10750     {
10751       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
10752       return;
10753     }
10754   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
10755     {
10756       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
10757          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
10758          the latter, the DECL we get back will be marked as a
10759          template instantiation, and the appropriate
10760          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
10761          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
10762          should handle VAR_DECLs as it currently handles
10763          FUNCTION_DECLs.  */
10764       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
10765       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
10766         {
10767           error ("no matching template for %qD found", decl);
10768           return;
10769         }
10770     }
10771   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
10772     {
10773       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
10774       return;
10775     }
10776   else
10777     result = decl;
10778
10779   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
10780      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
10781      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
10782      until we get here.  */
10783
10784   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
10785     {
10786       /* DR 259 [temp.spec].
10787
10788          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
10789          specialization shall not appear in a program unless the explicit
10790          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
10791
10792          For a given set of template parameters, if an explicit
10793          instantiation of a template appears after a declaration of an
10794          explicit specialization for that template, the explicit
10795          instantiation has no effect.  */
10796       return;
10797     }
10798   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
10799     {
10800       /* [temp.spec]
10801
10802          No program shall explicitly instantiate any template more
10803          than once.  
10804
10805          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
10806          the first instantiation was `extern' and the second is not,
10807          and EXTERN_P for the opposite case.  */
10808       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
10809         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
10810       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
10811          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
10812       if (extern_p)
10813         return;
10814     }
10815   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
10816     {
10817       error ("no matching template for %qD found", result);
10818       return;
10819     }
10820   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
10821     {
10822       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
10823       return;
10824     }
10825
10826   if (storage == NULL_TREE)
10827     ;
10828   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
10829     {
10830       if (pedantic && !in_system_header)
10831         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
10832                  "instantiations");
10833       extern_p = 1;
10834     }
10835   else
10836     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
10837
10838   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
10839   if (! extern_p)
10840     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1, /*undefined_ok=*/0);
10841 }
10842
10843 void
10844 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
10845 {
10846   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
10847   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
10848   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
10849   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
10850   if (! extern_p)
10851     {
10852       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
10853       rest_of_type_compilation (t, 1);
10854     }
10855 }     
10856
10857 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
10858    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
10859 static void
10860 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
10861 {
10862   tree storage = *(tree *) data;
10863
10864   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
10865       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
10866     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
10867 }
10868
10869 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
10870    (a member function or a static member variable) of an
10871    explicitly instantiated class template.  */
10872 static void
10873 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
10874 {
10875   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
10876   if (! extern_p)
10877     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1, /* undefined_ok=*/1);
10878 }
10879
10880 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
10881    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
10882    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
10883    since the standard is unclear (as detailed below).  */
10884  
10885 void
10886 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
10887 {
10888   int extern_p = 0;
10889   int nomem_p = 0;
10890   int static_p = 0;
10891   int previous_instantiation_extern_p = 0;
10892
10893   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
10894     t = TREE_TYPE (t);
10895
10896   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
10897     {
10898       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
10899       return;
10900     }
10901
10902   complete_type (t);
10903
10904   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
10905     {
10906       if (complain & tf_error)
10907         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
10908                t);
10909       return;
10910     }
10911
10912   if (storage != NULL_TREE)
10913     {
10914       if (pedantic && !in_system_header)
10915         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations", 
10916                 storage);
10917
10918       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
10919         nomem_p = 1;
10920       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
10921         extern_p = 1;
10922       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
10923         static_p = 1;
10924       else
10925         {
10926           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
10927                  storage);
10928           extern_p = 0;
10929         }
10930     }
10931
10932   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
10933     {
10934       /* DR 259 [temp.spec].
10935
10936          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
10937          specialization shall not appear in a program unless the explicit
10938          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
10939
10940          For a given set of template parameters, if an explicit
10941          instantiation of a template appears after a declaration of an
10942          explicit specialization for that template, the explicit
10943          instantiation has no effect.  */
10944       return;
10945     }
10946   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
10947     {
10948       /* [temp.spec]
10949
10950          No program shall explicitly instantiate any template more
10951          than once.  
10952
10953          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
10954          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
10955          These cases are OK.  */
10956       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
10957
10958       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
10959           && (complain & tf_error))
10960         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
10961       
10962       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
10963       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
10964         return;
10965     }
10966
10967   mark_class_instantiated (t, extern_p);
10968
10969   if (nomem_p)
10970     return;
10971
10972   {
10973     tree tmp;
10974
10975     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
10976        declarations, and not the definitions, of members are
10977        instantiated, we have here:
10978
10979          [temp.explicit]
10980
10981          The explicit instantiation of a class template specialization
10982          implies the instantiation of all of its members not
10983          previously explicitly specialized in the translation unit
10984          containing the explicit instantiation.  
10985
10986        Of course, we can't instantiate member template classes, since
10987        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
10988        is unclear on whether the instantiation of the members are
10989        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
10990        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
10991
10992     if (! static_p)
10993       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
10994         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
10995             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
10996           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
10997
10998     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
10999       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11000         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11001
11002     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11003       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11004                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11005   }
11006 }
11007
11008 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11009    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11010    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11011    should occur for DECL, not the most general template.
11012
11013    One reason for doing this is a scenario like this:
11014
11015      template <class T>
11016      void f(const T&, int i);
11017
11018      void g() { f(3, 7); }
11019
11020      template <class T>
11021      void f(const T& t, const int i) { }
11022
11023    Note that when the template is first instantiated, with
11024    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11025    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11026    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11027
11028 static void
11029 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11030 {
11031   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11032      template.  */
11033   tree args;
11034   tree code_pattern;
11035
11036   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11037   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11038
11039   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11040      correctly.  */
11041   push_access_scope (decl);
11042
11043   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11044     {
11045       tree decl_parm;
11046       tree pattern_parm;
11047       tree specs;
11048       int args_depth;
11049       int parms_depth;
11050       
11051       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11052       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)); 
11053       if (args_depth > parms_depth)
11054         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11055
11056       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11057                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11058       if (specs)
11059         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11060                                                     specs);
11061
11062       /* Merge parameter declarations.  */
11063       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl, 
11064                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11065       pattern_parm 
11066         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11067                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11068       while (decl_parm)
11069         {
11070           tree parm_type;
11071
11072           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11073             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11074           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11075                               NULL_TREE);
11076           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11077             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11078           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11079           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11080         }
11081
11082       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11083       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11084           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11085         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11086       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11087         DECL_INLINE (decl) = 1;
11088     }
11089   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11090     {
11091       if (!DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)
11092           && DECL_INITIAL (code_pattern))
11093         DECL_INITIAL (decl) = 
11094           tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args, 
11095                        tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11096     }
11097   else
11098     gcc_unreachable ();
11099
11100   pop_access_scope (decl);
11101 }
11102
11103 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11104    substituted to get DECL.  */
11105
11106 tree
11107 template_for_substitution (tree decl)
11108 {
11109   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11110
11111   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11112      for the instantiation.  This is not always the most general
11113      template.  Consider, for example:
11114
11115         template <class T>
11116         struct S { template <class U> void f();
11117                    template <> void f<int>(); };
11118
11119      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
11120      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
11121   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
11122             more general template.  */
11123          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11124            /* We must also deal with friend templates.  Given:
11125
11126                 template <class T> struct S { 
11127                   template <class U> friend void f() {};
11128                 };
11129
11130               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
11131               so far as the language is concerned, but that's still
11132               where we get the pattern for the instantiation from.  On
11133               other hand, if the definition comes outside the class, say:
11134
11135                 template <class T> struct S { 
11136                   template <class U> friend void f();
11137                 };
11138                 template <class U> friend void f() {}
11139
11140               we don't need to look any further.  That's what the check for
11141               DECL_INITIAL is for.  */
11142           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
11143               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11144               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
11145     {
11146       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
11147          were a definition, we should be using it!  Note that we
11148          cannot restructure the loop to just keep going until we find
11149          a template with a definition, since that might go too far if
11150          a specialization was declared, but not defined.  */
11151       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
11152                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
11153       
11154       /* Fetch the more general template.  */
11155       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
11156     }
11157
11158   return tmpl;
11159 }
11160
11161 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
11162    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
11163    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
11164    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
11165    If UNDEFINED_OK is nonzero, then instead we treat it as an implicit
11166    instantiation.  UNDEFINED_OK is nonzero only if we are being used
11167    to instantiate the members of an explicitly instantiated class
11168    template.  */
11169
11170
11171 tree
11172 instantiate_decl (tree d, int defer_ok, int undefined_ok)
11173 {
11174   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
11175   tree gen_args;
11176   tree args;
11177   tree td;
11178   tree code_pattern;
11179   tree spec;
11180   tree gen_tmpl;
11181   int pattern_defined;
11182   int need_push;
11183   location_t saved_loc = input_location;
11184   
11185   /* This function should only be used to instantiate templates for
11186      functions and static member variables.  */
11187   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11188               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
11189
11190   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
11191      are instantiated right away.  That allows for better code in the
11192      case that an expression refers to the value of the variable --
11193      if the variable has a constant value the referring expression can
11194      take advantage of that fact.  */
11195   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11196     defer_ok = 0;
11197
11198   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
11199      functions they cloned.  */
11200   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
11201     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
11202
11203   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
11204     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
11205        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
11206        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
11207        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
11208        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
11209     return d;
11210
11211   /* If we already have a specialization of this declaration, then
11212      there's no reason to instantiate it.  Note that
11213      retrieve_specialization gives us both instantiations and
11214      specializations, so we must explicitly check
11215      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
11216   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
11217   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
11218   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
11219                                   /*class_specializations_p=*/false);
11220   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
11221     return spec;
11222
11223   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
11224   if (! push_tinst_level (d))
11225     return d;
11226
11227   timevar_push (TV_PARSE);
11228
11229   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
11230   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
11231
11232   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11233      for the instantiation.  */
11234   td = template_for_substitution (d);
11235   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
11236
11237   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
11238       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
11239     /* In the case of a friend template whose definition is provided
11240        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
11241        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
11242     args = get_innermost_template_args
11243       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
11244   else
11245     args = gen_args;
11246
11247   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11248     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
11249   else
11250     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
11251   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
11252      the linkage of D, remember that a definition is available for
11253      this entity.  */
11254   if (pattern_defined 
11255       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11256       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
11257     mark_definable (d);
11258
11259   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11260
11261   if (! pattern_defined && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d) && undefined_ok)
11262     {
11263       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
11264       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
11265     }
11266
11267   if (!defer_ok)
11268     {
11269       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
11270          about ignoring cv qualifiers.  */
11271       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
11272       tree type = TREE_TYPE (gen);
11273
11274       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11275          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
11276          right context.  */
11277       push_access_scope (d);
11278
11279       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
11280         {
11281           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11282           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
11283                   tf_error | tf_warning, d);
11284           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
11285              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
11286              The function arguments are the same as the decl_arguments
11287              without the top level cv qualifiers.  */
11288           type = TREE_TYPE (type);
11289         }
11290       tsubst (type, gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11291
11292       pop_access_scope (d);
11293     }
11294   
11295   /* We should have set up DECL_INITIAL in instantiate_class_template
11296      for in-class definitions of static data members.  */
11297   gcc_assert (!(TREE_CODE (d) == VAR_DECL 
11298                 && DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d)
11299                 && DECL_INITIAL (d) == NULL_TREE));
11300
11301   /* Do not instantiate templates that we know will be defined
11302      elsewhere.  */
11303   if (DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11304       && DECL_REALLY_EXTERN (d)
11305       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL 
11306             && DECL_INLINE (d)))
11307     goto out;
11308   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
11309      forbidden from doing so.  We restore the source position here
11310      because it's used by add_pending_template.  */
11311   else if (! pattern_defined || defer_ok)
11312     {
11313       input_location = saved_loc;
11314
11315       if (at_eof && !pattern_defined 
11316           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
11317         /* [temp.explicit]
11318
11319            The definition of a non-exported function template, a
11320            non-exported member function template, or a non-exported
11321            member function or static data member of a class template
11322            shall be present in every translation unit in which it is
11323            explicitly instantiated.  */
11324         pedwarn
11325           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
11326
11327       add_pending_template (d);
11328       goto out;
11329     }
11330   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
11331      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
11332   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
11333     {
11334       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
11335          requested instantiation in the PCH it is still possible that
11336          an instantiation will be required in a file that includes the
11337          PCH.  */
11338       if (pch_file)
11339         add_pending_template (d);
11340       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
11341          job, even though we'll not be emitting a copy of this
11342          function.  */
11343       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11344             && flag_inline_trees 
11345             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
11346         goto out;
11347     }
11348
11349   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
11350   if (need_push)
11351     push_to_top_level ();
11352
11353   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
11354      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
11355   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
11356
11357   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
11358      by a subsequent redeclaration.  */
11359   regenerate_decl_from_template (d, td);
11360
11361   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
11362      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
11363   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11364
11365   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11366     {
11367       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
11368          since we've reset the type of the declaration.  */
11369       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
11370       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
11371
11372       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
11373          initializer.  That function will defer actual emission until
11374          we have a chance to determine linkage.  */
11375       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
11376
11377       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
11378       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11379       cp_finish_decl (d, 
11380                       (!DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d) 
11381                        ? DECL_INITIAL (d) : NULL_TREE),
11382                       NULL_TREE, 0);
11383       pop_nested_class ();
11384     }
11385   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11386     {
11387       htab_t saved_local_specializations;
11388       tree subst_decl;
11389       tree tmpl_parm;
11390       tree spec_parm;
11391
11392       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
11393          template from within the body of another.  */
11394       saved_local_specializations = local_specializations;
11395
11396       /* Set up the list of local specializations.  */
11397       local_specializations = htab_create (37, 
11398                                            hash_local_specialization,
11399                                            eq_local_specializations,
11400                                            NULL);
11401
11402       /* Set up context.  */
11403       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
11404
11405       /* Create substitution entries for the parameters.  */
11406       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
11407       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
11408       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
11409       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
11410         {
11411           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11412           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
11413           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
11414         }
11415       while (tmpl_parm)
11416         {
11417           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11418           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
11419           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
11420         }
11421       gcc_assert (!spec_parm);
11422
11423       /* Substitute into the body of the function.  */
11424       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
11425                    tf_error | tf_warning, tmpl);
11426
11427       /* We don't need the local specializations any more.  */
11428       htab_delete (local_specializations);
11429       local_specializations = saved_local_specializations;
11430
11431       /* Finish the function.  */
11432       d = finish_function (0);
11433       expand_or_defer_fn (d);
11434     }
11435
11436   /* We're not deferring instantiation any more.  */
11437   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
11438
11439   if (need_push)
11440     pop_from_top_level ();
11441
11442 out:
11443   input_location = saved_loc;
11444   pop_deferring_access_checks ();
11445   pop_tinst_level ();
11446
11447   timevar_pop (TV_PARSE);
11448
11449   return d;
11450 }
11451
11452 /* Run through the list of templates that we wish we could
11453    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
11454    number of times we retry pending template instantiation.  */
11455
11456 void
11457 instantiate_pending_templates (int retries)
11458 {
11459   tree *t;
11460   tree last = NULL_TREE;
11461   int reconsider;
11462   location_t saved_loc = input_location;
11463
11464   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
11465      may require further template instantiations.  We place a limit here
11466      to avoid infinite loop.  */
11467   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
11468     {
11469       cp_error_at ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
11470                    " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)"
11471                    " instantiating %q+D, possibly from virtual table"
11472                    " generation",
11473                    max_tinst_depth, TREE_VALUE (pending_templates));
11474       return;
11475     }
11476
11477   do 
11478     {
11479       reconsider = 0;
11480
11481       t = &pending_templates;
11482       while (*t)
11483         {
11484           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
11485
11486           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
11487
11488           if (TYPE_P (instantiation))
11489             {
11490               tree fn;
11491
11492               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11493                 {
11494                   instantiate_class_template (instantiation);
11495                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
11496                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation); 
11497                          fn;
11498                          fn = TREE_CHAIN (fn))
11499                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
11500                         instantiate_decl (fn, /*defer_ok=*/0,
11501                                           /*undefined_ok=*/0);
11502                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11503                     reconsider = 1;
11504                 }
11505
11506               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11507                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11508                    need to consider it again in the future.  */
11509                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11510               else
11511                 {
11512                   last = *t;
11513                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11514                 }
11515             }
11516           else
11517             {
11518               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11519                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11520                 {
11521                   instantiation = instantiate_decl (instantiation,
11522                                                     /*defer_ok=*/0,
11523                                                     /*undefined_ok=*/0);
11524                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11525                     reconsider = 1;
11526                 }
11527
11528               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11529                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11530                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11531                    need to consider it again in the future.  */
11532                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11533               else
11534                 {
11535                   last = *t;
11536                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11537                 }
11538             }
11539           tinst_depth = 0;
11540           current_tinst_level = NULL_TREE;
11541         }
11542       last_pending_template = last;
11543     } 
11544   while (reconsider);
11545
11546   input_location = saved_loc;
11547 }
11548
11549 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
11550    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
11551    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
11552    instantiate_decl.  */
11553
11554 static tree
11555 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
11556 {
11557   tree inits = NULL_TREE;
11558
11559   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11560     {
11561       tree decl;
11562       tree init;
11563       tree val;
11564
11565       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11566                           NULL_TREE);
11567       decl = expand_member_init (decl);
11568       if (decl && !DECL_P (decl))
11569         in_base_initializer = 1;
11570       
11571       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11572                           NULL_TREE);
11573       if (!init)
11574         ;
11575       else if (TREE_CODE (init) == TREE_LIST)
11576         for (val = init; val; val = TREE_CHAIN (val))
11577           TREE_VALUE (val) = convert_from_reference (TREE_VALUE (val));
11578       else if (init != void_type_node)
11579         init = convert_from_reference (init);
11580
11581       in_base_initializer = 0;
11582
11583       if (decl)
11584         {
11585           init = build_tree_list (decl, init);
11586           TREE_CHAIN (init) = inits;
11587           inits = init;
11588         }
11589     }
11590   return inits;
11591 }
11592
11593 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
11594
11595 static void
11596 set_current_access_from_decl (tree decl)
11597 {
11598   if (TREE_PRIVATE (decl))
11599     current_access_specifier = access_private_node;
11600   else if (TREE_PROTECTED (decl))
11601     current_access_specifier = access_protected_node;
11602   else
11603     current_access_specifier = access_public_node;
11604 }
11605
11606 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
11607    is the instantiation (which should have been created with
11608    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
11609
11610 static void
11611 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
11612 {
11613   tree e;
11614
11615   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
11616     {
11617       tree value;
11618       tree decl;
11619
11620       decl = TREE_VALUE (e);
11621       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
11622          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
11623       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl), 
11624                            args, tf_error | tf_warning,
11625                            NULL_TREE);
11626
11627       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
11628       set_current_access_from_decl (decl);
11629
11630       /* Actually build the enumerator itself.  */
11631       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag); 
11632     }
11633
11634   finish_enum (newtag);
11635   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
11636     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
11637 }
11638
11639 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
11640    its type -- but without substituting the innermost set of template
11641    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
11642    the type.  */
11643
11644 tree 
11645 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
11646 {
11647   tree fn_type;
11648   tree tmpl;
11649   tree targs;
11650   tree tparms;
11651   int parm_depth;
11652
11653   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11654   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
11655   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
11656   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
11657
11658   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
11659      of parameters.  */
11660   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
11661
11662   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
11663
11664   if (parm_depth == 1)
11665     /* No substitution is necessary.  */
11666     ;
11667   else
11668     {
11669       int i;
11670       tree partial_args;
11671
11672       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
11673          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
11674       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
11675       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
11676         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
11677                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
11678       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
11679                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
11680                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
11681
11682       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11683          correctly.  We can just use the context of DECL for the
11684          partial substitution here.  It depends only on outer template
11685          parameters, regardless of whether the innermost level is
11686          specialized or not.  */
11687       push_access_scope (decl);
11688
11689       ++processing_template_decl;
11690       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
11691          appropriate function type.  */
11692       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
11693       --processing_template_decl;
11694
11695       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
11696          innermost set of parameters.  This step is important if the
11697          innermost set of template parameters contains value
11698          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
11699       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
11700       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
11701
11702       pop_access_scope (decl);
11703     }
11704
11705   return fn_type;
11706 }
11707
11708 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
11709    the last one involved in diagnostics.  */
11710 int
11711 problematic_instantiation_changed (void)
11712 {
11713   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
11714 }
11715
11716 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
11717 void
11718 record_last_problematic_instantiation (void)
11719 {
11720   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
11721 }
11722
11723 tree
11724 current_instantiation (void)
11725 {
11726   return current_tinst_level;
11727 }
11728
11729 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
11730    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
11731    warning messages under control of COMPLAIN.  */
11732
11733 static int
11734 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
11735 {
11736   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
11737     return 0;
11738   else if (POINTER_TYPE_P (type))
11739     return 0;
11740   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11741     return 0;
11742   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11743     return 0;
11744   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11745     return 0;
11746            
11747   if (complain & tf_error)
11748     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
11749   return 1;
11750 }
11751
11752 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
11753    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
11754
11755 static bool
11756 dependent_type_p_r (tree type)
11757 {
11758   tree scope;
11759
11760   /* [temp.dep.type]
11761
11762      A type is dependent if it is:
11763
11764      -- a template parameter. Template template parameters are types
11765         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
11766         them here.  */
11767   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM 
11768       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11769     return true;
11770   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
11771         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
11772         names a dependent type.  */
11773   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11774     return true;
11775   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
11776         dependent.  */
11777   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
11778   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
11779   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11780     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
11781             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE 
11782                                            (type)));
11783   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
11784            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11785     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
11786   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
11787            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
11788     {
11789       tree arg_type;
11790
11791       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
11792         return true;
11793       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type); 
11794            arg_type; 
11795            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
11796         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
11797           return true;
11798       return false;
11799     }
11800   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
11801         size is specified by a constant expression that is
11802         value-dependent.  */
11803   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
11804     {
11805       if (TYPE_DOMAIN (type)
11806           && ((value_dependent_expression_p 
11807                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
11808               || (type_dependent_expression_p
11809                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
11810         return true;
11811       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
11812     }
11813   
11814   /* -- a template-id in which either the template name is a template
11815      parameter ...  */
11816   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11817     return true;
11818   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
11819         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
11820   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
11821            && (any_dependent_template_arguments_p 
11822                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
11823     return true;
11824   
11825   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
11826      expression is not type-dependent, then it should already been
11827      have resolved.  */
11828   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
11829     return true;
11830   
11831   /* The standard does not specifically mention types that are local
11832      to template functions or local classes, but they should be
11833      considered dependent too.  For example:
11834
11835        template <int I> void f() { 
11836          enum E { a = I }; 
11837          S<sizeof (E)> s;
11838        }
11839
11840      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
11841      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
11842   scope = TYPE_CONTEXT (type);
11843   if (scope && TYPE_P (scope))
11844     return dependent_type_p (scope);
11845   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
11846     return type_dependent_expression_p (scope);
11847
11848   /* Other types are non-dependent.  */
11849   return false;
11850 }
11851
11852 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
11853    [temp.dep.type].  */
11854
11855 bool
11856 dependent_type_p (tree type)
11857 {
11858   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
11859      any dependent types.  */
11860   if (!processing_template_decl)
11861     return false;
11862
11863   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
11864      in question; in that case, the type is dependent.  */
11865   if (!type)
11866     return true;
11867
11868   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
11869   if (type == error_mark_node)
11870     return false;
11871
11872   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
11873      do so now.  */
11874   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
11875     {
11876       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
11877       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
11878     }
11879
11880   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
11881 }
11882
11883 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
11884
11885 static bool
11886 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
11887 {
11888   tree scope;
11889   tree name;
11890
11891   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
11892
11893   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
11894     return true;
11895
11896   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
11897   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
11898
11899   /* [temp.dep.expr]
11900
11901      An id-expression is type-dependent if it contains a
11902      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
11903      dependent type.  */
11904   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
11905      qualifying type is the current class, then we must peek
11906      inside it.  */
11907   if (DECL_P (name) 
11908       && currently_open_class (scope)
11909       && !criterion (name))
11910     return false;
11911   if (dependent_type_p (scope))
11912     return true;
11913
11914   return false;
11915 }
11916
11917 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
11918    [temp.dep.constexpr] */
11919
11920 bool
11921 value_dependent_expression_p (tree expression)
11922 {
11923   if (!processing_template_decl)
11924     return false;
11925
11926   /* A name declared with a dependent type.  */
11927   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
11928       || (DECL_P (expression) 
11929           && type_dependent_expression_p (expression)))
11930     return true;
11931   /* A non-type template parameter.  */
11932   if ((TREE_CODE (expression) == CONST_DECL
11933        && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
11934       || TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
11935     return true;
11936   /* A constant with integral or enumeration type and is initialized 
11937      with an expression that is value-dependent.  */
11938   if (TREE_CODE (expression) == VAR_DECL
11939       && DECL_INITIAL (expression)
11940       && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
11941       && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
11942     return true;
11943   /* These expressions are value-dependent if the type to which the
11944      cast occurs is dependent or the expression being casted is
11945      value-dependent.  */
11946   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
11947       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
11948       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
11949       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
11950       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
11951     {
11952       tree type = TREE_TYPE (expression);
11953       if (dependent_type_p (type))
11954         return true;
11955       /* A functional cast has a list of operands.  */
11956       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
11957       if (!expression)
11958         {
11959           /* If there are no operands, it must be an expression such
11960              as "int()". This should not happen for aggregate types
11961              because it would form non-constant expressions.  */
11962           gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
11963
11964           return false;
11965         }
11966       if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
11967         {
11968           do
11969             {
11970               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (expression)))
11971                 return true;
11972               expression = TREE_CHAIN (expression);
11973             }
11974           while (expression);
11975           return false;
11976         }
11977       else
11978         return value_dependent_expression_p (expression);
11979     }
11980   /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
11981      type-dependent.  */
11982   if (TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
11983       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR)
11984     {
11985       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
11986       if (TYPE_P (expression))
11987         return dependent_type_p (expression);
11988       return type_dependent_expression_p (expression);
11989     }
11990   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
11991     return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
11992   if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF)
11993     return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
11994             || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
11995   /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
11996      value-dependent.  */
11997   if (EXPR_P (expression))
11998     {
11999       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12000         {
12001         case tcc_unary:
12002           return (value_dependent_expression_p 
12003                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12004         case tcc_comparison:
12005         case tcc_binary:
12006           return ((value_dependent_expression_p 
12007                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12008                   || (value_dependent_expression_p 
12009                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12010         case tcc_expression:
12011           {
12012             int i;
12013             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12014               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12015                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12016                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12017                  make the expression dependent.  */
12018               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12019                   && (value_dependent_expression_p
12020                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12021                 return true;
12022             return false;
12023           }
12024         case tcc_reference:
12025         case tcc_statement:
12026           /* These cannot be value dependent.  */
12027           return false;
12028
12029         default:
12030           gcc_unreachable ();
12031         }
12032     }
12033
12034   /* The expression is not value-dependent.  */
12035   return false;
12036 }
12037
12038 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
12039    [temp.dep.expr].  */
12040
12041 bool
12042 type_dependent_expression_p (tree expression)
12043 {
12044   if (!processing_template_decl)
12045     return false;
12046
12047   if (expression == error_mark_node)
12048     return false;
12049
12050   /* An unresolved name is always dependent.  */
12051   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12052     return true;
12053   
12054   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
12055   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
12056       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
12057       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
12058       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
12059       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
12060       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
12061       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
12062     return false;
12063
12064   /* The types of these expressions depends only on the type to which
12065      the cast occurs.  */
12066   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
12067       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
12068       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
12069       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
12070       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
12071     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
12072
12073   /* The types of these expressions depends only on the type created
12074      by the expression.  */
12075   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
12076       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
12077     {
12078       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
12079          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
12080          operand 1.  */
12081       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
12082       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
12083         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
12084            as well.  */
12085         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
12086                || value_dependent_expression_p
12087                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
12088       else
12089         return dependent_type_p (type);
12090     }
12091
12092   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
12093       && dependent_scope_ref_p (expression,
12094                                 type_dependent_expression_p))
12095     return true;
12096
12097   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
12098       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
12099       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
12100       && (any_dependent_template_arguments_p
12101           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
12102     return true;
12103
12104   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
12105       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12106     return false;
12107
12108   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
12109     {
12110       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
12111         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
12112       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
12113           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
12114         {
12115           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12116             return true;
12117           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
12118           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12119             return false;
12120         }
12121       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
12122       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
12123         return false;
12124       
12125       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
12126         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
12127       
12128       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12129         {
12130           if (any_dependent_template_arguments_p
12131               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
12132             return true;
12133           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12134         }
12135       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD);
12136       
12137       while (expression)
12138         {
12139           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
12140             return true;
12141           expression = OVL_NEXT (expression);
12142         }
12143       return false;
12144     }
12145   
12146   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
12147 }
12148
12149 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
12150    contains a type-dependent expression.  */
12151
12152 bool
12153 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
12154 {
12155   while (args)
12156     {
12157       tree arg = TREE_VALUE (args);
12158
12159       if (type_dependent_expression_p (arg))
12160         return true;
12161       args = TREE_CHAIN (args);
12162     }
12163   return false;
12164 }
12165
12166 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
12167
12168 static bool
12169 dependent_template_arg_p (tree arg)
12170 {
12171   if (!processing_template_decl)
12172     return false;
12173
12174   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
12175       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12176     return dependent_template_p (arg);
12177   else if (TYPE_P (arg))
12178     return dependent_type_p (arg);
12179   else
12180     return (type_dependent_expression_p (arg)
12181             || value_dependent_expression_p (arg));
12182 }
12183
12184 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
12185    any dependent arguments.  */
12186
12187 bool
12188 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
12189 {
12190   int i;
12191   int j;
12192
12193   if (!args)
12194     return false;
12195
12196   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
12197     {
12198       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
12199       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
12200         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
12201           return true;
12202     }
12203
12204   return false;
12205 }
12206
12207 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
12208
12209 bool
12210 dependent_template_p (tree tmpl)
12211 {
12212   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
12213     {
12214       while (tmpl)
12215         {
12216           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
12217             return true;
12218           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
12219         }
12220       return false;
12221     }
12222
12223   /* Template template parameters are dependent.  */
12224   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
12225       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12226     return true;
12227   /* So are names that have not been looked up.  */
12228   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
12229       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
12230     return true;
12231   /* So are member templates of dependent classes.  */
12232   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
12233     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
12234   return false;
12235 }
12236
12237 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
12238
12239 bool
12240 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
12241 {
12242   return (dependent_template_p (tmpl)
12243           || any_dependent_template_arguments_p (args));
12244 }
12245
12246 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
12247    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
12248    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
12249    templates and therefore should be used only in extremely limited
12250    situations.  */
12251
12252 tree
12253 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
12254 {
12255   tree scope;
12256   tree name;
12257   tree decl;
12258   int quals;
12259   bool pop_p;
12260
12261   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
12262
12263   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12264   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
12265
12266   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
12267      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
12268   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12269     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
12270   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
12271      TYPENAME_TYPE.  */
12272   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12273     return error_mark_node;
12274   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
12275      resolving the name.  */
12276   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12277     return type;
12278   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
12279      to look inside it.  */
12280   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
12281     return error_mark_node;
12282   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
12283      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
12284   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
12285   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
12286      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
12287      longer be considered a dependent type.  */
12288   pop_p = push_scope (scope);
12289   /* Look up the declaration.  */
12290   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
12291   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
12292   quals = cp_type_quals (type);
12293   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
12294      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
12295   if (!decl)
12296     type = error_mark_node;
12297   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
12298            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
12299     type = TREE_TYPE (decl);
12300   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
12301            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
12302     {
12303       tree tmpl;
12304       tree args;
12305       /* Obtain the template and the arguments.  */
12306       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
12307       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
12308       /* Instantiate the template.  */
12309       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
12310                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
12311     }
12312   else
12313     type = error_mark_node;
12314   /* Qualify the resulting type.  */
12315   if (type != error_mark_node && quals)
12316     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
12317   /* Leave the SCOPE.  */
12318   if (pop_p)
12319     pop_scope (scope);
12320
12321   return type;
12322 }
12323
12324 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
12325    for EXPR that can be used to compute the types of larger
12326    expressions containing EXPR.  */
12327
12328 tree
12329 build_non_dependent_expr (tree expr)
12330 {
12331   tree inner_expr;
12332
12333   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like 
12334      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
12335   if (null_ptr_cst_p (expr))
12336     return expr;
12337   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
12338      types.  */
12339   inner_expr = (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR ? 
12340                 TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
12341   if (TREE_CODE (inner_expr) == OVERLOAD 
12342       || TREE_CODE (inner_expr) == FUNCTION_DECL
12343       || TREE_CODE (inner_expr) == TEMPLATE_DECL
12344       || TREE_CODE (inner_expr) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12345     return expr;
12346   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
12347   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
12348     return expr;
12349   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
12350      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
12351      cannot be used to initialize a "char *".  */
12352   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
12353     return expr;
12354   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
12355      reason to create a new node.  */
12356   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
12357     return expr;
12358   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
12359      There is at least one place where we want to know that a
12360      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
12361      expression, there are special rules if the second or third
12362      argument is a throw-expression.  */
12363   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
12364     return expr;
12365
12366   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
12367     return build3 (COND_EXPR,
12368                    TREE_TYPE (expr),
12369                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12370                    (TREE_OPERAND (expr, 1) 
12371                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
12372                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
12373                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
12374   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
12375       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
12376     return build2 (COMPOUND_EXPR,
12377                    TREE_TYPE (expr),
12378                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12379                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
12380       
12381   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.  
12382
12383      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
12384      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
12385      example:
12386
12387        template <typename T> void f<T& g>() { g(); } 
12388
12389      In the body of "f", the expression for "g" will have
12390      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
12391      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
12392      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
12393      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
12394      stripped here.  */
12395   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
12396 }
12397
12398 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
12399    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
12400    equivalent non-dependent expressions.  */
12401
12402 tree
12403 build_non_dependent_args (tree args)
12404 {
12405   tree a;
12406   tree new_args;
12407
12408   new_args = NULL_TREE;
12409   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
12410     new_args = tree_cons (NULL_TREE, 
12411                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
12412                           new_args);
12413   return nreverse (new_args);
12414 }
12415
12416 #include "gt-cp-pt.h"