OSDN Git Service

* pt.c (check_explicit_specialization): Add visibility logic.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005  Free Software Foundation, Inc.
4    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
5    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
10 it under the terms of the GNU General Public License as published by
11 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
12 any later version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
15 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17 GNU General Public License for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
21 the Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
22 Boston, MA 02110-1301, USA.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "obstack.h"
34 #include "tree.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "c-common.h"
38 #include "cp-tree.h"
39 #include "cp-objcp-common.h"
40 #include "tree-inline.h"
41 #include "decl.h"
42 #include "output.h"
43 #include "except.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "rtl.h"
46 #include "timevar.h"
47 #include "tree-iterator.h"
48
49 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
50    returning an int.  */
51 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
52
53 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
54    instantiations have been deferred, either because their definitions
55    were not yet available, or because we were putting off doing the work.
56    The TREE_PURPOSE of each entry is either a DECL (for a function or
57    static data member), or a TYPE (for a class) indicating what we are
58    hoping to instantiate.  The TREE_VALUE is not used.  */
59 static GTY(()) tree pending_templates;
60 static GTY(()) tree last_pending_template;
61
62 int processing_template_parmlist;
63 static int template_header_count;
64
65 static GTY(()) tree saved_trees;
66 static GTY(()) varray_type inline_parm_levels;
67 static size_t inline_parm_levels_used;
68
69 static GTY(()) tree current_tinst_level;
70
71 static GTY(()) tree saved_access_scope;
72
73 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
74    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
75    to the EXPR_STMT that is its result.  */
76 static tree cur_stmt_expr;
77
78 /* A map from local variable declarations in the body of the template
79    presently being instantiated to the corresponding instantiated
80    local variables.  */
81 static htab_t local_specializations;
82
83 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
84 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
85 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
86 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
87 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
88 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
89 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
90 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
91
92 static void push_access_scope (tree);
93 static void pop_access_scope (tree);
94 static int resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
95                                            unification_kind_t, int);
96 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
97                              unification_kind_t, int, bool);
98 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
99 static void add_pending_template (tree);
100 static void reopen_tinst_level (tree);
101 static tree classtype_mangled_name (tree);
102 static char* mangle_class_name_for_template (const char *, tree, tree);
103 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
104 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
105 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t, int);
106 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
107 static tree add_to_template_args (tree, tree);
108 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
109 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
110 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*);
111 static int  type_unification_real (tree, tree, tree, tree,
112                                    int, unification_kind_t, int);
113 static void note_template_header (int);
114 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
115 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
116 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
117                                        tsubst_flags_t, int, tree);
118 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
119                                    struct pointer_set_t*);
120 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
121 static int inline_needs_template_parms (tree);
122 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
123 static tree retrieve_local_specialization (tree);
124 static void register_local_specialization (tree, tree);
125 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int);
126 static int mark_template_parm (tree, void *);
127 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
128 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
129 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
130 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
131 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
132 static int template_decl_level (tree);
133 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
134 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
135 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
136 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
137 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
138 static tree most_specialized (tree, tree, tree);
139 static tree most_specialized_class (tree, tree);
140 static int template_class_depth_real (tree, int);
141 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
142 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
143 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
144 static void check_specialization_scope (void);
145 static tree process_partial_specialization (tree);
146 static void set_current_access_from_decl (tree);
147 static void check_default_tmpl_args (tree, tree, int, int);
148 static tree tsubst_call_declarator_parms (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
149 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
150 static int verify_class_unification (tree, tree, tree);
151 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
152 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
153                                            tree, tree);
154 static tree determine_specialization (tree, tree, tree *, int, int);
155 static int template_args_equal (tree, tree);
156 static void tsubst_default_arguments (tree);
157 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
158 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
159 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
160 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
161 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
162 static bool dependent_type_p_r (tree);
163 static tree tsubst (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
164 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
165 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
166
167 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
168    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
169    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
170    instantiate_decl).  */
171
172 static void
173 push_access_scope (tree t)
174 {
175   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
176               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
177
178   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
179     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
180   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
181     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
182   else
183     push_to_top_level ();
184
185   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
186     {
187       saved_access_scope = tree_cons
188         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
189       current_function_decl = t;
190     }
191 }
192
193 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
194    are processing.  */
195
196 static void
197 pop_access_scope (tree t)
198 {
199   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
200     {
201       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
202       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
203     }
204
205   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
206     pop_nested_class ();
207   else
208     pop_from_top_level ();
209 }
210
211 /* Do any processing required when DECL (a member template
212    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
213    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
214    itself is returned.  */
215
216 tree
217 finish_member_template_decl (tree decl)
218 {
219   if (decl == error_mark_node)
220     return error_mark_node;
221
222   gcc_assert (DECL_P (decl));
223
224   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
225     {
226       tree type;
227
228       type = TREE_TYPE (decl);
229       if (IS_AGGR_TYPE (type)
230           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
231           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
232         {
233           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
234           check_member_template (tmpl);
235           return tmpl;
236         }
237       return NULL_TREE;
238     }
239   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
240     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
241   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
242     {
243       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
244         {
245           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
246           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
247         }
248       else
249         return decl;
250     }
251   else
252     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
253
254   return error_mark_node;
255 }
256
257 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
258
259    For example, in:
260      template <class T>
261      struct A
262      {
263        template <class U>
264        struct B {};
265      };
266
267    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
268    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
269    COUNT_SPECIALIZATIONS is 0 or if they are instantiations, not
270    specializations.
271
272    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
273    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
274    always safe.  */
275
276 static int
277 template_class_depth_real (tree type, int count_specializations)
278 {
279   int depth;
280
281   for (depth = 0;
282        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
283        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
284          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
285     {
286       if (TREE_CODE (type) != FUNCTION_DECL)
287         {
288           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
289               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type))
290               && ((count_specializations
291                    && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
292                   || uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type))))
293             ++depth;
294         }
295       else
296         {
297           if (DECL_TEMPLATE_INFO (type)
298               && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (type))
299               && ((count_specializations
300                    && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
301                   || uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (type))))
302             ++depth;
303         }
304     }
305
306   return depth;
307 }
308
309 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
310    Like template_class_depth_real, but instantiations do not count in
311    the depth.  */
312
313 int
314 template_class_depth (tree type)
315 {
316   return template_class_depth_real (type, /*count_specializations=*/0);
317 }
318
319 /* Returns 1 if processing DECL as part of do_pending_inlines
320    needs us to push template parms.  */
321
322 static int
323 inline_needs_template_parms (tree decl)
324 {
325   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
326     return 0;
327
328   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
329           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
330 }
331
332 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
333    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
334    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
335    innermost first.  */
336
337 static void
338 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
339 {
340   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
341   int i;
342
343   if (levels > 1)
344     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
345
346   ++processing_template_decl;
347   current_template_parms
348     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
349                  parms, current_template_parms);
350   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
351
352   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
353                NULL);
354   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
355     {
356       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
357       gcc_assert (DECL_P (parm));
358
359       switch (TREE_CODE (parm))
360         {
361         case TYPE_DECL:
362         case TEMPLATE_DECL:
363           pushdecl (parm);
364           break;
365
366         case PARM_DECL:
367           {
368             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
369                It is ugly that we recreate this here; the original
370                version built in process_template_parm is no longer
371                available.  */
372             tree decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
373                                     TREE_TYPE (parm));
374             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
375             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
376             TREE_INVARIANT (decl) = 1;
377             TREE_READONLY (decl) = 1;
378             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
379             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
380             pushdecl (decl);
381           }
382           break;
383
384         default:
385           gcc_unreachable ();
386         }
387     }
388 }
389
390 /* Restore the template parameter context for a member template or
391    a friend template defined in a class definition.  */
392
393 void
394 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
395 {
396   tree parms;
397   int levels = 0;
398
399   if (inline_needs_template_parms (decl))
400     {
401       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
402       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
403
404       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
405         {
406           --levels;
407           parms = TREE_CHAIN (parms);
408         }
409
410       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
411     }
412
413   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
414      we can pop them later.  */
415   if (!inline_parm_levels)
416     VARRAY_INT_INIT (inline_parm_levels, 4, "inline_parm_levels");
417   if (inline_parm_levels_used == inline_parm_levels->num_elements)
418     VARRAY_GROW (inline_parm_levels, 2 * inline_parm_levels_used);
419   VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used) = levels;
420   ++inline_parm_levels_used;
421 }
422
423 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
424
425 void
426 maybe_end_member_template_processing (void)
427 {
428   int i;
429
430   if (!inline_parm_levels_used)
431     return;
432
433   --inline_parm_levels_used;
434   for (i = 0;
435        i < VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used);
436        ++i)
437     {
438       --processing_template_decl;
439       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
440       poplevel (0, 0, 0);
441     }
442 }
443
444 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
445    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
446
447 static tree
448 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
449 {
450   tree new_args;
451   int extra_depth;
452   int i;
453   int j;
454
455   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
456   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
457
458   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
459     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
460
461   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
462     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
463
464   return new_args;
465 }
466
467 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
468    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
469    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
470    the template arguments from a partial instantiation with the
471    template arguments used to attain the full instantiation from the
472    partial instantiation.  */
473
474 static tree
475 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
476 {
477   tree new_args;
478
479   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
480      something very fishy is going on.  */
481   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
482
483   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
484      them.  */
485   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
486     return extra_args;
487
488   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
489   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
490
491   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
492
493   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
494   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
495
496   return new_args;
497 }
498
499 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
500
501 tree
502 get_innermost_template_args (tree args, int n)
503 {
504   tree new_args;
505   int extra_levels;
506   int i;
507
508   gcc_assert (n >= 0);
509
510   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
511   if (n == 1)
512     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
513
514   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
515      given.  */
516   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
517   gcc_assert (extra_levels >= 0);
518   if (extra_levels == 0)
519     return args;
520
521   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
522   new_args = make_tree_vec (n);
523   for (i = 1; i <= n; ++i)
524     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
525                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
526
527   return new_args;
528 }
529
530 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
531    the parms.  */
532
533 void
534 begin_template_parm_list (void)
535 {
536   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
537      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
538      namespace scope.  This is the right thing, since we want
539      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
540      global template class, push_template_decl handles putting the
541      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
542      e.g.:
543
544        template <class T> struct S1 {
545          template <class T> struct S2 {};
546        };
547
548      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
549      TEMPLATE_DECL for S2.  */
550   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
551   ++processing_template_decl;
552   ++processing_template_parmlist;
553   note_template_header (0);
554 }
555
556 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
557    invalid to declare a specialization here, an error is reported.  */
558
559 static void
560 check_specialization_scope (void)
561 {
562   tree scope = current_scope ();
563
564   /* [temp.expl.spec]
565
566      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
567      which the template is a member, or, for member templates, in the
568      namespace of which the enclosing class or enclosing class
569      template is a member.  An explicit specialization of a member
570      function, member class or static data member of a class template
571      shall be declared in the namespace of which the class template
572      is a member.  */
573   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
574     error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
575
576   /* [temp.expl.spec]
577
578      In an explicit specialization declaration for a member of a class
579      template or a member template that appears in namespace scope,
580      the member template and some of its enclosing class templates may
581      remain unspecialized, except that the declaration shall not
582      explicitly specialize a class member template if its enclosing
583      class templates are not explicitly specialized as well.  */
584   if (current_template_parms)
585     error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
586 }
587
588 /* We've just seen template <>.  */
589
590 void
591 begin_specialization (void)
592 {
593   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
594   note_template_header (1);
595   check_specialization_scope ();
596 }
597
598 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
599    template<>.  */
600
601 void
602 end_specialization (void)
603 {
604   finish_scope ();
605   reset_specialization ();
606 }
607
608 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
609    function specialization.  */
610
611 void
612 reset_specialization (void)
613 {
614   processing_specialization = 0;
615   template_header_count = 0;
616 }
617
618 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
619    it was of the form template <>.  */
620
621 static void
622 note_template_header (int specialization)
623 {
624   processing_specialization = specialization;
625   template_header_count++;
626 }
627
628 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
629
630 void
631 begin_explicit_instantiation (void)
632 {
633   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
634   processing_explicit_instantiation = true;
635 }
636
637
638 void
639 end_explicit_instantiation (void)
640 {
641   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
642   processing_explicit_instantiation = false;
643 }
644
645 /* A explicit specialization or partial specialization TMPL is being
646    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
647    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
648    specialize TMPL in the current namespace.  */
649
650 static bool
651 check_specialization_namespace (tree tmpl)
652 {
653   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
654
655   /* [tmpl.expl.spec]
656
657      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
658      which the template is a member, or, for member templates, in the
659      namespace of which the enclosing class or enclosing class
660      template is a member.  An explicit specialization of a member
661      function, member class or static data member of a class template
662      shall be declared in the namespace of which the class template is
663      a member.  */
664   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
665     /* Same or super-using namespace.  */
666     return true;
667   else
668     {
669       pedwarn ("specialization of %qD in different namespace", tmpl);
670       pedwarn ("  from definition of %q+#D", tmpl);
671       return false;
672     }
673 }
674
675 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
676    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
677
678 void
679 maybe_process_partial_specialization (tree type)
680 {
681   /* TYPE maybe an ERROR_MARK_NODE.  */
682   tree context = TYPE_P (type) ? TYPE_CONTEXT (type) : NULL_TREE;
683
684   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
685     {
686       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
687          specialization of a template class such as:
688
689            template <> class C<int>;
690
691          or:
692
693            template <class T> class C<T*>;
694
695          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
696
697       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
698           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
699         {
700           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
701           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
702           if (processing_template_decl)
703             push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type));
704         }
705       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
706         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
707     }
708   else if (CLASS_TYPE_P (type)
709            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
710            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
711            && context && CLASS_TYPE_P (context)
712            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
713     {
714       /* This is for an explicit specialization of member class
715          template according to [temp.expl.spec/18]:
716
717            template <> template <class U> class C<int>::D;
718
719          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
720          Otherwise this is just a member class template declared
721          earlier like:
722
723            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
724            template <> template <class U> class C<int>::D;
725
726          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
727          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
728          and `C<T>::D' may not exist.  */
729
730       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
731           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
732         {
733           tree t;
734
735           if (current_namespace
736               != decl_namespace_context (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)))
737             {
738               pedwarn ("specializing %q#T in different namespace", type);
739               pedwarn ("  from definition of %q+#D",
740                        CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
741             }
742
743           /* Check for invalid specialization after instantiation:
744
745                template <> template <> class C<int>::D<int>;
746                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
747
748           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS
749                  (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)));
750                t; t = TREE_CHAIN (t))
751             if (TREE_VALUE (t) != type
752                 && TYPE_CONTEXT (TREE_VALUE (t)) == context)
753               error ("specialization %qT after instantiation %qT",
754                      type, TREE_VALUE (t));
755
756           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
757              have one level of template argument for the innermost
758              class template.  */
759           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
760           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
761             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
762         }
763     }
764   else if (processing_specialization)
765     error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
766 }
767
768 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
769    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
770    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
771
772 static inline bool
773 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
774 {
775   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
776           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
777           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
778              parameter.  */
779           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
780           /* The optimized lookup depends on the fact that the
781              template arguments for the member function template apply
782              purely to the containing class, which is not true if the
783              containing class is an explicit or partial
784              specialization.  */
785           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
786           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
787           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
788           /* It is possible to have a template that is not a member
789              template and is not a member of a template class:
790
791              template <typename T>
792              struct S { friend A::f(); };
793
794              Here, the friend function is a template, but the context does
795              not have template information.  The optimized lookup relies
796              on having ARGS be the template arguments for both the class
797              and the function template.  */
798           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
799 }
800
801 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
802    specialization is either an instantiation or an explicit
803    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
804    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
805    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
806    templates with more than one level of parameters.
807
808    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
809    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
810    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
811
812 static tree
813 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args,
814                          bool class_specializations_p)
815 {
816   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
817
818   /* There should be as many levels of arguments as there are
819      levels of parameters.  */
820   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
821               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
822
823   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
824     {
825       tree class_template;
826       tree class_specialization;
827       VEC(tree,gc) *methods;
828       tree fns;
829       int idx;
830
831       /* The template arguments actually apply to the containing
832          class.  Find the class specialization with those
833          arguments.  */
834       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
835       class_specialization
836         = retrieve_specialization (class_template, args,
837                                    /*class_specializations_p=*/false);
838       if (!class_specialization)
839         return NULL_TREE;
840       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
841          for the specialization.  */
842       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
843       if (idx == -1)
844         return NULL_TREE;
845       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
846          for the one that has an instance of TMPL.  */
847       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
848       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
849         {
850           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
851           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl)
852             return fn;
853         }
854       return NULL_TREE;
855     }
856   else
857     {
858       tree *sp;
859       tree *head;
860
861       /* Class templates store their instantiations on the
862          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS list; other templates use the
863          DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS list.  */
864       if (!class_specializations_p
865           && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == TYPE_DECL)
866         sp = &DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
867       else
868         sp = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
869       head = sp;
870       /* Iterate through the list until we find a matching template.  */
871       while (*sp != NULL_TREE)
872         {
873           tree spec = *sp;
874
875           if (comp_template_args (TREE_PURPOSE (spec), args))
876             {
877               /* Use the move-to-front heuristic to speed up future
878                  searches.  */
879               if (spec != *head)
880                 {
881                   *sp = TREE_CHAIN (*sp);
882                   TREE_CHAIN (spec) = *head;
883                   *head = spec;
884                 }
885               return TREE_VALUE (spec);
886             }
887           sp = &TREE_CHAIN (spec);
888         }
889     }
890
891   return NULL_TREE;
892 }
893
894 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
895
896 static tree
897 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
898 {
899   tree spec = htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
900                                    htab_hash_pointer (tmpl));
901   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
902 }
903
904 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
905
906 int
907 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
908 {
909   tree t;
910
911   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
912     {
913       for (t = decl;
914            t != NULL_TREE;
915            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
916         if (t == tmpl)
917           return 1;
918     }
919   else
920     {
921       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
922
923       for (t = TREE_TYPE (decl);
924            t != NULL_TREE;
925            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
926              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
927         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
928           return 1;
929     }
930
931   return 0;
932 }
933
934 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
935    FRIEND according to [temp.friend].  */
936
937 bool
938 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend)
939 {
940   bool need_template = true;
941   int template_depth;
942
943   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
944               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
945
946   /* For [temp.friend/6] when FRIEND is an ordinary member function
947      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
948      if this.  */
949   if (TREE_CODE (friend) == FUNCTION_DECL
950       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend)
951       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend))
952     {
953       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
954       friend = DECL_TI_TEMPLATE (friend);
955       need_template = false;
956     }
957   else if (TREE_CODE (friend) == TEMPLATE_DECL
958            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend))
959     need_template = false;
960
961   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
962   if (TREE_CODE (friend) != TEMPLATE_DECL)
963     return false;
964
965   if (is_specialization_of (decl, friend))
966     return true;
967
968   /* [temp.friend/6]
969      A member of a class template may be declared to be a friend of a
970      non-template class.  In this case, the corresponding member of
971      every specialization of the class template is a friend of the
972      class granting friendship.
973
974      For example, given a template friend declaration
975
976        template <class T> friend void A<T>::f();
977
978      the member function below is considered a friend
979
980        template <> struct A<int> {
981          void f();
982        };
983
984      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
985      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
986      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
987
988   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend));
989   if (template_depth
990       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
991       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
992                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend))))
993     {
994       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
995          a few tricky cases, such as when FRIEND's are
996
997            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
998            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
999
1000          and DECL's are
1001
1002            void A<int>::g(int);
1003            template <int> void A<int>::h();
1004
1005          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1006          the context of DECL.  This is required for template substitution
1007          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1008          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1009
1010       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1011       tree args = NULL_TREE;
1012       int current_depth = 0;
1013
1014       while (current_depth < template_depth)
1015         {
1016           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1017             {
1018               if (current_depth == 0)
1019                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1020               else
1021                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1022               current_depth++;
1023             }
1024           context = TYPE_CONTEXT (context);
1025         }
1026
1027       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1028         {
1029           bool is_template;
1030           tree friend_type;
1031           tree decl_type;
1032           tree friend_args_type;
1033           tree decl_args_type;
1034
1035           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1036              non-templates.  */
1037           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1038                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1039           if (need_template ^ is_template)
1040             return false;
1041           else if (is_template)
1042             {
1043               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1044               tree friend_parms
1045                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1046                                          args, tf_none);
1047               if (!comp_template_parms
1048                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1049                       friend_parms))
1050                 return false;
1051
1052               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1053             }
1054           else
1055             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1056
1057           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend), args,
1058                                               tf_none, NULL_TREE);
1059           if (friend_type == error_mark_node)
1060             return false;
1061
1062           /* Check if return types match.  */
1063           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1064             return false;
1065
1066           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1067              `this' parameter.  */
1068           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1069           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1070           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend))
1071             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1072           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1073             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1074
1075           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1076         }
1077       else
1078         {
1079           /* DECL is a TYPE_DECL */
1080           bool is_template;
1081           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1082
1083           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1084              non-templates.  */
1085           is_template
1086             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1087               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1088
1089           if (need_template ^ is_template)
1090             return false;
1091           else if (is_template)
1092             {
1093               tree friend_parms;
1094               /* If both are templates, check the name of the two
1095                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1096               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1097                   != DECL_NAME (friend))
1098                 return false;
1099
1100               /* Now check template parameter list.  */
1101               friend_parms
1102                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1103                                          args, tf_none);
1104               return comp_template_parms
1105                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1106                  friend_parms);
1107             }
1108           else
1109             return (DECL_NAME (decl)
1110                     == DECL_NAME (friend));
1111         }
1112     }
1113   return false;
1114 }
1115
1116 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1117    the indicated ARGS.  Returns SPEC, or an equivalent prior
1118    declaration, if available.  */
1119
1120 static tree
1121 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args)
1122 {
1123   tree fn;
1124
1125   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1126
1127   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1128       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1129     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1130        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1131        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1132        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1133        with default function arguments.  In particular, given
1134        something like this:
1135
1136           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1137
1138        the default argument expression is not substituted for in an
1139        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1140     return spec;
1141
1142   fn = retrieve_specialization (tmpl, args,
1143                                 /*class_specializations_p=*/false);
1144   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1145      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1146      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1147      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1148      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1149   if (fn == spec)
1150     return spec;
1151   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1152     {
1153       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1154         {
1155           if (TREE_USED (fn)
1156               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1157             {
1158               error ("specialization of %qD after instantiation",
1159                      fn);
1160               return spec;
1161             }
1162           else
1163             {
1164               /* This situation should occur only if the first
1165                  specialization is an implicit instantiation, the
1166                  second is an explicit specialization, and the
1167                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1168                  situation can occur if we have implicitly
1169                  instantiated a member function and then specialized
1170                  it later.
1171
1172                  We can also wind up here if a friend declaration that
1173                  looked like an instantiation turns out to be a
1174                  specialization:
1175
1176                    template <class T> void foo(T);
1177                    class S { friend void foo<>(int) };
1178                    template <> void foo(int);
1179
1180                  We transform the existing DECL in place so that any
1181                  pointers to it become pointers to the updated
1182                  declaration.
1183
1184                  If there was a definition for the template, but not
1185                  for the specialization, we want this to look as if
1186                  there were no definition, and vice versa.  */
1187               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1188               duplicate_decls (spec, fn);
1189
1190               return fn;
1191             }
1192         }
1193       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1194         {
1195           if (!duplicate_decls (spec, fn) && DECL_INITIAL (spec))
1196             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1197                line number so any errors match this new
1198                definition.  */
1199             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1200
1201           return fn;
1202         }
1203     }
1204
1205   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1206      template it is specializing.  */
1207   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1208       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1209     DECL_CONTEXT (spec) = decl_namespace_context (tmpl);
1210
1211   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1212     DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl)
1213       = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl));
1214
1215   return spec;
1216 }
1217
1218 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1219    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1220    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.  */
1221
1222 bool
1223 reregister_specialization (tree spec, tree tmpl, tree new_spec)
1224 {
1225   tree* s;
1226
1227   for (s = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
1228        *s != NULL_TREE;
1229        s = &TREE_CHAIN (*s))
1230     if (TREE_VALUE (*s) == spec)
1231       {
1232         if (!new_spec)
1233           *s = TREE_CHAIN (*s);
1234         else
1235           TREE_VALUE (*s) = new_spec;
1236         return 1;
1237       }
1238
1239   return 0;
1240 }
1241
1242 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1243    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1244    DECL).  */
1245
1246 static int
1247 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1248 {
1249   return TREE_VALUE ((tree) p1) == (tree) p2;
1250 }
1251
1252 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1253
1254 static hashval_t
1255 hash_local_specialization (const void* p1)
1256 {
1257   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((tree) p1));
1258 }
1259
1260 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1261    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1262
1263 static void
1264 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1265 {
1266   void **slot;
1267
1268   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1269                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1270   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1271 }
1272
1273 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1274
1275 void
1276 print_candidates (tree fns)
1277 {
1278   tree fn;
1279
1280   const char *str = "candidates are:";
1281
1282   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1283     {
1284       tree f;
1285
1286       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1287         error ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1288       str = "               ";
1289     }
1290 }
1291
1292 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1293    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1294    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1295    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1296    TEMPLATE_ID are non-members.
1297
1298    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1299    specialization of a member template.
1300
1301    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1302    template classes that appeared in the name of the function. See
1303    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1304
1305    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1306    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1307
1308    If it is impossible to determine the result, an error message is
1309    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1310
1311 static tree
1312 determine_specialization (tree template_id,
1313                           tree decl,
1314                           tree* targs_out,
1315                           int need_member_template,
1316                           int template_count)
1317 {
1318   tree fns;
1319   tree targs;
1320   tree explicit_targs;
1321   tree candidates = NULL_TREE;
1322   tree templates = NULL_TREE;
1323   int header_count;
1324   struct cp_binding_level *b;
1325
1326   *targs_out = NULL_TREE;
1327
1328   if (template_id == error_mark_node)
1329     return error_mark_node;
1330
1331   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1332   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1333
1334   if (fns == error_mark_node)
1335     return error_mark_node;
1336
1337   /* Check for baselinks.  */
1338   if (BASELINK_P (fns))
1339     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1340
1341   if (!is_overloaded_fn (fns))
1342     {
1343       error ("%qD is not a function template", fns);
1344       return error_mark_node;
1345     }
1346
1347   /* Count the number of template headers specified for this
1348      specialization.  */
1349   header_count = 0;
1350   for (b = current_binding_level;
1351        b->kind == sk_template_parms;
1352        b = b->level_chain)
1353     ++header_count;
1354
1355   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1356     {
1357       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1358
1359       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1360         {
1361           tree decl_arg_types;
1362           tree fn_arg_types;
1363
1364           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1365
1366           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1367           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1368           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1369               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1370             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1371
1372           /* Check that the number of function parameters matches.
1373              For example,
1374                template <class T> void f(int i = 0);
1375                template <> void f<int>();
1376              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1377              by get_bindings below.  */
1378
1379           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1380           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1381             continue;
1382
1383           /* For a non-static member function, we need to make sure that
1384              the const qualification is the same. This can be done by
1385              checking the 'this' in the argument list.  */
1386           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1387               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1388                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1389             continue;
1390
1391           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1392              the number of template headers appearing in the specialization
1393              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1394              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1395              member functions. Consider the following code:
1396
1397              template <> void A<int>::f(int);
1398              template <> template <> void A<int>::f(int);
1399
1400              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1401              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1402              member function, whilst the second line specializes "f" which
1403              is a template member function. So both lines are syntactically
1404              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1405              them.
1406
1407              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1408              against the declarations. We count the number of template
1409              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1410              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1411              plus there must be another header for the member template
1412              itself).
1413
1414              Notice that if header_count is zero, this is not a
1415              specialization but rather a template instantiation, so there
1416              is no check we can perform here.  */
1417           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1418             continue;
1419
1420           /* Check that the number of template arguments at the
1421              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1422           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1423               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1424               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1425                   != TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (current_template_parms))))
1426             continue;
1427
1428           /* See whether this function might be a specialization of this
1429              template.  */
1430           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1431
1432           if (!targs)
1433             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1434                specialize TMPL will produce DECL.  */
1435             continue;
1436
1437           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1438           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1439         }
1440       else if (need_member_template)
1441         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1442            specialization of a member template.  */
1443         ;
1444       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1445         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1446            cases.  */
1447         ;
1448       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1449         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1450            be a specialization of that.  */
1451         ;
1452       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1453         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1454         ;
1455       else
1456         {
1457           tree decl_arg_types;
1458
1459           /* This is an ordinary member function.  However, since
1460              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1461              template class.  For example,
1462
1463                template <typename T> struct S { void f(); };
1464                template <> void S<int>::f() {}
1465
1466              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1467              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1468              might be in business.  */
1469
1470           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1471             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1472                of a template class.  This is not a candidate.  */
1473             continue;
1474
1475           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1476                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1477             /* The return types differ.  */
1478             continue;
1479
1480           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1481           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1482           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1483               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1484             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1485
1486           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1487                          decl_arg_types))
1488             /* They match!  */
1489             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1490         }
1491     }
1492
1493   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1494     {
1495       /* We have:
1496
1497            [temp.expl.spec]
1498
1499            It is possible for a specialization with a given function
1500            signature to be instantiated from more than one function
1501            template.  In such cases, explicit specification of the
1502            template arguments must be used to uniquely identify the
1503            function template specialization being specialized.
1504
1505          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1506          determine which of the candidate templates is most
1507          specialized.  However, we, also have:
1508
1509            [temp.func.order]
1510
1511            Partial ordering of overloaded function template
1512            declarations is used in the following contexts to select
1513            the function template to which a function template
1514            specialization refers:
1515
1516            -- when an explicit specialization refers to a function
1517               template.
1518
1519          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1520          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1521          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1522          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1523          the EDG front-end has that behavior, and John Spicer claims
1524          that the committee simply forgot to delete the wording in
1525          [temp.expl.spec].  */
1526      tree tmpl = most_specialized (templates, decl, explicit_targs);
1527      if (tmpl && tmpl != error_mark_node)
1528        {
1529          targs = get_bindings (tmpl, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1530          templates = tree_cons (targs, tmpl, NULL_TREE);
1531        }
1532     }
1533
1534   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1535     {
1536       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1537              "declaration", template_id, decl);
1538       return error_mark_node;
1539     }
1540   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1541            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1542            || (templates && candidates))
1543     {
1544       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1545              template_id, decl);
1546       chainon (candidates, templates);
1547       print_candidates (candidates);
1548       return error_mark_node;
1549     }
1550
1551   /* We have one, and exactly one, match.  */
1552   if (candidates)
1553     {
1554       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1555          template class.  */
1556       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (TREE_VALUE (candidates)));
1557       return DECL_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (candidates));
1558     }
1559
1560   /* It was a specialization of a template.  */
1561   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1562   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1563     {
1564       *targs_out = copy_node (targs);
1565       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
1566                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1567                            TREE_PURPOSE (templates));
1568     }
1569   else
1570     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1571   return TREE_VALUE (templates);
1572 }
1573
1574 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1575    but with the default argument values filled in from those in the
1576    TMPL_TYPES.  */
1577
1578 static tree
1579 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1580                                       tree tmpl_types)
1581 {
1582   tree new_spec_types;
1583
1584   if (!spec_types)
1585     return NULL_TREE;
1586
1587   if (spec_types == void_list_node)
1588     return void_list_node;
1589
1590   /* Substitute into the rest of the list.  */
1591   new_spec_types =
1592     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1593                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1594
1595   /* Add the default argument for this parameter.  */
1596   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1597                          TREE_VALUE (spec_types),
1598                          new_spec_types);
1599 }
1600
1601 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1602    from the template it specializes.  (That way, code like:
1603
1604      template <class T> void f(T = 3);
1605      template <> void f(double);
1606      void g () { f (); }
1607
1608    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1609    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1610    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1611
1612 static void
1613 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
1614 {
1615   tree tmpl;
1616   tree spec_types;
1617   tree tmpl_types;
1618   tree new_spec_types;
1619   tree old_type;
1620   tree new_type;
1621   tree t;
1622   tree object_type = NULL_TREE;
1623   tree in_charge = NULL_TREE;
1624   tree vtt = NULL_TREE;
1625
1626   /* See if there's anything we need to do.  */
1627   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
1628   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
1629   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
1630     if (TREE_PURPOSE (t))
1631       break;
1632   if (!t)
1633     return;
1634
1635   old_type = TREE_TYPE (decl);
1636   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
1637
1638   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1639     {
1640       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
1641          CV quals.  */
1642       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
1643       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1644       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
1645
1646       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
1647         {
1648           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
1649              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
1650           in_charge = spec_types;
1651           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1652         }
1653       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
1654         {
1655           vtt = spec_types;
1656           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1657         }
1658     }
1659
1660   /* Compute the merged default arguments.  */
1661   new_spec_types =
1662     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
1663
1664   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
1665   if (object_type)
1666     {
1667       if (vtt)
1668         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
1669                                          TREE_VALUE (vtt),
1670                                          new_spec_types);
1671
1672       if (in_charge)
1673         /* Put the in-charge parameter back.  */
1674         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
1675                                          TREE_VALUE (in_charge),
1676                                          new_spec_types);
1677
1678       new_type = build_method_type_directly (object_type,
1679                                              TREE_TYPE (old_type),
1680                                              new_spec_types);
1681     }
1682   else
1683     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
1684                                     new_spec_types);
1685   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
1686                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
1687   new_type = build_exception_variant (new_type,
1688                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
1689   TREE_TYPE (decl) = new_type;
1690 }
1691
1692 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
1693    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
1694    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
1695    instantiation at this point.
1696
1697    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
1698    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
1699    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
1700    recoverable.
1701
1702    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
1703
1704    2: The function has a definition.
1705    4: The function is a friend.
1706
1707    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1708    template classes that appeared in the name of the function.  For
1709    example, in
1710
1711      template <class T> struct S { void f(); };
1712      void S<int>::f();
1713
1714    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
1715    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
1716
1717      template <class T> struct S {};
1718      template <> struct S<int> { void f(); }
1719      template <> void S<int>::f();
1720
1721    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
1722    invalid; there should be no template <>.)
1723
1724    If the function is a specialization, it is marked as such via
1725    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
1726    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
1727    for that template.  */
1728
1729 tree
1730 check_explicit_specialization (tree declarator,
1731                                tree decl,
1732                                int template_count,
1733                                int flags)
1734 {
1735   int have_def = flags & 2;
1736   int is_friend = flags & 4;
1737   int specialization = 0;
1738   int explicit_instantiation = 0;
1739   int member_specialization = 0;
1740   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
1741   tree dname = DECL_NAME (decl);
1742   tmpl_spec_kind tsk;
1743
1744   if (is_friend)
1745     {
1746       if (!processing_specialization)
1747         tsk = tsk_none;
1748       else
1749         tsk = tsk_excessive_parms;
1750     }
1751   else
1752     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
1753
1754   switch (tsk)
1755     {
1756     case tsk_none:
1757       if (processing_specialization)
1758         {
1759           specialization = 1;
1760           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1761         }
1762       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1763         {
1764           if (is_friend)
1765             /* This could be something like:
1766
1767                template <class T> void f(T);
1768                class S { friend void f<>(int); }  */
1769             specialization = 1;
1770           else
1771             {
1772               /* This case handles bogus declarations like template <>
1773                  template <class T> void f<int>(); */
1774
1775               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1776                      declarator);
1777               return decl;
1778             }
1779         }
1780       break;
1781
1782     case tsk_invalid_member_spec:
1783       /* The error has already been reported in
1784          check_specialization_scope.  */
1785       return error_mark_node;
1786
1787     case tsk_invalid_expl_inst:
1788       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
1789
1790       /* Fall through.  */
1791
1792     case tsk_expl_inst:
1793       if (have_def)
1794         error ("definition provided for explicit instantiation");
1795
1796       explicit_instantiation = 1;
1797       break;
1798
1799     case tsk_excessive_parms:
1800     case tsk_insufficient_parms:
1801       if (tsk == tsk_excessive_parms)
1802         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
1803                decl);
1804       else if (template_header_count)
1805         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
1806       else
1807         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
1808               "%<template <>%>", decl);
1809
1810       /* Fall through.  */
1811     case tsk_expl_spec:
1812       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1813       if (ctype)
1814         member_specialization = 1;
1815       else
1816         specialization = 1;
1817       break;
1818
1819     case tsk_template:
1820       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1821         {
1822           /* This case handles bogus declarations like template <>
1823              template <class T> void f<int>(); */
1824
1825           if (uses_template_parms (declarator))
1826             error ("function template partial specialization %qD "
1827                    "is not allowed", declarator);
1828           else
1829             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1830                    declarator);
1831           return decl;
1832         }
1833
1834       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
1835         /* This is a specialization of a member template, without
1836            specialization the containing class.  Something like:
1837
1838              template <class T> struct S {
1839                template <class U> void f (U);
1840              };
1841              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
1842
1843            That's a specialization -- but of the entire template.  */
1844         specialization = 1;
1845       break;
1846
1847     default:
1848       gcc_unreachable ();
1849     }
1850
1851   if (specialization || member_specialization)
1852     {
1853       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1854       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
1855         if (TREE_PURPOSE (t))
1856           {
1857             pedwarn
1858               ("default argument specified in explicit specialization");
1859             break;
1860           }
1861       if (current_lang_name == lang_name_c)
1862         error ("template specialization with C linkage");
1863     }
1864
1865   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
1866     {
1867       tree tmpl = NULL_TREE;
1868       tree targs = NULL_TREE;
1869
1870       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
1871       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
1872         {
1873           tree fns;
1874
1875           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
1876           if (ctype)
1877             fns = dname;
1878           else
1879             {
1880               /* If there is no class context, the explicit instantiation
1881                  must be at namespace scope.  */
1882               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
1883
1884               /* Find the namespace binding, using the declaration
1885                  context.  */
1886               fns = namespace_binding (dname, CP_DECL_CONTEXT (decl));
1887               if (!fns || !is_overloaded_fn (fns))
1888                 {
1889                   error ("%qD is not a template function", dname);
1890                   fns = error_mark_node;
1891                 }
1892             }
1893
1894           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
1895         }
1896
1897       if (declarator == error_mark_node)
1898         return error_mark_node;
1899
1900       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
1901         {
1902           if (!explicit_instantiation)
1903             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
1904                but the error will already have been flagged by
1905                check_specialization_scope.  */
1906             return error_mark_node;
1907           else
1908             {
1909               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
1910                  class scope, e.g.:
1911
1912                    class C { template void f(); }
1913
1914                    This case is caught by the parser.  However, on
1915                    something like:
1916
1917                    template class C { void f(); };
1918
1919                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
1920                    issued later.  */
1921               ;
1922             }
1923
1924           return decl;
1925         }
1926       else if (ctype != NULL_TREE
1927                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
1928                    IDENTIFIER_NODE))
1929         {
1930           /* Find the list of functions in ctype that have the same
1931              name as the declared function.  */
1932           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
1933           tree fns = NULL_TREE;
1934           int idx;
1935
1936           if (constructor_name_p (name, ctype))
1937             {
1938               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
1939
1940               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (ctype)
1941                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
1942                 {
1943                   /* From [temp.expl.spec]:
1944
1945                      If such an explicit specialization for the member
1946                      of a class template names an implicitly-declared
1947                      special member function (clause _special_), the
1948                      program is ill-formed.
1949
1950                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
1951                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
1952                   return error_mark_node;
1953                 }
1954
1955               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
1956             }
1957
1958           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
1959             {
1960               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
1961               if (idx >= 0)
1962                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
1963             }
1964           else
1965             {
1966               VEC(tree,gc) *methods;
1967               tree ovl;
1968
1969               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
1970                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
1971                  int' which will be a specialization of `operator T'.
1972                  So, we find *all* the conversion operators, and then
1973                  select from them.  */
1974               fns = NULL_TREE;
1975
1976               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
1977               if (methods)
1978                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
1979                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
1980                      ++idx)
1981                   {
1982                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
1983                       /* There are no more conversion functions.  */
1984                       break;
1985
1986                     /* Glue all these conversion functions together
1987                        with those we already have.  */
1988                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
1989                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
1990                   }
1991             }
1992
1993           if (fns == NULL_TREE)
1994             {
1995               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
1996               return error_mark_node;
1997             }
1998           else
1999             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2000         }
2001
2002       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2003          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2004          member function, we cannot tell apriori whether the
2005          instantiation is for a member template, or just a member
2006          function of a template class.  Even if a member template is
2007          being instantiated, the member template arguments may be
2008          elided if they can be deduced from the rest of the
2009          declaration.  */
2010       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2011                                        &targs,
2012                                        member_specialization,
2013                                        template_count);
2014
2015       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2016         /* We couldn't figure out what this declaration was
2017            specializing.  */
2018         return error_mark_node;
2019       else
2020         {
2021           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2022
2023           if (explicit_instantiation)
2024             {
2025               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2026                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2027
2028               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2029               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2030
2031               if (arg_depth > parm_depth)
2032                 {
2033                   /* If TMPL is not the most general template (for
2034                      example, if TMPL is a friend template that is
2035                      injected into namespace scope), then there will
2036                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2037                      here.  */
2038                   int i;
2039                   tree new_targs;
2040
2041                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2042                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2043                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2044                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2045                   targs = new_targs;
2046                 }
2047
2048               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2049             }
2050
2051           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2052              turns out to be specializing a static member function,
2053              make DECL a static member function as well.  */
2054           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2055               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2056             revert_static_member_fn (decl);
2057
2058           /* If this is a specialization of a member template of a
2059              template class.  In we want to return the TEMPLATE_DECL,
2060              not the specialization of it.  */
2061           if (tsk == tsk_template)
2062             {
2063               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2064               DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) = NULL_TREE;
2065               if (have_def)
2066                 {
2067                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2068                   DECL_SOURCE_LOCATION (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2069                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2070                   /* We want to use the argument list specified in the
2071                      definition, not in the original declaration.  */
2072                   DECL_ARGUMENTS (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2073                     = DECL_ARGUMENTS (decl);
2074                 }
2075               return tmpl;
2076             }
2077
2078           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2079           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2080
2081           /* Inherit default function arguments from the template
2082              DECL is specializing.  */
2083           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2084
2085           /* This specialization has the same protection as the
2086              template it specializes.  */
2087           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2088           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2089
2090           /* The specialization has the same visibility as the
2091              template it specializes.  */
2092           if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (gen_tmpl))
2093             {
2094               DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2095               DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (gen_tmpl);
2096             }
2097
2098           if (is_friend && !have_def)
2099             /* This is not really a declaration of a specialization.
2100                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2101                a request for an instantiation, either.  */
2102             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2103           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2104             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2105                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2106                versions in V3 ABI.  */
2107             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2108
2109           /* Register this specialization so that we can find it
2110              again.  */
2111           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs);
2112         }
2113     }
2114
2115   return decl;
2116 }
2117
2118 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2119    parameters.  These are represented in the same format used for
2120    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2121
2122 int
2123 comp_template_parms (tree parms1, tree parms2)
2124 {
2125   tree p1;
2126   tree p2;
2127
2128   if (parms1 == parms2)
2129     return 1;
2130
2131   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2132        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2133        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2134     {
2135       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2136       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2137       int i;
2138
2139       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2140       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2141
2142       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2143         return 0;
2144
2145       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2146         {
2147           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2148           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2149
2150           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2151             return 0;
2152
2153           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
2154             continue;
2155           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2156             return 0;
2157         }
2158     }
2159
2160   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2161     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2162        other.  */
2163     return 0;
2164
2165   return 1;
2166 }
2167
2168 /* Complain if DECL shadows a template parameter.
2169
2170    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
2171    scope (including nested scopes).  */
2172
2173 void
2174 check_template_shadow (tree decl)
2175 {
2176   tree olddecl;
2177
2178   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
2179      parameter.  */
2180   if (!current_template_parms)
2181     return;
2182
2183   /* Figure out what we're shadowing.  */
2184   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
2185     decl = OVL_CURRENT (decl);
2186   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
2187
2188   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
2189      anything, let alone a template parameter.  */
2190   if (!olddecl)
2191     return;
2192
2193   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
2194      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
2195      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
2196      node.  */
2197   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
2198     return;
2199
2200   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
2201      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
2202      inline member templates.  */
2203   if (decl == olddecl
2204       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
2205     return;
2206
2207   error ("declaration of %q+#D", decl);
2208   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
2209 }
2210
2211 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
2212    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
2213
2214 static tree
2215 build_template_parm_index (int index,
2216                            int level,
2217                            int orig_level,
2218                            tree decl,
2219                            tree type)
2220 {
2221   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
2222   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
2223   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
2224   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
2225   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
2226   TREE_TYPE (t) = type;
2227   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
2228   TREE_INVARIANT (t) = TREE_INVARIANT (decl);
2229   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
2230
2231   return t;
2232 }
2233
2234 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
2235    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
2236    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
2237    new one is created.  */
2238
2239 static tree
2240 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels)
2241 {
2242   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
2243       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
2244           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
2245     {
2246       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
2247       tree decl, t;
2248
2249       decl = build_decl (TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
2250       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
2251       TREE_INVARIANT (decl) = TREE_INVARIANT (orig_decl);
2252       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
2253       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2254       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2255
2256       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
2257                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
2258                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
2259                                      decl, type);
2260       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
2261
2262         /* Template template parameters need this.  */
2263       if (TREE_CODE (decl) != CONST_DECL)
2264         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl)
2265           = DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index));
2266     }
2267
2268   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
2269 }
2270
2271 /* Process information from new template parameter NEXT and append it to the
2272    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
2273    IS_NON_TYPE is true.  */
2274
2275 tree
2276 process_template_parm (tree list, tree next, bool is_non_type)
2277 {
2278   tree parm;
2279   tree decl = 0;
2280   tree defval;
2281   int idx;
2282
2283   parm = next;
2284   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
2285   defval = TREE_PURPOSE (parm);
2286
2287   if (list)
2288     {
2289       tree p = TREE_VALUE (tree_last (list));
2290
2291       if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
2292         idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
2293       else
2294         idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
2295       ++idx;
2296     }
2297   else
2298     idx = 0;
2299
2300   if (is_non_type)
2301     {
2302       parm = TREE_VALUE (parm);
2303
2304       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2305
2306       /* [temp.param]
2307
2308          The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
2309          ignored when determining its type.  */
2310       TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
2311
2312       /* A template parameter is not modifiable.  */
2313       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
2314       TREE_INVARIANT (parm) = 1;
2315       TREE_READONLY (parm) = 1;
2316       if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
2317         TREE_TYPE (parm) = void_type_node;
2318       decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
2319       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
2320       TREE_INVARIANT (decl) = 1;
2321       TREE_READONLY (decl) = 1;
2322       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
2323         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2324                                      processing_template_decl,
2325                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2326     }
2327   else
2328     {
2329       tree t;
2330       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
2331
2332       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2333         {
2334           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
2335           /* This is for distinguishing between real templates and template
2336              template parameters */
2337           TREE_TYPE (parm) = t;
2338           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
2339           decl = parm;
2340         }
2341       else
2342         {
2343           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
2344           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
2345           decl = build_decl (TYPE_DECL, parm, t);
2346         }
2347
2348       TYPE_NAME (t) = decl;
2349       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
2350       parm = decl;
2351       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
2352         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2353                                      processing_template_decl,
2354                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2355     }
2356   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2357   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2358   pushdecl (decl);
2359   parm = build_tree_list (defval, parm);
2360   return chainon (list, parm);
2361 }
2362
2363 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
2364    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
2365    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
2366    as PARM_DECLs.  */
2367
2368 tree
2369 end_template_parm_list (tree parms)
2370 {
2371   int nparms;
2372   tree parm, next;
2373   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
2374
2375   current_template_parms
2376     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
2377                  saved_parmlist, current_template_parms);
2378
2379   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
2380     {
2381       next = TREE_CHAIN (parm);
2382       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
2383       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
2384     }
2385
2386   --processing_template_parmlist;
2387
2388   return saved_parmlist;
2389 }
2390
2391 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
2392
2393 void
2394 end_template_decl (void)
2395 {
2396   reset_specialization ();
2397
2398   if (! processing_template_decl)
2399     return;
2400
2401   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
2402   finish_scope ();
2403
2404   --processing_template_decl;
2405   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
2406 }
2407
2408 /* Given a template argument vector containing the template PARMS.
2409    The innermost PARMS are given first.  */
2410
2411 tree
2412 current_template_args (void)
2413 {
2414   tree header;
2415   tree args = NULL_TREE;
2416   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2417   int l = length;
2418
2419   /* If there is only one level of template parameters, we do not
2420      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
2421      TREE_VEC containing the arguments.  */
2422   if (length > 1)
2423     args = make_tree_vec (length);
2424
2425   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
2426     {
2427       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
2428       int i;
2429
2430       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
2431       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
2432         {
2433           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
2434
2435           /* T will be a list if we are called from within a
2436              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
2437              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
2438           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
2439             {
2440               t = TREE_VALUE (t);
2441
2442               if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
2443                   || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
2444                 t = TREE_TYPE (t);
2445               else
2446                 t = DECL_INITIAL (t);
2447               TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
2448             }
2449         }
2450
2451       if (length > 1)
2452         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
2453       else
2454         args = a;
2455     }
2456
2457   return args;
2458 }
2459
2460 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
2461    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
2462    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
2463
2464 static tree
2465 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
2466 {
2467   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
2468   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
2469   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
2470   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
2471   if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
2472     {
2473       DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl) = DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl);
2474       DECL_CONSTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2475       DECL_DESTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_DESTRUCTOR_P (decl);
2476       DECL_NONCONVERTING_P (tmpl) = DECL_NONCONVERTING_P (decl);
2477       DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (tmpl) = DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (decl);
2478       if (DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl))
2479         SET_OVERLOADED_OPERATOR_CODE (tmpl,
2480                                       DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl));
2481     }
2482
2483   return tmpl;
2484 }
2485
2486 struct template_parm_data
2487 {
2488   /* The level of the template parameters we are currently
2489      processing.  */
2490   int level;
2491
2492   /* The index of the specialization argument we are currently
2493      processing.  */
2494   int current_arg;
2495
2496   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
2497      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
2498      of the arguments processed so far.  */
2499   int* parms;
2500
2501   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
2502      elements are nonzero if the argument makes use of template
2503      parameters of this level.  */
2504   int* arg_uses_template_parms;
2505 };
2506
2507 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
2508    parameter in a partial specialization is used in the explicit
2509    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
2510    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
2511    appropriately.  */
2512
2513 static int
2514 mark_template_parm (tree t, void* data)
2515 {
2516   int level;
2517   int idx;
2518   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
2519
2520   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2521     {
2522       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2523       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
2524     }
2525   else
2526     {
2527       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2528       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
2529     }
2530
2531   if (level == tpd->level)
2532     {
2533       tpd->parms[idx] = 1;
2534       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
2535     }
2536
2537   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
2538      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
2539   return 0;
2540 }
2541
2542 /* Process the partial specialization DECL.  */
2543
2544 static tree
2545 process_partial_specialization (tree decl)
2546 {
2547   tree type = TREE_TYPE (decl);
2548   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
2549   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
2550   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
2551   tree inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
2552   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
2553   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
2554   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2555   int  i;
2556   int did_error_intro = 0;
2557   struct template_parm_data tpd;
2558   struct template_parm_data tpd2;
2559
2560   /* We check that each of the template parameters given in the
2561      partial specialization is used in the argument list to the
2562      specialization.  For example:
2563
2564        template <class T> struct S;
2565        template <class T> struct S<T*>;
2566
2567      The second declaration is OK because `T*' uses the template
2568      parameter T, whereas
2569
2570        template <class T> struct S<int>;
2571
2572      is no good.  Even trickier is:
2573
2574        template <class T>
2575        struct S1
2576        {
2577           template <class U>
2578           struct S2;
2579           template <class U>
2580           struct S2<T>;
2581        };
2582
2583      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
2584      full-specialization.  Of course,
2585
2586           template <class U>
2587           struct S2<T (*)(U)>;
2588
2589      or some such would have been OK.  */
2590   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2591   tpd.parms = alloca (sizeof (int) * ntparms);
2592   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
2593
2594   tpd.arg_uses_template_parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2595   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2596   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2597     {
2598       tpd.current_arg = i;
2599       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
2600                               &mark_template_parm,
2601                               &tpd,
2602                               NULL);
2603     }
2604   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2605     if (tpd.parms[i] == 0)
2606       {
2607         /* One of the template parms was not used in the
2608            specialization.  */
2609         if (!did_error_intro)
2610           {
2611             error ("template parameters not used in partial specialization:");
2612             did_error_intro = 1;
2613           }
2614
2615         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
2616       }
2617
2618   /* [temp.class.spec]
2619
2620      The argument list of the specialization shall not be identical to
2621      the implicit argument list of the primary template.  */
2622   if (comp_template_args
2623       (inner_args,
2624        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
2625                                                    (maintmpl)))))
2626     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
2627
2628   /* [temp.class.spec]
2629
2630      A partially specialized non-type argument expression shall not
2631      involve template parameters of the partial specialization except
2632      when the argument expression is a simple identifier.
2633
2634      The type of a template parameter corresponding to a specialized
2635      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
2636      specialization.  */
2637   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
2638   tpd2.parms = 0;
2639   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2640     {
2641       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
2642       if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
2643           !TYPE_P (arg)
2644           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
2645           /* This next line is the `argument expression is not just a
2646              simple identifier' condition and also the `specialized
2647              non-type argument' bit.  */
2648           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
2649         {
2650           if (tpd.arg_uses_template_parms[i])
2651             error ("template argument %qE involves template parameter(s)", arg);
2652           else
2653             {
2654               /* Look at the corresponding template parameter,
2655                  marking which template parameters its type depends
2656                  upon.  */
2657               tree type =
2658                 TREE_TYPE (TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms,
2659                                                      i)));
2660
2661               if (!tpd2.parms)
2662                 {
2663                   /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
2664                   tpd2.arg_uses_template_parms
2665                     = alloca (sizeof (int) * nargs);
2666                   /* The number of parameters here is the number in the
2667                      main template, which, as checked in the assertion
2668                      above, is NARGS.  */
2669                   tpd2.parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2670                   tpd2.level =
2671                     TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
2672                 }
2673
2674               /* Mark the template parameters.  But this time, we're
2675                  looking for the template parameters of the main
2676                  template, not in the specialization.  */
2677               tpd2.current_arg = i;
2678               tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
2679               memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2680               for_each_template_parm (type,
2681                                       &mark_template_parm,
2682                                       &tpd2,
2683                                       NULL);
2684
2685               if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
2686                 {
2687                   /* The type depended on some template parameters.
2688                      If they are fully specialized in the
2689                      specialization, that's OK.  */
2690                   int j;
2691                   for (j = 0; j < nargs; ++j)
2692                     if (tpd2.parms[j] != 0
2693                         && tpd.arg_uses_template_parms [j])
2694                       {
2695                         error ("type %qT of template argument %qE depends "
2696                                "on template parameter(s)",
2697                                type,
2698                                arg);
2699                         break;
2700                       }
2701                 }
2702             }
2703         }
2704     }
2705
2706   if (retrieve_specialization (maintmpl, specargs,
2707                                /*class_specializations_p=*/true))
2708     /* We've already got this specialization.  */
2709     return decl;
2710
2711   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
2712     = tree_cons (inner_args, inner_parms,
2713                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
2714   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
2715   return decl;
2716 }
2717
2718 /* Check that a template declaration's use of default arguments is not
2719    invalid.  Here, PARMS are the template parameters.  IS_PRIMARY is
2720    nonzero if DECL is the thing declared by a primary template.
2721    IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial specialization.  */
2722
2723 static void
2724 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, int is_partial)
2725 {
2726   const char *msg;
2727   int last_level_to_check;
2728   tree parm_level;
2729
2730   /* [temp.param]
2731
2732      A default template-argument shall not be specified in a
2733      function template declaration or a function template definition, nor
2734      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
2735      class template.  */
2736
2737   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
2738     /* You can't have a function template declaration in a local
2739        scope, nor you can you define a member of a class template in a
2740        local scope.  */
2741     return;
2742
2743   if (current_class_type
2744       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
2745       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2746       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
2747          or a member function.  */
2748       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2749           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
2750           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
2751           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
2752           : false)
2753       /* And, if it was a member function, it really was defined in
2754          the scope of the class.  */
2755       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2756           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
2757     /* We already checked these parameters when the template was
2758        declared, so there's no need to do it again now.  This function
2759        was defined in class scope, but we're processing it's body now
2760        that the class is complete.  */
2761     return;
2762
2763   /* [temp.param]
2764
2765      If a template-parameter has a default template-argument, all
2766      subsequent template-parameters shall have a default
2767      template-argument supplied.  */
2768   for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2769     {
2770       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2771       int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2772       int seen_def_arg_p = 0;
2773       int i;
2774
2775       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2776         {
2777           tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
2778           if (TREE_PURPOSE (parm))
2779             seen_def_arg_p = 1;
2780           else if (seen_def_arg_p)
2781             {
2782               error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
2783               /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
2784                  there should have been a default argument.  */
2785               TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
2786             }
2787         }
2788     }
2789
2790   if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL || is_partial || !is_primary)
2791     /* For an ordinary class template, default template arguments are
2792        allowed at the innermost level, e.g.:
2793          template <class T = int>
2794          struct S {};
2795        but, in a partial specialization, they're not allowed even
2796        there, as we have in [temp.class.spec]:
2797
2798          The template parameter list of a specialization shall not
2799          contain default template argument values.
2800
2801        So, for a partial specialization, or for a function template,
2802        we look at all of them.  */
2803     ;
2804   else
2805     /* But, for a primary class template that is not a partial
2806        specialization we look at all template parameters except the
2807        innermost ones.  */
2808     parms = TREE_CHAIN (parms);
2809
2810   /* Figure out what error message to issue.  */
2811   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2812     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
2813   else if (is_partial)
2814     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
2815   else
2816     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2817
2818   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
2819     /* If we're inside a class definition, there's no need to
2820        examine the parameters to the class itself.  On the one
2821        hand, they will be checked when the class is defined, and,
2822        on the other, default arguments are valid in things like:
2823          template <class T = double>
2824          struct S { template <class U> void f(U); };
2825        Here the default argument for `S' has no bearing on the
2826        declaration of `f'.  */
2827     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
2828   else
2829     /* Check everything.  */
2830     last_level_to_check = 0;
2831
2832   for (parm_level = parms;
2833        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
2834        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2835     {
2836       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2837       int i;
2838       int ntparms;
2839
2840       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2841       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2842         if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
2843           {
2844             if (msg)
2845               {
2846                 error (msg, decl);
2847                 msg = 0;
2848               }
2849
2850             /* Clear out the default argument so that we are not
2851                confused later.  */
2852             TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
2853           }
2854
2855       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
2856          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
2857       if (msg)
2858         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2859     }
2860 }
2861
2862 /* Worker for push_template_decl_real, called via
2863    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
2864    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
2865    parameter of that level, return nonzero.  */
2866
2867 static int
2868 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
2869 {
2870   int this_level = *(int *)data;
2871   int level;
2872
2873   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2874     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2875   else
2876     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2877   return level == this_level;
2878 }
2879
2880 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
2881    parameters given by current_template_args, or reuses a
2882    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
2883    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
2884
2885    If IS_FRIEND is nonzero, DECL is a friend declaration.  */
2886
2887 tree
2888 push_template_decl_real (tree decl, int is_friend)
2889 {
2890   tree tmpl;
2891   tree args;
2892   tree info;
2893   tree ctx;
2894   int primary;
2895   int is_partial;
2896   int new_template_p = 0;
2897   /* True if the template is a member template, in the sense of
2898      [temp.mem].  */
2899   bool member_template_p = false;
2900
2901   if (decl == error_mark_node)
2902     return decl;
2903
2904   /* See if this is a partial specialization.  */
2905   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2906                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
2907                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
2908
2909   is_friend |= (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl));
2910
2911   if (is_friend)
2912     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
2913        the type of which it is a friend.  */
2914     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
2915   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
2916            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
2917     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
2918        it is defined.  */
2919     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
2920   else
2921     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
2922        is assumed to be a member of the class.  */
2923     ctx = current_scope ();
2924
2925   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
2926     ctx = NULL_TREE;
2927
2928   if (!DECL_CONTEXT (decl))
2929     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
2930
2931   /* See if this is a primary template.  */
2932   primary = template_parm_scope_p ();
2933
2934   if (primary)
2935     {
2936       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
2937         member_template_p = true;
2938       if (current_lang_name == lang_name_c)
2939         error ("template with C linkage");
2940       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
2941                && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
2942         error ("template class without a name");
2943       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2944         {
2945           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2946             {
2947               /* [temp.mem]
2948
2949                  A destructor shall not be a member template.  */
2950               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
2951               return error_mark_node;
2952             }
2953           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
2954               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
2955                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
2956                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
2957                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
2958                       == void_list_node)))
2959             {
2960               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
2961
2962                  An allocation function can be a function
2963                  template. ... Template allocation functions shall
2964                  have two or more parameters.  */
2965               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
2966               return decl;
2967             }
2968         }
2969       else if ((DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2970                 && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
2971                || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL && ctx && CLASS_TYPE_P (ctx)))
2972         /* OK */;
2973       else
2974         {
2975           error ("template declaration of %q#D", decl);
2976           return error_mark_node;
2977         }
2978     }
2979
2980   /* Check to see that the rules regarding the use of default
2981      arguments are not being violated.  */
2982   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
2983                            primary, is_partial);
2984
2985   if (is_partial)
2986     return process_partial_specialization (decl);
2987
2988   args = current_template_args ();
2989
2990   if (!ctx
2991       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
2992       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
2993       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
2994     {
2995       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2996           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
2997           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
2998         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2999       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
3000          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
3001          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
3002       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3003                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3004                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3005         {
3006           /* Since a template declaration already existed for this
3007              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
3008              that the redeclaration is valid.  */
3009           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
3010                                     current_template_parms);
3011           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
3012              one we already had.  */
3013           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3014         }
3015       else
3016         {
3017           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3018                                       member_template_p);
3019           new_template_p = 1;
3020
3021           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3022               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
3023             {
3024               /* A specialization of a member template of a template
3025                  class.  */
3026               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
3027               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
3028               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
3029             }
3030         }
3031     }
3032   else
3033     {
3034       tree a, t, current, parms;
3035       int i;
3036
3037       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3038         {
3039           if ((IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)))
3040                || TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) == ENUMERAL_TYPE)
3041               && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3042               && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3043             tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3044           else
3045             {
3046               error ("%qD does not declare a template type", decl);
3047               return decl;
3048             }
3049         }
3050       else if (!DECL_LANG_SPECIFIC (decl) || !DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
3051         {
3052           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
3053           return decl;
3054         }
3055       else
3056         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3057
3058       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
3059           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
3060           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
3061           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
3062         {
3063           tree new_tmpl;
3064
3065           /* The declaration is a specialization of a member
3066              template, declared outside the class.  Therefore, the
3067              innermost template arguments will be NULL, so we
3068              replace them with the arguments determined by the
3069              earlier call to check_explicit_specialization.  */
3070           args = DECL_TI_ARGS (decl);
3071
3072           new_tmpl
3073             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3074                                    member_template_p);
3075           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
3076           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3077           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
3078           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
3079           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
3080             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3081
3082           register_specialization (new_tmpl,
3083                                    most_general_template (tmpl),
3084                                    args);
3085           return decl;
3086         }
3087
3088       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
3089
3090       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3091       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
3092       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
3093         {
3094           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
3095                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
3096         }
3097       else
3098         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
3099           {
3100             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
3101             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3102
3103             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
3104               {
3105                 if (current == decl)
3106                   error ("got %d template parameters for %q#D",
3107                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
3108                 else
3109                   error ("got %d template parameters for %q#T",
3110                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
3111                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
3112               }
3113
3114             /* Perhaps we should also check that the parms are used in the
3115                appropriate qualifying scopes in the declarator?  */
3116
3117             if (current == decl)
3118               current = ctx;
3119             else
3120               current = TYPE_CONTEXT (current);
3121           }
3122     }
3123
3124   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
3125   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3126
3127   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
3128      that we do not try to push a global template friend declared in a
3129      template class; such a thing may well depend on the template
3130      parameters of the class.  */
3131   if (new_template_p && !ctx
3132       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
3133     {
3134       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl);
3135       if (tmpl == error_mark_node)
3136         return error_mark_node;
3137
3138       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
3139       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3140         {
3141           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
3142           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
3143         }
3144     }
3145
3146   if (primary)
3147     {
3148       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
3149       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
3150         {
3151           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
3152
3153           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
3154              depends on innermost template operands.  */
3155
3156           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
3157                                          depth))
3158             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
3159         }
3160     }
3161
3162   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
3163      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
3164      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
3165      argument levels if necessary.  */
3166   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
3167     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
3168
3169   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3170
3171   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
3172     {
3173       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
3174       if ((!ctx || TREE_CODE (ctx) != FUNCTION_DECL)
3175           && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3176           /* Don't change the name if we've already set it up.  */
3177           && !IDENTIFIER_TEMPLATE (DECL_NAME (decl)))
3178         DECL_NAME (decl) = classtype_mangled_name (TREE_TYPE (decl));
3179     }
3180   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
3181     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
3182
3183   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
3184 }
3185
3186 tree
3187 push_template_decl (tree decl)
3188 {
3189   return push_template_decl_real (decl, 0);
3190 }
3191
3192 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
3193    template PARMS, e.g.:
3194
3195      template <class T> struct S;
3196      template <class T> struct S {};  */
3197
3198 void
3199 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
3200 {
3201   tree tmpl;
3202   tree tmpl_parms;
3203   int i;
3204
3205   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
3206     {
3207       error ("%qT is not a template type", type);
3208       return;
3209     }
3210
3211   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
3212   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
3213     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
3214        about here; there are no new template parameters for the nested
3215        type.  */
3216     return;
3217
3218   if (!parms)
3219     {
3220       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
3221              tmpl);
3222       return;
3223     }
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       error ("previous declaration %q+D", tmpl);
3231       error ("used %d template parameter(s) instead of %d",
3232              TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
3233              TREE_VEC_LENGTH (parms));
3234       return;
3235     }
3236
3237   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
3238     {
3239       tree tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3240       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3241       tree tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3242       tree parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3243
3244       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
3245          TEMPLATE_DECL.  */
3246       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
3247           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
3248               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm))))
3249         {
3250           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
3251           error ("redeclared here as %q#D", parm);
3252           return;
3253         }
3254
3255       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
3256         {
3257           /* We have in [temp.param]:
3258
3259              A template-parameter may not be given default arguments
3260              by two different declarations in the same scope.  */
3261           error ("redefinition of default argument for %q#D", parm);
3262           error ("%J  original definition appeared here", tmpl_parm);
3263           return;
3264         }
3265
3266       if (parm_default != NULL_TREE)
3267         /* Update the previous template parameters (which are the ones
3268            that will really count) with the new default value.  */
3269         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
3270       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
3271         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
3272            parameters for any members.  */
3273         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
3274     }
3275 }
3276
3277 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
3278    (possibly simplified) expression.  */
3279
3280 tree
3281 fold_non_dependent_expr (tree expr)
3282 {
3283   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
3284      it.  We're supposed to treat:
3285
3286        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
3287        template <typename T> void f(T[2]);
3288
3289      as two declarations of the same function, for example.  */
3290   if (processing_template_decl
3291       && !type_dependent_expression_p (expr)
3292       && !value_dependent_expression_p (expr))
3293     {
3294       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
3295
3296       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
3297       processing_template_decl = 0;
3298       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
3299                                     /*args=*/NULL_TREE,
3300                                     tf_error,
3301                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
3302                                     /*function_p=*/false);
3303       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
3304     }
3305   return expr;
3306 }
3307
3308 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
3309    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
3310    Extract the innest constant expression.
3311
3312    This is basically a more powerful version of
3313    integral_constant_value, which can be used also in templates where
3314    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
3315    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
3316
3317 tree
3318 fold_decl_constant_value (tree expr)
3319 {
3320   tree const_expr = expr;
3321   do
3322     {
3323       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
3324       const_expr = integral_constant_value (expr);
3325     }
3326   while (expr != const_expr);
3327
3328   return expr;
3329 }
3330
3331 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
3332    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
3333    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
3334    and check that the resulting function has external linkage.  */
3335
3336 static tree
3337 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
3338 {
3339   tree fns = expr;
3340   tree fn, fn_no_ptr;
3341
3342   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
3343   if (fn == error_mark_node)
3344     return error_mark_node;
3345
3346   fn_no_ptr = fn;
3347   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
3348     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
3349
3350   /* [temp.arg.nontype]/1
3351
3352      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3353      shall be one of:
3354      [...]
3355      -- the address of an object or function with external linkage.  */
3356   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
3357     {
3358       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3359              "because function %qD has not external linkage",
3360              expr, type, fn_no_ptr);
3361       return NULL_TREE;
3362     }
3363
3364   return fn;
3365 }
3366
3367 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
3368    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
3369    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
3370    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
3371    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
3372    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
3373    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
3374    must be non-dependent.
3375
3376    The conversion follows the special rules described in
3377    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
3378    conversion.
3379
3380    This function is called twice for each template argument (see
3381    lookup_template_class for a more accurate description of this
3382    problem). This means that we need to handle expressions which
3383    are not valid in a C++ source, but can be created from the
3384    first call (for instance, casts to perform conversions). These
3385    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
3386
3387 static tree
3388 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
3389 {
3390   tree expr_type;
3391
3392   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
3393      This special-case is not needed for correctness (we would easily
3394      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
3395      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
3396      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
3397   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
3398     {
3399       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3400              "because string literals can never be used in this context",
3401              expr, type);
3402       return NULL_TREE;
3403     }
3404
3405   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
3406      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
3407      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
3408      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
3409      so that access checking can be performed when the template is
3410      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
3411      convert the argument.  */
3412   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
3413   expr_type = TREE_TYPE (expr);
3414
3415   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
3416      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
3417      which is the tree that we built on the first call (see
3418      below when coercing to reference to object or to reference to
3419      function). We just strip everything and get to the arg.
3420      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
3421      for examples.  */
3422   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
3423     {
3424       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
3425         {
3426           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
3427              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
3428              could actually change the type to something more cv-qualified,
3429              and this is not folded by convert_from_reference.  */
3430           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3431           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
3432           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
3433           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
3434           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
3435                       (TREE_TYPE (expr_type),
3436                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
3437
3438           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
3439           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3440         }
3441
3442       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
3443          parameter is a pointer to object, through decay and
3444          qualification conversion. Let's strip everything.  */
3445       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3446         {
3447           STRIP_NOPS (expr);
3448           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
3449           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
3450           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
3451              an array. Otherwise, it is part of the original argument
3452              in the source code.  */
3453           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
3454             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3455           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3456         }
3457     }
3458
3459   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
3460
3461      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
3462      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
3463      (_conv.integral_) are applied.  */
3464   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3465     {
3466       if (!INTEGRAL_TYPE_P (expr_type))
3467         return error_mark_node;
3468
3469       expr = fold_decl_constant_value (expr);
3470       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
3471          do not fold into integer constants.  */
3472       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
3473         {
3474           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3475                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
3476           return NULL_TREE;
3477         }
3478
3479       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
3480          because we already know that the expression is of integral
3481          type.  */
3482       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
3483       if (expr == error_mark_node)
3484         return error_mark_node;
3485
3486       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
3487       expr = fold (expr);
3488     }
3489   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
3490
3491      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
3492      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
3493      conversion (_conv.array_) are applied.  */
3494   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3495     {
3496       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
3497
3498          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3499          shall be one of: [...]
3500
3501          -- the name of a non-type template-parameter;
3502          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
3503             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
3504             refers to a function or array, or if the corresponding
3505             template-parameter is a reference.
3506
3507         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
3508         for a parameter of type pointer-to-object.  */
3509       bool constant_address_p =
3510         (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR
3511          || TREE_CODE (expr_type) == ARRAY_TYPE
3512          || (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr)));
3513
3514       expr = decay_conversion (expr);
3515       if (expr == error_mark_node)
3516         return error_mark_node;
3517
3518       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3519       if (expr == error_mark_node)
3520         return error_mark_node;
3521
3522       if (!constant_address_p)
3523         {
3524             error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3525                   "because it is not a constant pointer", expr, type);
3526             return NULL_TREE;
3527         }
3528     }
3529   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
3530
3531      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
3532      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
3533      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
3534      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
3535      template-argument, which must be an lvalue.  */
3536   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
3537     {
3538       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
3539                                                       expr_type))
3540         return error_mark_node;
3541
3542       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
3543         {
3544           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3545                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
3546           return NULL_TREE;
3547         }
3548
3549       if (!real_lvalue_p (expr))
3550         {
3551           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3552                  "because it is not a lvalue", expr, type);
3553           return NULL_TREE;
3554         }
3555
3556       /* [temp.arg.nontype]/1
3557
3558          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3559          shall be one of: [...]
3560
3561          -- the address of an object or function with external linkage.  */
3562       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
3563         {
3564           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3565                  "because object %qD has not external linkage",
3566                  expr, type, expr);
3567           return NULL_TREE;
3568         }
3569
3570       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3571     }
3572   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
3573
3574      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
3575      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
3576      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
3577      pointer to such), the matching function is selected from the set
3578      (_over.over_).  */
3579   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
3580     {
3581       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
3582          context information to decay the pointer.
3583          ??? Why static5.C requires decay and subst1.C works fine
3584          even without it?  */
3585       if (!type_unknown_p (expr_type))
3586         {
3587           expr = decay_conversion (expr);
3588           if (expr == error_mark_node)
3589             return error_mark_node;
3590         }
3591
3592       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
3593       if (!expr || expr == error_mark_node)
3594         return expr;
3595     }
3596   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
3597
3598      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
3599      conversions apply. If the template-argument represents a set of
3600      overloaded functions, the matching function is selected from the set
3601      (_over.over_).  */
3602   else if (TYPE_REFFN_P (type))
3603     {
3604       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3605         {
3606           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3607                  "because it is a pointer", expr, type);
3608           inform ("try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
3609           return NULL_TREE;
3610         }
3611
3612       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
3613       if (!expr || expr == error_mark_node)
3614         return expr;
3615
3616       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3617     }
3618   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
3619
3620      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
3621      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
3622      overloaded member functions, the matching member function is selected
3623      from the set (_over.over_).  */
3624   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
3625     {
3626       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
3627       if (expr == error_mark_node)
3628         return error_mark_node;
3629
3630       /* There is no way to disable standard conversions in
3631          resolve_address_of_overloaded_function (called by
3632          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
3633          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
3634          to reject this conversion here.
3635
3636          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
3637          it would still be better to reject them here so that we can
3638          provide a superior diagnostic.  */
3639       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
3640         {
3641           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
3642           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
3643           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3644                  "because it is of type %qT", expr, type,
3645                  TREE_TYPE (expr));
3646           inform ("standard conversions are not allowed in this context");
3647           return NULL_TREE;
3648         }
3649     }
3650   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
3651
3652      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
3653      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
3654   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
3655     {
3656       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3657       if (expr == error_mark_node)
3658         return expr;
3659     }
3660   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
3661   else
3662     gcc_unreachable ();
3663
3664   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
3665      right type?  */
3666   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
3667   return expr;
3668 }
3669
3670
3671 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
3672    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
3673    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
3674    or PARM_DECL.
3675
3676    ARG_PARMS may contain more parameters than PARM_PARMS.  If this is
3677    the case, then extra parameters must have default arguments.
3678
3679    Consider the example:
3680      template <class T, class Allocator = allocator> class vector;
3681      template<template <class U> class TT> class C;
3682
3683    C<vector> is a valid instantiation.  PARM_PARMS for the above code
3684    contains a TYPE_DECL (for U),  ARG_PARMS contains two TYPE_DECLs (for
3685    T and Allocator) and OUTER_ARGS contains the argument that is used to
3686    substitute the TT parameter.  */
3687
3688 static int
3689 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
3690                                 tree arg_parms,
3691                                 tsubst_flags_t complain,
3692                                 tree in_decl,
3693                                 tree outer_args)
3694 {
3695   int nparms, nargs, i;
3696   tree parm, arg;
3697
3698   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
3699   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
3700
3701   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
3702   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
3703
3704   /* The rule here is opposite of coerce_template_parms.  */
3705   if (nargs < nparms
3706       || (nargs > nparms
3707           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, nparms)) == NULL_TREE))
3708     return 0;
3709
3710   for (i = 0; i < nparms; ++i)
3711     {
3712       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
3713       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
3714
3715       if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
3716           || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
3717         return 0;
3718
3719       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
3720         return 0;
3721
3722       switch (TREE_CODE (parm))
3723         {
3724         case TYPE_DECL:
3725           break;
3726
3727         case TEMPLATE_DECL:
3728           /* We encounter instantiations of templates like
3729                template <template <template <class> class> class TT>
3730                class C;  */
3731           {
3732             tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3733             tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3734
3735             if (!coerce_template_template_parms
3736                 (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
3737               return 0;
3738           }
3739           break;
3740
3741         case PARM_DECL:
3742           /* The tsubst call is used to handle cases such as
3743
3744                template <int> class C {};
3745                template <class T, template <T> class TT> class D {};
3746                D<int, C> d;
3747
3748              i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
3749           if (!dependent_type_p (TREE_TYPE (arg))
3750               && !same_type_p
3751                     (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
3752                              TREE_TYPE (arg)))
3753             return 0;
3754           break;
3755
3756         default:
3757           gcc_unreachable ();
3758         }
3759     }
3760   return 1;
3761 }
3762
3763 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
3764    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
3765    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
3766    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
3767    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
3768    the full set of template arguments deduced so far.  */
3769
3770 static tree
3771 convert_template_argument (tree parm,
3772                            tree arg,
3773                            tree args,
3774                            tsubst_flags_t complain,
3775                            int i,
3776                            tree in_decl)
3777 {
3778   tree val;
3779   tree inner_args;
3780   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
3781
3782   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3783
3784   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
3785       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
3786     {
3787       /* The template argument was the name of some
3788          member function.  That's usually
3789          invalid, but static members are OK.  In any
3790          case, grab the underlying fields/functions
3791          and issue an error later if required.  */
3792       arg = TREE_VALUE (arg);
3793       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
3794     }
3795
3796   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
3797   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
3798                    || requires_tmpl_type);
3799
3800   is_tmpl_type = ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
3801                    && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
3802                   || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3803                   || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
3804
3805   if (is_tmpl_type
3806       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3807           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
3808     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
3809
3810   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
3811
3812   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
3813       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
3814     {
3815       pedwarn ("to refer to a type member of a template parameter, "
3816                "use %<typename %E%>", arg);
3817
3818       arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
3819                                 TREE_OPERAND (arg, 1),
3820                                 typename_type,
3821                                 complain & tf_error);
3822       is_type = 1;
3823     }
3824   if (is_type != requires_type)
3825     {
3826       if (in_decl)
3827         {
3828           if (complain & tf_error)
3829             {
3830               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3831                      "parameter list for %qD",
3832                      i + 1, in_decl);
3833               if (is_type)
3834                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
3835                        TREE_TYPE (parm),
3836                        (is_tmpl_type ? DECL_NAME (arg) : arg));
3837               else if (requires_tmpl_type)
3838                 error ("  expected a class template, got %qE", arg);
3839               else
3840                 error ("  expected a type, got %qE", arg);
3841             }
3842         }
3843       return error_mark_node;
3844     }
3845   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
3846     {
3847       if (in_decl && (complain & tf_error))
3848         {
3849           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3850                  "parameter list for %qD",
3851                  i + 1, in_decl);
3852           if (is_tmpl_type)
3853             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
3854           else
3855             error ("  expected a class template, got %qT", arg);
3856         }
3857       return error_mark_node;
3858     }
3859
3860   if (is_type)
3861     {
3862       if (requires_tmpl_type)
3863         {
3864           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
3865             /* The number of argument required is not known yet.
3866                Just accept it for now.  */
3867             val = TREE_TYPE (arg);
3868           else
3869             {
3870               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3871               tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3872
3873               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
3874                                                   complain, in_decl,
3875                                                   inner_args))
3876                 {
3877                   val = arg;
3878
3879                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
3880                      TEMPLATE_DECL.  */
3881                   if (val != error_mark_node
3882                       && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
3883                     val = TREE_TYPE (val);
3884                 }
3885               else
3886                 {
3887                   if (in_decl && (complain & tf_error))
3888                     {
3889                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
3890                              "template parameter list for %qD",
3891                              i + 1, in_decl);
3892                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
3893                              parm, arg);
3894                     }
3895
3896                   val = error_mark_node;
3897                 }
3898             }
3899         }
3900       else
3901         val = arg;
3902     }
3903   else
3904     {
3905       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
3906
3907       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
3908         return error_mark_node;
3909
3910       if (!uses_template_parms (arg) && !uses_template_parms (t))
3911         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
3912            will report errors, which we don't want when complain
3913            is zero.  More importantly, digest_init will try too
3914            hard to convert things: for example, `0' should not be
3915            converted to pointer type at this point according to
3916            the standard.  Accepting this is not merely an
3917            extension, since deciding whether or not these
3918            conversions can occur is part of determining which
3919            function template to call, or whether a given explicit
3920            argument specification is valid.  */
3921         val = convert_nontype_argument (t, arg);
3922       else
3923         val = arg;
3924
3925       if (val == NULL_TREE)
3926         val = error_mark_node;
3927       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
3928         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  arg, t);
3929     }
3930
3931   return val;
3932 }
3933
3934 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
3935    return a vector containing the innermost resulting template
3936    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
3937    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
3938
3939    If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is nonzero, all arguments must be
3940    provided in ARGLIST, or else trailing parameters must have default
3941    values.  If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is zero, we will attempt argument
3942    deduction for any unspecified trailing arguments.  */
3943
3944 static tree
3945 coerce_template_parms (tree parms,
3946                        tree args,
3947                        tree in_decl,
3948                        tsubst_flags_t complain,
3949                        int require_all_arguments)
3950 {
3951   int nparms, nargs, i, lost = 0;
3952   tree inner_args;
3953   tree new_args;
3954   tree new_inner_args;
3955
3956   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3957   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
3958   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
3959
3960   if (nargs > nparms
3961       || (nargs < nparms
3962           && require_all_arguments
3963           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs)) == NULL_TREE))
3964     {
3965       if (complain & tf_error)
3966         {
3967           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
3968                  nargs, nparms);
3969
3970           if (in_decl)
3971             error ("provided for %q+D", in_decl);
3972         }
3973
3974       return error_mark_node;
3975     }
3976
3977   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
3978   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
3979   for (i = 0; i < nparms; i++)
3980     {
3981       tree arg;
3982       tree parm;
3983
3984       /* Get the Ith template parameter.  */
3985       parm = TREE_VEC_ELT (parms, i);
3986
3987       /* Calculate the Ith argument.  */
3988       if (i < nargs)
3989         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
3990       else if (require_all_arguments)
3991         /* There must be a default arg in this case.  */
3992         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
3993                                    complain, in_decl);
3994       else
3995         break;
3996
3997       gcc_assert (arg);
3998       if (arg == error_mark_node)
3999         {
4000           if (complain & tf_error)
4001             error ("template argument %d is invalid", i + 1);
4002         }
4003       else
4004         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
4005                                          arg, new_args, complain, i,
4006                                          in_decl);
4007
4008       if (arg == error_mark_node)
4009         lost++;
4010       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = arg;
4011     }
4012
4013   if (lost)
4014     return error_mark_node;
4015
4016   return new_inner_args;
4017 }
4018
4019 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
4020
4021 static int
4022 template_args_equal (tree ot, tree nt)
4023 {
4024   if (nt == ot)
4025     return 1;
4026
4027   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
4028     /* For member templates */
4029     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
4030   else if (TYPE_P (nt))
4031     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
4032   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
4033     return 0;
4034   else
4035     return cp_tree_equal (ot, nt);
4036 }
4037
4038 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
4039    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
4040
4041 int
4042 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
4043 {
4044   int i;
4045
4046   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
4047     return 0;
4048
4049   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
4050     {
4051       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
4052       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
4053
4054       if (! template_args_equal (ot, nt))
4055         return 0;
4056     }
4057   return 1;
4058 }
4059
4060 /* Given class template name and parameter list, produce a user-friendly name
4061    for the instantiation.  */
4062
4063 static char *
4064 mangle_class_name_for_template (const char* name, tree parms, tree arglist)
4065 {
4066   static struct obstack scratch_obstack;
4067   static char *scratch_firstobj;
4068   int i, nparms;
4069
4070   if (!scratch_firstobj)
4071     gcc_obstack_init (&scratch_obstack);
4072   else
4073     obstack_free (&scratch_obstack, scratch_firstobj);
4074   scratch_firstobj = obstack_alloc (&scratch_obstack, 1);
4075
4076 #define ccat(C) obstack_1grow (&scratch_obstack, (C));
4077 #define cat(S)  obstack_grow (&scratch_obstack, (S), strlen (S))
4078
4079   cat (name);
4080   ccat ('<');
4081   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4082   arglist = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
4083   gcc_assert (nparms == TREE_VEC_LENGTH (arglist));
4084   for (i = 0; i < nparms; i++)
4085     {
4086       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4087       tree arg = TREE_VEC_ELT (arglist, i);
4088
4089       if (i)
4090         ccat (',');
4091
4092       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
4093         {
4094           cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4095           continue;
4096         }
4097       else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4098         {
4099           if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
4100             {
4101               /* Already substituted with real template.  Just output
4102                  the template name here */
4103               tree context = DECL_CONTEXT (arg);
4104               if (context)
4105                 {
4106                   /* The template may be defined in a namespace, or
4107                      may be a member template.  */
4108                   gcc_assert (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL
4109                               || CLASS_TYPE_P (context));
4110                   cat (decl_as_string (DECL_CONTEXT (arg),
4111                                       TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4112                   cat ("::");
4113                 }
4114               cat (IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (arg)));
4115             }
4116           else
4117             /* Output the parameter declaration.  */
4118             cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4119           continue;
4120         }
4121       else
4122         gcc_assert (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL);
4123
4124       /* No need to check arglist against parmlist here; we did that
4125          in coerce_template_parms, called from lookup_template_class.  */
4126       cat (expr_as_string (arg, TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4127     }
4128   {
4129     char *bufp = obstack_next_free (&scratch_obstack);
4130     int offset = 0;
4131     while (bufp[offset - 1] == ' ')
4132       offset--;
4133     obstack_blank_fast (&scratch_obstack, offset);
4134
4135     /* B<C<char> >, not B<C<char>> */
4136     if (bufp[offset - 1] == '>')
4137       ccat (' ');
4138   }
4139   ccat ('>');
4140   ccat ('\0');
4141   return (char *) obstack_base (&scratch_obstack);
4142 }
4143
4144 static tree
4145 classtype_mangled_name (tree t)
4146 {
4147   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t)
4148       /* Specializations have already had their names set up in
4149          lookup_template_class.  */
4150       && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
4151     {
4152       tree tmpl = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
4153
4154       /* For non-primary templates, the template parameters are
4155          implicit from their surrounding context.  */
4156       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4157         {
4158           tree name = DECL_NAME (tmpl);
4159           char *mangled_name = mangle_class_name_for_template
4160             (IDENTIFIER_POINTER (name),
4161              DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
4162              CLASSTYPE_TI_ARGS (t));
4163           tree id = get_identifier (mangled_name);
4164           IDENTIFIER_TEMPLATE (id) = name;
4165           return id;
4166         }
4167     }
4168
4169   return TYPE_IDENTIFIER (t);
4170 }
4171
4172 static void
4173 add_pending_template (tree d)
4174 {
4175   tree ti = (TYPE_P (d)
4176              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
4177              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
4178   tree pt;
4179   int level;
4180
4181   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
4182     return;
4183
4184   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
4185      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
4186      Compensate.  */
4187   level = !(current_tinst_level && TINST_DECL (current_tinst_level) == d);
4188
4189   if (level)
4190     push_tinst_level (d);
4191
4192   pt = tree_cons (current_tinst_level, d, NULL_TREE);
4193   if (last_pending_template)
4194     TREE_CHAIN (last_pending_template) = pt;
4195   else
4196     pending_templates = pt;
4197
4198   last_pending_template = pt;
4199
4200   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
4201
4202   if (level)
4203     pop_tinst_level ();
4204 }
4205
4206
4207 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
4208    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
4209    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
4210
4211 tree
4212 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
4213 {
4214   tree type;
4215
4216   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
4217     return error_mark_node;
4218
4219   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
4220   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
4221                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
4222
4223   if (BASELINK_P (fns))
4224     {
4225       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
4226                                          unknown_type_node,
4227                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
4228                                          arglist);
4229       return fns;
4230     }
4231
4232   type = TREE_TYPE (fns);
4233   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
4234     type = unknown_type_node;
4235
4236   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
4237 }
4238
4239 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
4240    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
4241    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
4242    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
4243    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
4244    DECL is returned.  */
4245
4246 tree
4247 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
4248 {
4249   return (decl != NULL_TREE
4250           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4251           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
4252           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4253           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
4254     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
4255 }
4256
4257 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
4258    parameters, find the desired type.
4259
4260    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
4261
4262    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
4263    instantiate.
4264
4265    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
4266    the class we are looking up.
4267
4268    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
4269
4270    If the template class is really a local class in a template
4271    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
4272    being instantiated.
4273
4274    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
4275    template-id: the first time from the parser, while creating the
4276    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
4277    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
4278    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
4279    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
4280
4281 tree
4282 lookup_template_class (tree d1,
4283                        tree arglist,
4284                        tree in_decl,
4285                        tree context,
4286                        int entering_scope,
4287                        tsubst_flags_t complain)
4288 {
4289   tree template = NULL_TREE, parmlist;
4290   tree t;
4291
4292   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
4293
4294   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
4295     {
4296       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
4297       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
4298         template = value;
4299       else
4300         {
4301           if (context)
4302             push_decl_namespace (context);
4303           template = lookup_name (d1, /*prefer_type=*/0);
4304           template = maybe_get_template_decl_from_type_decl (template);
4305           if (context)
4306             pop_decl_namespace ();
4307         }
4308       if (template)
4309         context = DECL_CONTEXT (template);
4310     }
4311   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && IS_AGGR_TYPE (TREE_TYPE (d1)))
4312     {
4313       tree type = TREE_TYPE (d1);
4314
4315       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
4316          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
4317       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
4318         type = TREE_TYPE (type);
4319
4320       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4321         {
4322           template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4323           d1 = DECL_NAME (template);
4324         }
4325     }
4326   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
4327            || (TYPE_P (d1) && IS_AGGR_TYPE (d1)))
4328     {
4329       template = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
4330       d1 = DECL_NAME (template);
4331     }
4332   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
4333            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
4334     {
4335       template = d1;
4336       d1 = DECL_NAME (template);
4337       context = DECL_CONTEXT (template);
4338     }
4339
4340   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
4341   if (! template)
4342     {
4343       if (complain & tf_error)
4344         error ("%qT is not a template", d1);
4345       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4346     }
4347
4348   if (TREE_CODE (template) != TEMPLATE_DECL
4349          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
4350             the user.  */
4351       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (template)
4352           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)))
4353     {
4354       if (complain & tf_error)
4355         {
4356           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
4357           if (in_decl)
4358             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
4359         }
4360       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4361     }
4362
4363   complain &= ~tf_user;
4364
4365   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (template))
4366     {
4367       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
4368          template arguments */
4369
4370       tree parm;
4371       tree arglist2;
4372
4373       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (template);
4374
4375       /* Consider an example where a template template parameter declared as
4376
4377            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
4378
4379          The template parameter level of T and U are one level larger than
4380          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
4381          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
4382          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
4383          available when not appearing as default template argument, can be
4384          obtained from `current_template_args ()'.
4385
4386          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
4387          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
4388          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
4389          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
4390
4391       if (current_template_parms)
4392         arglist = add_to_template_args (current_template_args (), arglist);
4393
4394       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, template,
4395                                         complain, /*require_all_args=*/1);
4396       if (arglist2 == error_mark_node
4397           || (!uses_template_parms (arglist2)
4398               && check_instantiated_args (template, arglist2, complain)))
4399         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4400
4401       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (template), arglist2);
4402       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
4403     }
4404   else
4405     {
4406       tree template_type = TREE_TYPE (template);
4407       tree gen_tmpl;
4408       tree type_decl;
4409       tree found = NULL_TREE;
4410       int arg_depth;
4411       int parm_depth;
4412       int is_partial_instantiation;
4413
4414       gen_tmpl = most_general_template (template);
4415       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
4416       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
4417       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4418
4419       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
4420         {
4421           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
4422              For example, given:
4423
4424                template <class T> struct S1 {
4425                  template <class U> struct S2 {};
4426                  template <class U> struct S2<U*> {};
4427                 };
4428
4429              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
4430              TEMPLATE will be `template <class T> template
4431              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
4432              arguments.  */
4433           arglist
4434             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (template)),
4435                                            arglist);
4436           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4437         }
4438
4439       /* Now we should have enough arguments.  */
4440       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
4441
4442       /* From here on, we're only interested in the most general
4443          template.  */
4444       template = gen_tmpl;
4445
4446       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
4447          actually tsubst'd into the definition to create the
4448          instantiation.  */
4449       if (parm_depth > 1)
4450         {
4451           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
4452           int i;
4453           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4454
4455           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
4456
4457           for (i = saved_depth,
4458                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (template);
4459                i > 0 && t != NULL_TREE;
4460                --i, t = TREE_CHAIN (t))
4461             {
4462               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
4463                                               arglist, template,
4464                                               complain, /*require_all_args=*/1);
4465
4466               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
4467               if (a == error_mark_node)
4468                 {
4469                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4470                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4471                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4472                 }
4473
4474               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
4475
4476               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
4477                  that coerce_template_parms will see only the arguments
4478                  corresponding to the template parameters it is
4479                  examining.  */
4480               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4481             }
4482
4483           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4484           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4485
4486           arglist = bound_args;
4487         }
4488       else
4489         arglist
4490           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
4491                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4492                                    template,
4493                                    complain, /*require_all_args=*/1);
4494
4495       if (arglist == error_mark_node)
4496         /* We were unable to bind the arguments.  */
4497         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4498
4499       /* In the scope of a template class, explicit references to the
4500          template class refer to the type of the template, not any
4501          instantiation of it.  For example, in:
4502
4503            template <class T> class C { void f(C<T>); }
4504
4505          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
4506          class, however, such a reference is an instantiation.  */
4507       if (comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
4508                               arglist))
4509         {
4510           found = template_type;
4511
4512           if (!entering_scope && PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4513             {
4514               tree ctx;
4515
4516               for (ctx = current_class_type;
4517                    ctx && TREE_CODE (ctx) != NAMESPACE_DECL;
4518                    ctx = (TYPE_P (ctx)
4519                           ? TYPE_CONTEXT (ctx)
4520                           : DECL_CONTEXT (ctx)))
4521                 if (TYPE_P (ctx) && same_type_p (ctx, template_type))
4522                   goto found_ctx;
4523
4524               /* We're not in the scope of the class, so the
4525                  TEMPLATE_TYPE is not the type we want after all.  */
4526               found = NULL_TREE;
4527             found_ctx:;
4528             }
4529         }
4530       if (found)
4531         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4532
4533       /* If we already have this specialization, return it.  */
4534       found = retrieve_specialization (template, arglist,
4535                                        /*class_specializations_p=*/false);
4536       if (found)
4537         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4538
4539       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
4540          arguments still involve template parameters.  Note that we set
4541          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
4542          well.  */
4543       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
4544
4545       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
4546          failed.  */
4547       if (!is_partial_instantiation
4548           && check_instantiated_args (template,
4549                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4550                                       complain))
4551         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4552
4553       if (!is_partial_instantiation
4554           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)
4555           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (template)) == NAMESPACE_DECL)
4556         {
4557           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (template),
4558                                       DECL_NAME (template),
4559                                       /*tag_scope=*/ts_global);
4560           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4561         }
4562
4563       context = tsubst (DECL_CONTEXT (template), arglist,
4564                         complain, in_decl);
4565       if (!context)
4566         context = global_namespace;
4567
4568       /* Create the type.  */
4569       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
4570         {
4571           if (!is_partial_instantiation)
4572             {
4573               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
4574               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type));
4575             }
4576           else
4577             /* We don't want to call start_enum for this type, since
4578                the values for the enumeration constants may involve
4579                template parameters.  And, no one should be interested
4580                in the enumeration constants for such a type.  */
4581             t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
4582         }
4583       else
4584         {
4585           t = make_aggr_type (TREE_CODE (template_type));
4586           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
4587             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
4588           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
4589           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
4590
4591           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
4592           if (context == current_function_decl)
4593             pushtag (DECL_NAME (template), t, /*tag_scope=*/ts_current);
4594         }
4595
4596       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
4597          will already be set up.  */
4598       if (!TYPE_NAME (t))
4599         {
4600           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
4601
4602           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (template), t);
4603           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
4604           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
4605           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
4606             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4607         }
4608       else
4609         type_decl = TYPE_NAME (t);
4610
4611       TREE_PRIVATE (type_decl)
4612         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4613       TREE_PROTECTED (type_decl)
4614         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4615       DECL_IN_SYSTEM_HEADER (type_decl)
4616         = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (template);
4617       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
4618         {
4619           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
4620           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
4621         }
4622
4623       /* Set up the template information.  We have to figure out which
4624          template is the immediate parent if this is a full
4625          instantiation.  */
4626       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
4627           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4628         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
4629         found = template;
4630       else
4631         {
4632           /* This is a full instantiation of a member template.  Look
4633              for a partial instantiation of which this is an instance.  */
4634
4635           for (found = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template);
4636                found; found = TREE_CHAIN (found))
4637             {
4638               int success;
4639               tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (found));
4640
4641               /* We only want partial instantiations, here, not
4642                  specializations or full instantiations.  */
4643               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_VALUE (found))
4644                   || !uses_template_parms (TREE_VALUE (found)))
4645                 continue;
4646
4647               /* Temporarily reduce by one the number of levels in the
4648                  ARGLIST and in FOUND so as to avoid comparing the
4649                  last set of arguments.  */
4650               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4651               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found)) --;
4652
4653               /* See if the arguments match.  If they do, then TMPL is
4654                  the partial instantiation we want.  */
4655               success = comp_template_args (TREE_PURPOSE (found), arglist);
4656
4657               /* Restore the argument vectors to their full size.  */
4658               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4659               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found))++;
4660
4661               if (success)
4662                 {
4663                   found = tmpl;
4664                   break;
4665                 }
4666             }
4667
4668           if (!found)
4669             {
4670               /* There was no partial instantiation. This happens
4671                  where C<T> is a member template of A<T> and it's used
4672                  in something like
4673
4674                   template <typename T> struct B { A<T>::C<int> m; };
4675                   B<float>;
4676
4677                  Create the partial instantiation.
4678                */
4679               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4680               found = tsubst (template, arglist, complain, NULL_TREE);
4681               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4682             }
4683         }
4684
4685       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));
4686       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template)
4687         = tree_cons (arglist, t,
4688                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template));
4689
4690       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE
4691           && !is_partial_instantiation)
4692         /* Now that the type has been registered on the instantiations
4693            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
4694            constants may involve the enumeration type itself, we make
4695            sure to register the type first, and then create the
4696            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
4697            constants won't result in recursive calls here; we'll find
4698            the instantiation and exit above.  */
4699         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
4700
4701       /* Reset the name of the type, now that CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO
4702          is set up.  */
4703       if (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE)
4704         DECL_NAME (type_decl) = classtype_mangled_name (t);
4705       if (is_partial_instantiation)
4706         /* If the type makes use of template parameters, the
4707            code that generates debugging information will crash.  */
4708         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
4709
4710       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
4711     }
4712   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
4713 }
4714 \f
4715 struct pair_fn_data
4716 {
4717   tree_fn_t fn;
4718   void *data;
4719   struct pointer_set_t *visited;
4720 };
4721
4722 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
4723
4724 static tree
4725 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
4726 {
4727   tree t = *tp;
4728   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
4729   tree_fn_t fn = pfd->fn;
4730   void *data = pfd->data;
4731
4732   if (TYPE_P (t)
4733       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited))
4734     return error_mark_node;
4735
4736   switch (TREE_CODE (t))
4737     {
4738     case RECORD_TYPE:
4739       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
4740         break;
4741       /* Fall through.  */
4742
4743     case UNION_TYPE:
4744     case ENUMERAL_TYPE:
4745       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
4746         *walk_subtrees = 0;
4747       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
4748                                        fn, data, pfd->visited))
4749         return error_mark_node;
4750       break;
4751
4752     case METHOD_TYPE:
4753       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
4754          explicitly here.  */
4755       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
4756                                   pfd->visited))
4757         return error_mark_node;
4758       /* Fall through.  */
4759
4760     case FUNCTION_TYPE:
4761       /* Check the return type.  */
4762       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4763         return error_mark_node;
4764
4765       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
4766          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
4767          contain expressions that involve template parameters.  But,
4768          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
4769          instantiated, they don't contain template parameters, so
4770          there's no point in looking at them then, either.  */
4771       {
4772         tree parm;
4773
4774         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
4775           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
4776                                       pfd->visited))
4777             return error_mark_node;
4778
4779         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
4780            want walk_tree walking into them itself.  */
4781         *walk_subtrees = 0;
4782       }
4783       break;
4784
4785     case TYPEOF_TYPE:
4786       if (for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
4787                                   pfd->visited))
4788         return error_mark_node;
4789       break;
4790
4791     case FUNCTION_DECL:
4792     case VAR_DECL:
4793       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
4794           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
4795                                      pfd->visited))
4796         return error_mark_node;
4797       /* Fall through.  */
4798
4799     case PARM_DECL:
4800     case CONST_DECL:
4801       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
4802           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
4803                                      pfd->visited))
4804         return error_mark_node;
4805       if (DECL_CONTEXT (t)
4806           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
4807                                      pfd->visited))
4808         return error_mark_node;
4809       break;
4810
4811     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4812       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
4813       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited))
4814         return error_mark_node;
4815       /* Fall through.  */
4816
4817     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4818     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
4819     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
4820       if (fn && (*fn)(t, data))
4821         return error_mark_node;
4822       else if (!fn)
4823         return error_mark_node;
4824       break;
4825
4826     case TEMPLATE_DECL:
4827       /* A template template parameter is encountered.  */
4828       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
4829           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4830         return error_mark_node;
4831
4832       /* Already substituted template template parameter */
4833       *walk_subtrees = 0;
4834       break;
4835
4836     case TYPENAME_TYPE:
4837       if (!fn
4838           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
4839                                      data, pfd->visited))
4840         return error_mark_node;
4841       break;
4842
4843     case CONSTRUCTOR:
4844       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
4845           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
4846                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
4847                                      pfd->visited))
4848         return error_mark_node;
4849       break;
4850
4851     case INDIRECT_REF:
4852     case COMPONENT_REF:
4853       /* If there's no type, then this thing must be some expression
4854          involving template parameters.  */
4855       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
4856         return error_mark_node;
4857       break;
4858
4859     case MODOP_EXPR:
4860     case CAST_EXPR:
4861     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
4862     case CONST_CAST_EXPR:
4863     case STATIC_CAST_EXPR:
4864     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
4865     case ARROW_EXPR:
4866     case DOTSTAR_EXPR:
4867     case TYPEID_EXPR:
4868     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
4869       if (!fn)
4870         return error_mark_node;
4871       break;
4872
4873     case BASELINK:
4874       /* If we do not handle this case specially, we end up walking
4875          the BINFO hierarchy, which is circular, and therefore
4876          confuses walk_tree.  */
4877       *walk_subtrees = 0;
4878       if (for_each_template_parm (BASELINK_FUNCTIONS (*tp), fn, data,
4879                                   pfd->visited))
4880         return error_mark_node;
4881       break;
4882
4883     default:
4884       break;
4885     }
4886
4887   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
4888   return NULL_TREE;
4889 }
4890
4891 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
4892    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
4893    call FN with the parameter and the DATA.
4894    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
4895    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
4896    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
4897    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
4898    considered to be the function which always returns 1.  */
4899
4900 static int
4901 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
4902                         struct pointer_set_t *visited)
4903 {
4904   struct pair_fn_data pfd;
4905   int result;
4906
4907   /* Set up.  */
4908   pfd.fn = fn;
4909   pfd.data = data;
4910
4911   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
4912      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
4913      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
4914      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
4915      visited list.)  */
4916   if (visited)
4917     pfd.visited = visited;
4918   else
4919     pfd.visited = pointer_set_create ();
4920   result = walk_tree (&t,
4921                       for_each_template_parm_r,
4922                       &pfd,
4923                       pfd.visited) != NULL_TREE;
4924
4925   /* Clean up.  */
4926   if (!visited)
4927     {
4928       pointer_set_destroy (pfd.visited);
4929       pfd.visited = 0;
4930     }
4931
4932   return result;
4933 }
4934
4935 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
4936
4937 int
4938 uses_template_parms (tree t)
4939 {
4940   bool dependent_p;
4941   int saved_processing_template_decl;
4942
4943   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4944   if (!saved_processing_template_decl)
4945     processing_template_decl = 1;
4946   if (TYPE_P (t))
4947     dependent_p = dependent_type_p (t);
4948   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
4949     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
4950   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
4951     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
4952                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
4953   else if (DECL_P (t)
4954            || EXPR_P (t)
4955            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4956            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
4957            || TREE_CODE (t) == BASELINK
4958            || CONSTANT_CLASS_P (t))
4959     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
4960                    || value_dependent_expression_p (t));
4961   else
4962     {
4963       gcc_assert (t == error_mark_node);
4964       dependent_p = false;
4965     }
4966
4967   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4968
4969   return dependent_p;
4970 }
4971
4972 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
4973
4974 int
4975 uses_template_parms_level (tree t, int level)
4976 {
4977   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL);
4978 }
4979
4980 static int tinst_depth;
4981 extern int max_tinst_depth;
4982 #ifdef GATHER_STATISTICS
4983 int depth_reached;
4984 #endif
4985 static int tinst_level_tick;
4986 static int last_template_error_tick;
4987
4988 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
4989    for diagnostics and to restore it later.  */
4990
4991 int
4992 push_tinst_level (tree d)
4993 {
4994   tree new;
4995
4996   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
4997     {
4998       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
4999          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
5000          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
5001       if (uses_template_parms (d))
5002         return 0;
5003
5004       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
5005       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
5006              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
5007              max_tinst_depth, d);
5008
5009       print_instantiation_context ();
5010
5011       return 0;
5012     }
5013
5014   new = make_node (TINST_LEVEL);
5015   TINST_DECL (new) = d;
5016   TINST_LOCATION (new) = input_location;
5017   TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (new) = in_system_header;
5018   TREE_CHAIN (new) = current_tinst_level;
5019   current_tinst_level = new;
5020
5021   ++tinst_depth;
5022 #ifdef GATHER_STATISTICS
5023   if (tinst_depth > depth_reached)
5024     depth_reached = tinst_depth;
5025 #endif
5026
5027   ++tinst_level_tick;
5028   return 1;
5029 }
5030
5031 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
5032    context.  */
5033
5034 void
5035 pop_tinst_level (void)
5036 {
5037   tree old = current_tinst_level;
5038
5039   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
5040      this instantiation.  */
5041   input_location = TINST_LOCATION (old);
5042   in_system_header = TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (old);
5043   current_tinst_level = TREE_CHAIN (old);
5044   --tinst_depth;
5045   ++tinst_level_tick;
5046 }
5047
5048 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
5049    instantiation context in which the instantiation was requested, which
5050    is one step out from LEVEL.  */
5051
5052 static void
5053 reopen_tinst_level (tree level)
5054 {
5055   tree t;
5056
5057   tinst_depth = 0;
5058   for (t = level; t; t = TREE_CHAIN (t))
5059     ++tinst_depth;
5060
5061   current_tinst_level = level;
5062   pop_tinst_level ();
5063 }
5064
5065 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
5066    vector of template arguments, as for tsubst.
5067
5068    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
5069
5070 static tree
5071 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
5072 {
5073   tree new_friend;
5074
5075   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
5076       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
5077       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
5078     /* This was a friend declared with an explicit template
5079        argument list, e.g.:
5080
5081        friend void f<>(T);
5082
5083        to indicate that f was a template instantiation, not a new
5084        function declaration.  Now, we have to figure out what
5085        instantiation of what template.  */
5086     {
5087       tree template_id, arglist, fns;
5088       tree new_args;
5089       tree tmpl;
5090       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
5091
5092       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
5093          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
5094          current cless with same name.  */
5095       push_nested_namespace (ns);
5096       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
5097                          tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5098       pop_nested_namespace (ns);
5099       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
5100                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5101       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
5102
5103       new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5104       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
5105                                        &new_args,
5106                                        /*need_member_template=*/0,
5107                                        TREE_VEC_LENGTH (args));
5108       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
5109     }
5110
5111   new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5112
5113   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
5114      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
5115      the language.  For example, we might have had:
5116
5117      template <class T> struct S {
5118        template <class U> friend void f(T, U);
5119      };
5120
5121      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
5122      instantiation of anything.  */
5123   if (new_friend == error_mark_node)
5124     return error_mark_node;
5125
5126   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
5127   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
5128     {
5129       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
5130       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
5131         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
5132     }
5133
5134   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
5135      is not a template instantiation and should not be mangled like
5136      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
5137      later if we need it.  */
5138   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
5139     {
5140       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
5141       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
5142     }
5143
5144   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
5145     {
5146       tree old_decl;
5147       tree new_friend_template_info;
5148       tree new_friend_result_template_info;
5149       tree ns;
5150       int  new_friend_is_defn;
5151
5152       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
5153          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
5154          possible.  */
5155       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
5156       new_friend_is_defn =
5157             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
5158                            (template_for_substitution (new_friend)))
5159              != NULL_TREE);
5160       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
5161         {
5162           /* This declaration is a `primary' template.  */
5163           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
5164
5165           new_friend_result_template_info
5166             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
5167         }
5168       else
5169         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
5170
5171       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
5172          current namespace. However, the friend function should go
5173          into the namespace of the template.  */
5174       ns = decl_namespace_context (new_friend);
5175       push_nested_namespace (ns);
5176       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend);
5177       pop_nested_namespace (ns);
5178
5179       if (old_decl != new_friend)
5180         {
5181           /* This new friend declaration matched an existing
5182              declaration.  For example, given:
5183
5184                template <class T> void f(T);
5185                template <class U> class C {
5186                  template <class T> friend void f(T) {}
5187                };
5188
5189              the friend declaration actually provides the definition
5190              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
5191              old_decl will be the out-of-class template declaration,
5192              while new_friend is the in-class definition.
5193
5194              But, if `f' was called before this point, the
5195              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
5196              to `T' but not to `U', references to which might appear
5197              in the definition of `f'.  Previously, the most general
5198              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
5199              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
5200              run through all specialization of `f', adding to their
5201              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
5202              new set of outer arguments, corresponding to the
5203              arguments for this class instantiation.
5204
5205              The same situation can arise with something like this:
5206
5207                friend void f(int);
5208                template <class T> class C {
5209                  friend void f(T) {}
5210                };
5211
5212              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
5213              in the class.  */
5214
5215           if (!new_friend_is_defn)
5216             /* On the other hand, if the in-class declaration does
5217                *not* provide a definition, then we don't want to alter
5218                existing definitions.  We can just leave everything
5219                alone.  */
5220             ;
5221           else
5222             {
5223               /* Overwrite whatever template info was there before, if
5224                  any, with the new template information pertaining to
5225                  the declaration.  */
5226               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
5227
5228               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
5229                 reregister_specialization (new_friend,
5230                                            most_general_template (old_decl),
5231                                            old_decl);
5232               else
5233                 {
5234                   tree t;
5235                   tree new_friend_args;
5236
5237                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
5238                     = new_friend_result_template_info;
5239
5240                   new_friend_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
5241                   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl);
5242                        t != NULL_TREE;
5243                        t = TREE_CHAIN (t))
5244                     {
5245                       tree spec = TREE_VALUE (t);
5246
5247                       DECL_TI_ARGS (spec)
5248                         = add_outermost_template_args (new_friend_args,
5249                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
5250                     }
5251
5252                   /* Now, since specializations are always supposed to
5253                      hang off of the most general template, we must move
5254                      them.  */
5255                   t = most_general_template (old_decl);
5256                   if (t != old_decl)
5257                     {
5258                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t)
5259                         = chainon (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t),
5260                                    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl));
5261                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
5262                     }
5263                 }
5264             }
5265
5266           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
5267              by duplicate_decls.  */
5268           new_friend = old_decl;
5269         }
5270     }
5271   else
5272     {
5273       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
5274       bool dependent_p;
5275
5276       /* In the code
5277            template <class T> class C {
5278              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
5279              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
5280            };
5281          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
5282          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
5283          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
5284          this isn't true for case 2.  */
5285       ++processing_template_decl;
5286       dependent_p = dependent_type_p (context);
5287       --processing_template_decl;
5288
5289       if (!dependent_p
5290           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
5291         return error_mark_node;
5292
5293       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
5294         {
5295           /* Check to see that the declaration is really present, and,
5296              possibly obtain an improved declaration.  */
5297           tree fn = check_classfn (context,
5298                                    new_friend, NULL_TREE);
5299
5300           if (fn)
5301             new_friend = fn;
5302         }
5303     }
5304
5305   return new_friend;
5306 }
5307
5308 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
5309    template arguments, as for tsubst.
5310
5311    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
5312    failure.  */
5313
5314 static tree
5315 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
5316 {
5317   tree friend_type;
5318   tree tmpl;
5319   tree context;
5320
5321   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
5322
5323   if (context)
5324     {
5325       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5326         push_nested_namespace (context);
5327       else
5328         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
5329     }
5330
5331   /* First, we look for a class template.  */
5332   tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/0);
5333
5334   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
5335      situation like this:
5336
5337        template <class T>
5338        struct S {
5339          template <class U>
5340          friend struct S;
5341        };
5342
5343      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
5344      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
5345   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5346     {
5347       tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/1);
5348       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
5349     }
5350
5351   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5352     {
5353       /* The friend template has already been declared.  Just
5354          check to see that the declarations match, and install any new
5355          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
5356          of course.  We only need the innermost template parameters
5357          because that is all that redeclare_class_template will look
5358          at.  */
5359       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
5360           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
5361         {
5362           tree parms;
5363           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
5364                                          args, tf_error | tf_warning);
5365           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
5366         }
5367
5368       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
5369     }
5370   else
5371     {
5372       /* The friend template has not already been declared.  In this
5373          case, the instantiation of the template class will cause the
5374          injection of this template into the global scope.  */
5375       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5376
5377       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
5378          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
5379          the new type because that is supposed to be the corresponding
5380          template decl, i.e., TMPL.  */
5381       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
5382       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
5383       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
5384       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
5385         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
5386
5387       /* Inject this template into the global scope.  */
5388       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level (tmpl));
5389     }
5390
5391   if (context)
5392     {
5393       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5394         pop_nested_namespace (context);
5395       else
5396         pop_nested_class ();
5397     }
5398
5399   return friend_type;
5400 }
5401
5402 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
5403    Otherwise returns one.  */
5404
5405 static int
5406 can_complete_type_without_circularity (tree type)
5407 {
5408   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
5409     return 0;
5410   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
5411     return 1;
5412   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
5413     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
5414   else if (CLASS_TYPE_P (type)
5415            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
5416     return 0;
5417   else
5418     return 1;
5419 }
5420
5421 tree
5422 instantiate_class_template (tree type)
5423 {
5424   tree template, args, pattern, t, member;
5425   tree typedecl;
5426   tree pbinfo;
5427   tree base_list;
5428
5429   if (type == error_mark_node)
5430     return error_mark_node;
5431
5432   if (TYPE_BEING_DEFINED (type)
5433       || COMPLETE_TYPE_P (type)
5434       || dependent_type_p (type))
5435     return type;
5436
5437   /* Figure out which template is being instantiated.  */
5438   template = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
5439   gcc_assert (TREE_CODE (template) == TEMPLATE_DECL);
5440
5441   /* Figure out which arguments are being used to do the
5442      instantiation.  */
5443   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
5444
5445   /* Determine what specialization of the original template to
5446      instantiate.  */
5447   t = most_specialized_class (template, args);
5448   if (t == error_mark_node)
5449     {
5450       const char *str = "candidates are:";
5451       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
5452       for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (template); t;
5453            t = TREE_CHAIN (t))
5454         {
5455           if (get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args))
5456             {
5457               error ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
5458               str = "               ";
5459             }
5460         }
5461       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5462       return error_mark_node;
5463     }
5464
5465   if (t)
5466     pattern = TREE_TYPE (t);
5467   else
5468     pattern = TREE_TYPE (template);
5469
5470   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
5471      there's nothing we can do.  */
5472   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
5473     return type;
5474
5475   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
5476   if (! push_tinst_level (type))
5477     return type;
5478
5479   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
5480      the process of being defined.  */
5481   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5482
5483   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
5484      it now.  */
5485   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
5486
5487   push_to_top_level ();
5488
5489   if (t)
5490     {
5491       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
5492          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
5493          the arguments appropriate for substitution.  For example,
5494          given:
5495
5496            template <class T> struct S {};
5497            template <class T> struct S<T*> {};
5498
5499          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
5500          present be {int*} but we need {int}.  */
5501       tree inner_args
5502         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t),
5503                               args);
5504
5505       /* If there were multiple levels in ARGS, replacing the
5506          innermost level would alter CLASSTYPE_TI_ARGS, which we don't
5507          want, so we make a copy first.  */
5508       if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
5509         {
5510           args = copy_node (args);
5511           SET_TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args), inner_args);
5512         }
5513       else
5514         args = inner_args;
5515     }
5516
5517   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
5518
5519   /* Set the input location to the template definition. This is needed
5520      if tsubsting causes an error.  */
5521   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (type);
5522   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5523   in_system_header = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (typedecl);
5524
5525   TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (pattern);
5526   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
5527   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
5528   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
5529   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
5530   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
5531   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
5532   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
5533   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
5534   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
5535   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
5536   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
5537   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
5538   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
5539   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
5540     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
5541   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
5542     {
5543       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
5544       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
5545     }
5546
5547   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
5548
5549   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
5550      class; we need to look up the nested class by name before we can
5551      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
5552      class.  */
5553   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
5554               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
5555               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
5556
5557   base_list = NULL_TREE;
5558   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
5559     {
5560       tree pbase_binfo;
5561       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
5562       tree pushed_scope;
5563       int i;
5564
5565       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
5566          the accessibility of types named in dependent bases are
5567          looked up from.  */
5568       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
5569
5570       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
5571          basetypes.  */
5572       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
5573         {
5574           tree base;
5575           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
5576
5577           /* Substitute to figure out the base class.  */
5578           base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, NULL_TREE);
5579           if (base == error_mark_node)
5580             continue;
5581
5582           base_list = tree_cons (access, base, base_list);
5583           if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
5584             TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
5585         }
5586
5587       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
5588       base_list = nreverse (base_list);
5589
5590       if (pushed_scope)
5591         pop_scope (pushed_scope);
5592     }
5593   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
5594      information.  */
5595   xref_basetypes (type, base_list);
5596
5597
5598   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
5599      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
5600      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
5601      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
5602      class.  */
5603   pushclass (type);
5604
5605   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
5606   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
5607        member; member = TREE_CHAIN (member))
5608     {
5609       tree t = TREE_VALUE (member);
5610
5611       if (TREE_PURPOSE (member))
5612         {
5613           if (TYPE_P (t))
5614             {
5615               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
5616
5617               tree tag = t;
5618               tree name = TYPE_IDENTIFIER (tag);
5619               tree newtag;
5620               bool class_template_p;
5621
5622               class_template_p = (TREE_CODE (tag) != ENUMERAL_TYPE
5623                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (tag)
5624                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (tag));
5625               /* If the member is a class template, then -- even after
5626                  substitution -- there may be dependent types in the
5627                  template argument list for the class.  We increment
5628                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
5629                  that function will assume that no types are dependent
5630                  when outside of a template.  */
5631               if (class_template_p)
5632                 ++processing_template_decl;
5633               newtag = tsubst (tag, args, tf_error, NULL_TREE);
5634               if (class_template_p)
5635                 --processing_template_decl;
5636               if (newtag == error_mark_node)
5637                 continue;
5638
5639               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
5640                 {
5641                   if (class_template_p)
5642                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
5643                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
5644                        instantiation (i.e., for the type of a member
5645                        template class nested within a template class.)
5646                        This behavior is required for
5647                        maybe_process_partial_specialization to work
5648                        correctly, but is not accurate in this case;
5649                        the TAG is not an instantiation of anything.
5650                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
5651                        instantiation, but the TYPE is not.) */
5652                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
5653
5654                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
5655                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
5656                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
5657                      this for enums because it will already have been done in
5658                      tsubst_enum.  */
5659                   if (name)
5660                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
5661                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
5662                 }
5663             }
5664           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5665                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
5666             {
5667               /* Build new TYPE_METHODS.  */
5668               tree r;
5669
5670               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5671                 ++processing_template_decl;
5672               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5673               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5674                 --processing_template_decl;
5675               set_current_access_from_decl (r);
5676               grok_special_member_properties (r);
5677               finish_member_declaration (r);
5678             }
5679           else
5680             {
5681               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
5682
5683               if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
5684                 {
5685                   tree r;
5686
5687                   /* The the file and line for this declaration, to
5688                      assist in error message reporting.  Since we
5689                      called push_tinst_level above, we don't need to
5690                      restore these.  */
5691                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5692
5693                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5694                     ++processing_template_decl;
5695                   r = tsubst (t, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5696                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5697                     --processing_template_decl;
5698                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
5699                     {
5700                       tree init;
5701
5702                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5703                         init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
5704                                             tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5705                       else
5706                         init = NULL_TREE;
5707
5708                       finish_static_data_member_decl
5709                         (r, init, /*asmspec_tree=*/NULL_TREE, /*flags=*/0);
5710
5711                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5712                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
5713                     }
5714                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
5715                     {
5716                       /* Determine whether R has a valid type and can be
5717                          completed later.  If R is invalid, then it is
5718                          replaced by error_mark_node so that it will not be
5719                          added to TYPE_FIELDS.  */
5720                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
5721                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
5722                         complete_type (rtype);
5723
5724                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
5725                         {
5726                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
5727                           r = error_mark_node;
5728                         }
5729                     }
5730
5731                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
5732                      such a thing will already have been added to the field
5733                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
5734                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
5735                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
5736                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
5737                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
5738                     {
5739                       set_current_access_from_decl (r);
5740                       finish_member_declaration (r);
5741                     }
5742                 }
5743             }
5744         }
5745       else
5746         {
5747           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
5748             {
5749               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
5750
5751               tree friend_type = t;
5752               bool adjust_processing_template_decl = false;
5753
5754               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5755                 {
5756                   /* template <class T> friend class C;  */
5757                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
5758                   adjust_processing_template_decl = true;
5759                 }
5760               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5761                 {
5762                   /* template <class T> friend class C::D;  */
5763                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5764                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5765                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5766                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
5767                   adjust_processing_template_decl = true;
5768                 }
5769               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
5770                 {
5771                   /* This could be either
5772
5773                        friend class T::C;
5774
5775                      when dependent_type_p is false or
5776
5777                        template <class U> friend class T::C;
5778
5779                      otherwise.  */
5780                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5781                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5782                   /* Bump processing_template_decl for correct
5783                      dependent_type_p calculation.  */
5784                   ++processing_template_decl;
5785                   if (dependent_type_p (friend_type))
5786                     adjust_processing_template_decl = true;
5787                   --processing_template_decl;
5788                 }
5789               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
5790                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
5791                 {
5792                   /* friend class C;
5793
5794                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
5795                      from namespace scope directly, bypassing any name that
5796                      come from dependent base class.  */
5797                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
5798
5799                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
5800                      classes.  */
5801                   push_nested_namespace (ns);
5802                   friend_type =
5803                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
5804                                         /*tag_scope=*/ts_current);
5805                   pop_nested_namespace (ns);
5806                 }
5807               else if (uses_template_parms (friend_type))
5808                 /* friend class C<T>;  */
5809                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
5810                                       tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5811               /* Otherwise it's
5812
5813                    friend class C;
5814
5815                  where C is already declared or
5816
5817                    friend class C<int>;
5818
5819                  We don't have to do anything in these cases.  */
5820
5821               if (adjust_processing_template_decl)
5822                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
5823                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
5824                    important that we use make_friend_class since it will
5825                    perform some error-checking and output cross-reference
5826                    information.  */
5827                 ++processing_template_decl;
5828
5829               if (friend_type != error_mark_node)
5830                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
5831
5832               if (adjust_processing_template_decl)
5833                 --processing_template_decl;
5834             }
5835           else
5836             {
5837               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
5838               tree r;
5839
5840               /* The the file and line for this declaration, to
5841                  assist in error message reporting.  Since we
5842                  called push_tinst_level above, we don't need to
5843                  restore these.  */
5844               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5845
5846               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5847                 {
5848                   ++processing_template_decl;
5849                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
5850                 }
5851
5852               r = tsubst_friend_function (t, args);
5853               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
5854               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5855                 {
5856                   pop_deferring_access_checks ();
5857                   --processing_template_decl;
5858                 }
5859             }
5860         }
5861     }
5862
5863   /* Set the file and line number information to whatever is given for
5864      the class itself.  This puts error messages involving generated
5865      implicit functions at a predictable point, and the same point
5866      that would be used for non-template classes.  */
5867   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5868
5869   unreverse_member_declarations (type);
5870   finish_struct_1 (type);
5871   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
5872
5873   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
5874      any member functions.  We don't do this earlier because the
5875      default arguments may reference members of the class.  */
5876   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
5877     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
5878       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5879           /* Implicitly generated member functions will not have template
5880              information; they are not instantiations, but instead are
5881              created "fresh" for each instantiation.  */
5882           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
5883         tsubst_default_arguments (t);
5884
5885   popclass ();
5886   pop_from_top_level ();
5887   pop_deferring_access_checks ();
5888   pop_tinst_level ();
5889
5890   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
5891      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
5892      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
5893      the keyed_classes list.  */
5894   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
5895     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
5896
5897   return type;
5898 }
5899
5900 static tree
5901 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5902 {
5903   tree r;
5904
5905   if (!t)
5906     r = t;
5907   else if (TYPE_P (t))
5908     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
5909   else
5910     {
5911       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl);
5912
5913       if (!uses_template_parms (r))
5914         {
5915           /* Sometimes, one of the args was an expression involving a
5916              template constant parameter, like N - 1.  Now that we've
5917              tsubst'd, we might have something like 2 - 1.  This will
5918              confuse lookup_template_class, so we do constant folding
5919              here.  We have to unset processing_template_decl, to fool
5920              tsubst_copy_and_build() into building an actual tree.  */
5921
5922          /* If the TREE_TYPE of ARG is not NULL_TREE, ARG is already
5923             as simple as it's going to get, and trying to reprocess
5924             the trees will break.  Once tsubst_expr et al DTRT for
5925             non-dependent exprs, this code can go away, as the type
5926             will always be set.  */
5927           if (!TREE_TYPE (r))
5928             {
5929               int saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
5930               processing_template_decl = 0;
5931               r = tsubst_copy_and_build (r, /*args=*/NULL_TREE,
5932                                          tf_error, /*in_decl=*/NULL_TREE,
5933                                          /*function_p=*/false);
5934               processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
5935             }
5936           r = fold (r);
5937         }
5938     }
5939   return r;
5940 }
5941
5942 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
5943
5944 static tree
5945 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5946 {
5947   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
5948   int need_new = 0, i;
5949   tree *elts = alloca (len * sizeof (tree));
5950
5951   for (i = 0; i < len; i++)
5952     {
5953       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
5954       tree new_arg;
5955
5956       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
5957         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
5958       else
5959         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
5960
5961       if (new_arg == error_mark_node)
5962         return error_mark_node;
5963
5964       elts[i] = new_arg;
5965       if (new_arg != orig_arg)
5966         need_new = 1;
5967     }
5968
5969   if (!need_new)
5970     return t;
5971
5972   t = make_tree_vec (len);
5973   for (i = 0; i < len; i++)
5974     TREE_VEC_ELT (t, i) = elts[i];
5975
5976   return t;
5977 }
5978
5979 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
5980    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
5981    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
5982    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
5983    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
5984    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
5985
5986 static tree
5987 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
5988 {
5989   tree r = NULL_TREE;
5990   tree* new_parms;
5991
5992   for (new_parms = &r;
5993        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
5994        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
5995          parms = TREE_CHAIN (parms))
5996     {
5997       tree new_vec =
5998         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
5999       int i;
6000
6001       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
6002         {
6003           tree tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
6004           tree default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
6005           tree parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
6006
6007           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
6008           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
6009               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
6010             parm_decl = error_mark_node;
6011           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
6012                                                complain, NULL_TREE);
6013
6014           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
6015           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
6016         }
6017
6018       *new_parms =
6019         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
6020                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
6021                    new_vec, NULL_TREE);
6022     }
6023
6024   return r;
6025 }
6026
6027 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
6028    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
6029    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
6030    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
6031    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
6032
6033 static tree
6034 tsubst_aggr_type (tree t,
6035                   tree args,
6036                   tsubst_flags_t complain,
6037                   tree in_decl,
6038                   int entering_scope)
6039 {
6040   if (t == NULL_TREE)
6041     return NULL_TREE;
6042
6043   switch (TREE_CODE (t))
6044     {
6045     case RECORD_TYPE:
6046       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6047         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6048
6049       /* Else fall through.  */
6050     case ENUMERAL_TYPE:
6051     case UNION_TYPE:
6052       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6053         {
6054           tree argvec;
6055           tree context;
6056           tree r;
6057
6058           /* First, determine the context for the type we are looking
6059              up.  */
6060           context = TYPE_CONTEXT (t);
6061           if (context)
6062             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
6063                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6064
6065           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
6066              type we are trying to find.  For example, given:
6067
6068                template <class T> struct S;
6069                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
6070
6071              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
6072              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
6073              S we only want {double}.  */
6074           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
6075                                          complain, in_decl);
6076           if (argvec == error_mark_node)
6077             return error_mark_node;
6078
6079           r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
6080                                      entering_scope, complain);
6081
6082           return cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
6083         }
6084       else
6085         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
6086         return t;
6087
6088     default:
6089       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
6090     }
6091 }
6092
6093 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
6094    FN), which has the indicated TYPE.  */
6095
6096 tree
6097 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
6098 {
6099   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
6100   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
6101
6102   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
6103      default argument here, not in tsubst.  In the case of
6104      something like:
6105
6106        template <class T>
6107        struct S {
6108          static T t();
6109          void f(T = t());
6110        };
6111
6112      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
6113      rather than in the current class.  */
6114   push_access_scope (fn);
6115   /* The default argument expression should not be considered to be
6116      within the scope of FN.  Since push_access_scope sets
6117      current_function_decl, we must explicitly clear it here.  */
6118   current_function_decl = NULL_TREE;
6119   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
6120   if (cfun)
6121     {
6122       saved_class_ptr = current_class_ptr;
6123       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
6124       saved_class_ref = current_class_ref;
6125       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
6126     }
6127
6128   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
6129   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
6130                      tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
6131   pop_deferring_access_checks();
6132
6133   /* Restore the "this" pointer.  */
6134   if (cfun)
6135     {
6136       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
6137       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
6138     }
6139
6140   pop_access_scope (fn);
6141
6142   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
6143   arg = check_default_argument (type, arg);
6144
6145   return arg;
6146 }
6147
6148 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
6149
6150 static void
6151 tsubst_default_arguments (tree fn)
6152 {
6153   tree arg;
6154   tree tmpl_args;
6155
6156   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
6157
6158   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
6159      its default arguments.  */
6160   if (uses_template_parms (tmpl_args))
6161     return;
6162
6163   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
6164        arg;
6165        arg = TREE_CHAIN (arg))
6166     if (TREE_PURPOSE (arg))
6167       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
6168                                                     TREE_VALUE (arg),
6169                                                     TREE_PURPOSE (arg));
6170 }
6171
6172 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
6173    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
6174    control of COMPLAIN.  */
6175
6176 static tree
6177 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
6178 {
6179   location_t saved_loc;
6180   tree r = NULL_TREE;
6181   tree in_decl = t;
6182
6183   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
6184   saved_loc = input_location;
6185   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6186
6187   switch (TREE_CODE (t))
6188     {
6189     case TEMPLATE_DECL:
6190       {
6191         /* We can get here when processing a member function template,
6192            member class template, and template template parameter of
6193            a template class.  */
6194         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
6195         tree spec;
6196         tree tmpl_args;
6197         tree full_args;
6198
6199         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
6200           {
6201             /* Template template parameter is treated here.  */
6202             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6203             if (new_type == error_mark_node)
6204               return error_mark_node;
6205
6206             r = copy_decl (t);
6207             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6208             TREE_TYPE (r) = new_type;
6209             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
6210               = build_decl (TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
6211             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6212               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6213                                        complain);
6214             TYPE_NAME (new_type) = r;
6215             break;
6216           }
6217
6218         /* We might already have an instance of this template.
6219            The ARGS are for the surrounding class type, so the
6220            full args contain the tsubst'd args for the context,
6221            plus the innermost args from the template decl.  */
6222         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
6223           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
6224           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
6225         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
6226                                           complain, in_decl);
6227
6228         /* tsubst_template_args doesn't copy the vector if
6229            nothing changed.  But, *something* should have
6230            changed.  */
6231         gcc_assert (full_args != tmpl_args);
6232
6233         spec = retrieve_specialization (t, full_args,
6234                                         /*class_specializations_p=*/true);
6235         if (spec != NULL_TREE)
6236           {
6237             r = spec;
6238             break;
6239           }
6240
6241         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
6242            original, but will record the current template arguments.
6243            We also create a new function declaration, which is just
6244            like the old one, but points to this new template, rather
6245            than the old one.  */
6246         r = copy_decl (t);
6247         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
6248         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6249
6250         DECL_CONTEXT (r)
6251           = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6252                               complain, in_decl,
6253                               /*entering_scope=*/1);
6254         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
6255
6256         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
6257           {
6258             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6259             if (new_type == error_mark_node)
6260               return error_mark_node;
6261
6262             TREE_TYPE (r) = new_type;
6263             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
6264             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
6265             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
6266           }
6267         else
6268           {
6269             tree new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
6270             if (new_decl == error_mark_node)
6271               return error_mark_node;
6272
6273             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
6274             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
6275             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
6276             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
6277           }
6278
6279         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6280         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
6281         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
6282
6283         /* The template parameters for this new template are all the
6284            template parameters for the old template, except the
6285            outermost level of parameters.  */
6286         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6287           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6288                                    complain);
6289
6290         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
6291           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
6292
6293         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
6294           /* Record this non-type partial instantiation.  */
6295           register_specialization (r, t,
6296                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)));
6297       }
6298       break;
6299
6300     case FUNCTION_DECL:
6301       {
6302         tree ctx;
6303         tree argvec = NULL_TREE;
6304         tree *friends;
6305         tree gen_tmpl;
6306         tree type;
6307         int member;
6308         int args_depth;
6309         int parms_depth;
6310
6311         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
6312         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
6313
6314         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
6315           {
6316             tree spec;
6317             bool dependent_p;
6318
6319             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
6320                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
6321                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
6322                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
6323             ++processing_template_decl;
6324             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
6325             --processing_template_decl;
6326             if (!dependent_p)
6327               return t;
6328
6329             /* Calculate the most general template of which R is a
6330                specialization, and the complete set of arguments used to
6331                specialize R.  */
6332             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
6333             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
6334                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
6335                                            args, complain, in_decl);
6336
6337             /* Check to see if we already have this specialization.  */
6338             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6339                                             /*class_specializations_p=*/false);
6340
6341             if (spec)
6342               {
6343                 r = spec;
6344                 break;
6345               }
6346
6347             /* We can see more levels of arguments than parameters if
6348                there was a specialization of a member template, like
6349                this:
6350
6351                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
6352                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
6353
6354                Here, we'll be substituting into the specialization,
6355                because that's where we can find the code we actually
6356                want to generate, but we'll have enough arguments for
6357                the most general template.
6358
6359                We also deal with the peculiar case:
6360
6361                  template <class T> struct S {
6362                    template <class U> friend void f();
6363                  };
6364                  template <class U> void f() {}
6365                  template S<int>;
6366                  template void f<double>();
6367
6368                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
6369                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
6370                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
6371                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
6372                situations like:
6373
6374                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
6375                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
6376
6377                which we can spot because the pattern will be a
6378                specialization in this case.  */
6379             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6380             parms_depth =
6381               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
6382             if (args_depth > parms_depth
6383                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
6384               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
6385           }
6386         else
6387           {
6388             /* This special case arises when we have something like this:
6389
6390                  template <class T> struct S {
6391                    friend void f<int>(int, double);
6392                  };
6393
6394                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
6395                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
6396                tsubst_friend_function, and we want only to create a
6397                new decl (R) with appropriate types so that we can call
6398                determine_specialization.  */
6399             gen_tmpl = NULL_TREE;
6400           }
6401
6402         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6403           {
6404             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
6405               member = 2;
6406             else
6407               member = 1;
6408             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6409                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
6410           }
6411         else
6412           {
6413             member = 0;
6414             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6415           }
6416         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6417         if (type == error_mark_node)
6418           return error_mark_node;
6419
6420         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
6421            point, as they may not represent instantiations of this
6422            template, and in any case are considered separate under the
6423            discrete model.  */
6424         r = copy_decl (t);
6425         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
6426         TREE_TYPE (r) = type;
6427         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6428         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6429         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6430         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6431         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6432
6433         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
6434           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
6435              case it's the name of one of the template's parameters.  */
6436           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
6437
6438         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
6439                                      complain, t);
6440         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
6441
6442         TREE_STATIC (r) = 0;
6443         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
6444         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6445         /* If this is an instantiation of a function with internal
6446            linkage, we already know what object file linkage will be
6447            assigned to the instantiation.  */
6448         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
6449         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
6450         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6451         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
6452         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
6453         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
6454         TREE_USED (r) = 0;
6455         if (DECL_CLONED_FUNCTION (r))
6456           {
6457             DECL_CLONED_FUNCTION (r) = tsubst (DECL_CLONED_FUNCTION (t),
6458                                                args, complain, t);
6459             TREE_CHAIN (r) = TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r));
6460             TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r)) = r;
6461           }
6462
6463         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
6464            this in the special friend case mentioned above where
6465            GEN_TMPL is NULL.  */
6466         if (gen_tmpl)
6467           {
6468             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
6469               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
6470             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6471             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6472
6473             /* We're not supposed to instantiate default arguments
6474                until they are called, for a template.  But, for a
6475                declaration like:
6476
6477                  template <class T> void f ()
6478                  { extern void g(int i = T()); }
6479
6480                we should do the substitution when the template is
6481                instantiated.  We handle the member function case in
6482                instantiate_class_template since the default arguments
6483                might refer to other members of the class.  */
6484             if (!member
6485                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6486                 && !uses_template_parms (argvec))
6487               tsubst_default_arguments (r);
6488           }
6489
6490         /* Copy the list of befriending classes.  */
6491         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
6492              *friends;
6493              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
6494           {
6495             *friends = copy_node (*friends);
6496             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
6497                                             args, complain,
6498                                             in_decl);
6499           }
6500
6501         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
6502           {
6503             maybe_retrofit_in_chrg (r);
6504             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
6505               grok_ctor_properties (ctx, r);
6506             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
6507                If it isn't, that'll be handled by
6508                clone_constructors_and_destructors.  */
6509             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6510               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
6511           }
6512         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r)))
6513           grok_op_properties (r, (complain & tf_error) != 0);
6514
6515         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
6516           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
6517                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
6518                                             args, complain, in_decl));
6519       }
6520       break;
6521
6522     case PARM_DECL:
6523       {
6524         tree type;
6525
6526         r = copy_node (t);
6527         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
6528           SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
6529
6530         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6531         type = type_decays_to (type);
6532         TREE_TYPE (r) = type;
6533         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6534
6535         if (DECL_INITIAL (r))
6536           {
6537             if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
6538               DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
6539             else
6540               DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
6541                                          complain, in_decl);
6542           }
6543
6544         DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
6545
6546         if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
6547           DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
6548         if (TREE_CHAIN (t))
6549           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
6550                                    complain, TREE_CHAIN (t));
6551       }
6552       break;
6553
6554     case FIELD_DECL:
6555       {
6556         tree type;
6557
6558         r = copy_decl (t);
6559         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6560         if (type == error_mark_node)
6561           return error_mark_node;
6562         TREE_TYPE (r) = type;
6563         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6564
6565         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
6566            finish_member_declaration.  */
6567         DECL_INITIAL (r) = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
6568                                         complain, in_decl);
6569         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6570         if (VOID_TYPE_P (type))
6571           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
6572       }
6573       break;
6574
6575     case USING_DECL:
6576       /* We reach here only for member using decls.  */
6577       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
6578         {
6579           r = do_class_using_decl
6580             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
6581              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
6582           if (!r)
6583             r = error_mark_node;
6584         }
6585       else
6586         {
6587           r = copy_node (t);
6588           TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6589         }
6590       break;
6591
6592     case TYPE_DECL:
6593     case VAR_DECL:
6594       {
6595         tree argvec = NULL_TREE;
6596         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
6597         tree spec;
6598         tree tmpl = NULL_TREE;
6599         tree ctx;
6600         tree type = NULL_TREE;
6601         int local_p;
6602
6603         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6604           {
6605             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6606             if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6607                 || t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
6608               {
6609                 /* If this is the canonical decl, we don't have to
6610                    mess with instantiations, and often we can't (for
6611                    typename, template type parms and such).  Note that
6612                    TYPE_NAME is not correct for the above test if
6613                    we've copied the type for a typedef.  */
6614                 r = TYPE_NAME (type);
6615                 break;
6616               }
6617           }
6618
6619         /* Assume this is a non-local variable.  */
6620         local_p = 0;
6621
6622         if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (t)))
6623           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6624                                   complain,
6625                                   in_decl, /*entering_scope=*/1);
6626         else if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
6627           ctx = DECL_CONTEXT (t);
6628         else
6629           {
6630             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
6631             ctx = NULL_TREE;
6632             local_p = 1;
6633           }
6634
6635         /* Check to see if we already have this specialization.  */
6636         if (!local_p)
6637           {
6638             tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
6639             gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
6640             argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
6641             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6642                                             /*class_specializations_p=*/false);
6643           }
6644         else
6645           spec = retrieve_local_specialization (t);
6646
6647         if (spec)
6648           {
6649             r = spec;
6650             break;
6651           }
6652
6653         r = copy_decl (t);
6654         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6655           {
6656             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6657             if (type == error_mark_node)
6658               return error_mark_node;
6659             type = complete_type (type);
6660             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
6661               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
6662             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
6663           }
6664         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
6665           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
6666         TREE_TYPE (r) = type;
6667         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6668         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6669         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6670         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6671         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6672           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6673
6674         /* Don't try to expand the initializer until someone tries to use
6675            this variable; otherwise we run into circular dependencies.  */
6676         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6677         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6678           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6679         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
6680
6681         /* Even if the original location is out of scope, the newly
6682            substituted one is not.  */
6683         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6684           {
6685             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
6686             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
6687           }
6688
6689         if (!local_p)
6690           {
6691             /* A static data member declaration is always marked
6692                external when it is declared in-class, even if an
6693                initializer is present.  We mimic the non-template
6694                processing here.  */
6695             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6696
6697             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6698             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
6699             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6700           }
6701         else
6702           register_local_specialization (r, t);
6703
6704         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6705         layout_decl (r, 0);
6706       }
6707       break;
6708
6709     default:
6710       gcc_unreachable ();
6711     }
6712
6713   /* Restore the file and line information.  */
6714   input_location = saved_loc;
6715
6716   return r;
6717 }
6718
6719 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
6720
6721 static tree
6722 tsubst_arg_types (tree arg_types,
6723                   tree args,
6724                   tsubst_flags_t complain,
6725                   tree in_decl)
6726 {
6727   tree remaining_arg_types;
6728   tree type;
6729   tree default_arg;
6730   tree result = NULL_TREE;
6731
6732   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
6733     return arg_types;
6734
6735   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
6736                                           args, complain, in_decl);
6737   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
6738     return error_mark_node;
6739
6740   type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
6741   if (type == error_mark_node)
6742     return error_mark_node;
6743   if (VOID_TYPE_P (type))
6744     {
6745       if (complain & tf_error)
6746         {
6747           error ("invalid parameter type %qT", type);
6748           if (in_decl)
6749             error ("in declaration %q+D", in_decl);
6750         }
6751       return error_mark_node;
6752     }
6753
6754   /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
6755      top-level qualifiers as required.  */
6756   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
6757
6758   /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
6759      mandates that they be instantiated only when needed, which is
6760      done in build_over_call.  */
6761   default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
6762
6763   if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
6764     {
6765       /* We've instantiated a template before its default arguments
6766          have been parsed.  This can happen for a nested template
6767          class, and is not an error unless we require the default
6768          argument in a call of this function.  */
6769       result = tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
6770       VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), result);
6771     }
6772   else
6773     result = hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
6774
6775   return result;
6776 }
6777
6778 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
6779    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
6780    initial substitution of explicitly provided template parameters
6781    during argument deduction forbids substitution into the
6782    exception-specification:
6783
6784      [temp.deduct]
6785
6786      All references in the function type of the function template to  the
6787      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
6788      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
6789      in  the function type of the function template results in an invalid
6790      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
6791      exception specifications is done only when the function is instanti-
6792      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
6793      results in an invalid type.]  */
6794
6795 static tree
6796 tsubst_function_type (tree t,
6797                       tree args,
6798                       tsubst_flags_t complain,
6799                       tree in_decl)
6800 {
6801   tree return_type;
6802   tree arg_types;
6803   tree fntype;
6804
6805   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
6806   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
6807
6808   /* Substitute the return type.  */
6809   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6810   if (return_type == error_mark_node)
6811     return error_mark_node;
6812   /* The standard does not presently indicate that creation of a
6813      function type with an invalid return type is a deduction failure.
6814      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
6815      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
6816   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
6817       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
6818     {
6819       if (complain & tf_error)
6820         {
6821           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
6822             error ("function returning an array");
6823           else
6824             error ("function returning a function");
6825         }
6826       return error_mark_node;
6827     }
6828
6829   /* Substitute the argument types.  */
6830   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
6831                                 complain, in_decl);
6832   if (arg_types == error_mark_node)
6833     return error_mark_node;
6834
6835   /* Construct a new type node and return it.  */
6836   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
6837     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
6838   else
6839     {
6840       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
6841       if (! IS_AGGR_TYPE (r))
6842         {
6843           /* [temp.deduct]
6844
6845              Type deduction may fail for any of the following
6846              reasons:
6847
6848              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
6849              is not a class type.  */
6850           if (complain & tf_error)
6851             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
6852                       r);
6853           return error_mark_node;
6854         }
6855
6856       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
6857                                            TREE_CHAIN (arg_types));
6858     }
6859   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
6860   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
6861
6862   return fntype;
6863 }
6864
6865 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
6866    ARGS into that specification, and return the substituted
6867    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
6868
6869 static tree
6870 tsubst_exception_specification (tree fntype,
6871                                 tree args,
6872                                 tsubst_flags_t complain,
6873                                 tree in_decl)
6874 {
6875   tree specs;
6876   tree new_specs;
6877
6878   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
6879   new_specs = NULL_TREE;
6880   if (specs)
6881     {
6882       if (! TREE_VALUE (specs))
6883         new_specs = specs;
6884       else
6885         while (specs)
6886           {
6887             tree spec;
6888             spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
6889             if (spec == error_mark_node)
6890               return spec;
6891             new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, complain);
6892             specs = TREE_CHAIN (specs);
6893           }
6894     }
6895   return new_specs;
6896 }
6897
6898 /* Substitute into the PARMS of a call-declarator.  */
6899
6900 static tree
6901 tsubst_call_declarator_parms (tree parms,
6902                               tree args,
6903                               tsubst_flags_t complain,
6904                               tree in_decl)
6905 {
6906   tree new_parms;
6907   tree type;
6908   tree defarg;
6909
6910   if (!parms || parms == void_list_node)
6911     return parms;
6912
6913   new_parms = tsubst_call_declarator_parms (TREE_CHAIN (parms),
6914                                             args, complain, in_decl);
6915
6916   /* Figure out the type of this parameter.  */
6917   type = tsubst (TREE_VALUE (parms), args, complain, in_decl);
6918
6919   /* Figure out the default argument as well.  Note that we use
6920      tsubst_expr since the default argument is really an expression.  */
6921   defarg = tsubst_expr (TREE_PURPOSE (parms), args, complain, in_decl);
6922
6923   /* Chain this parameter on to the front of those we have already
6924      processed.  We don't use hash_tree_cons because that function
6925      doesn't check TREE_PARMLIST.  */
6926   new_parms = tree_cons (defarg, type, new_parms);
6927
6928   return new_parms;
6929 }
6930
6931 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
6932    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
6933    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
6934    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
6935    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
6936    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
6937    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
6938    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
6939    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
6940    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
6941    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
6942    yet.
6943
6944    This function is used for dealing with types, decls and the like;
6945    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
6946
6947 static tree
6948 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6949 {
6950   tree type, r;
6951
6952   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
6953       || t == integer_type_node
6954       || t == void_type_node
6955       || t == char_type_node
6956       || t == unknown_type_node
6957       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
6958     return t;
6959
6960   if (DECL_P (t))
6961     return tsubst_decl (t, args, complain);
6962
6963   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
6964     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
6965   else
6966     type = TREE_TYPE (t);
6967
6968   gcc_assert (type != unknown_type_node);
6969
6970   if (type
6971       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
6972       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
6973       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
6974       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
6975     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
6976   if (type == error_mark_node)
6977     return error_mark_node;
6978
6979   switch (TREE_CODE (t))
6980     {
6981     case RECORD_TYPE:
6982     case UNION_TYPE:
6983     case ENUMERAL_TYPE:
6984       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
6985                                /*entering_scope=*/0);
6986
6987     case ERROR_MARK:
6988     case IDENTIFIER_NODE:
6989     case VOID_TYPE:
6990     case REAL_TYPE:
6991     case COMPLEX_TYPE:
6992     case VECTOR_TYPE:
6993     case BOOLEAN_TYPE:
6994     case INTEGER_CST:
6995     case REAL_CST:
6996     case STRING_CST:
6997       return t;
6998
6999     case INTEGER_TYPE:
7000       if (t == integer_type_node)
7001         return t;
7002
7003       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
7004           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
7005         return t;
7006
7007       {
7008         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
7009
7010         /* The array dimension behaves like a non-type template arg,
7011            in that we want to fold it as much as possible.  */
7012         max = tsubst_template_arg (omax, args, complain, in_decl);
7013         max = fold_decl_constant_value (max);
7014
7015         if (integer_zerop (omax))
7016           {
7017             /* Still allow an explicit array of size zero.  */
7018             if (pedantic)
7019               pedwarn ("creating array with size zero");
7020           }
7021         else if (integer_zerop (max)
7022                  || (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
7023                      && INT_CST_LT (max, integer_zero_node)))
7024           {
7025             /* [temp.deduct]
7026
7027                Type deduction may fail for any of the following
7028                reasons:
7029
7030                  Attempting to create an array with a size that is
7031                  zero or negative.  */
7032             if (complain & tf_error)
7033               error ("creating array with size zero (%qE)", max);
7034
7035             return error_mark_node;
7036           }
7037
7038         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
7039       }
7040
7041     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7042     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7043     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7044     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7045       {
7046         int idx;
7047         int level;
7048         int levels;
7049         tree arg = NULL_TREE;
7050
7051         r = NULL_TREE;
7052
7053         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
7054         if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7055             || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
7056             || TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7057           {
7058             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
7059             level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
7060           }
7061         else
7062           {
7063             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
7064             level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
7065           }
7066
7067         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7068         if (level <= levels)
7069           arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
7070
7071         if (arg == error_mark_node)
7072           return error_mark_node;
7073         else if (arg != NULL_TREE)
7074           {
7075             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
7076               {
7077                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
7078                 return cp_build_qualified_type_real
7079                   (arg, cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t),
7080                    complain | tf_ignore_bad_quals);
7081               }
7082             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7083               {
7084                 /* We are processing a type constructed from a
7085                    template template parameter.  */
7086                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
7087                                       args, complain, in_decl);
7088                 if (argvec == error_mark_node)
7089                   return error_mark_node;
7090
7091                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
7092                    are resolving nested-types in the signature of a
7093                    member function templates.  Otherwise ARG is a
7094                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
7095                    instantiated.  */
7096                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7097                   arg = TYPE_NAME (arg);
7098
7099                 r = lookup_template_class (arg,
7100                                            argvec, in_decl,
7101                                            DECL_CONTEXT (arg),
7102                                             /*entering_scope=*/0,
7103                                            complain);
7104                 return cp_build_qualified_type_real
7105                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7106               }
7107             else
7108               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
7109               return arg;
7110           }
7111
7112         if (level == 1)
7113           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
7114              unify.  This means that we don't yet have any information
7115              about the template parameter in question.  */
7116           return t;
7117
7118         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
7119            more deeply nested template.  Make a new version of this
7120            template parameter, but with a lower level.  */
7121         switch (TREE_CODE (t))
7122           {
7123           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7124           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7125           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7126             if (cp_type_quals (t))
7127               {
7128                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
7129                 r = cp_build_qualified_type_real
7130                   (r, cp_type_quals (t),
7131                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7132                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
7133               }
7134             else
7135               {
7136                 r = copy_type (t);
7137                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
7138                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
7139                                                 r, levels);
7140                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
7141                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
7142                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
7143                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
7144
7145                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7146                   {
7147                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
7148                                           complain, in_decl);
7149                     if (argvec == error_mark_node)
7150                       return error_mark_node;
7151
7152                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
7153                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
7154                   }
7155               }
7156             break;
7157
7158           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7159             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels);
7160             break;
7161
7162           default:
7163             gcc_unreachable ();
7164           }
7165
7166         return r;
7167       }
7168
7169     case TREE_LIST:
7170       {
7171         tree purpose, value, chain;
7172
7173         if (t == void_list_node)
7174           return t;
7175
7176         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7177         if (purpose)
7178           {
7179             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
7180             if (purpose == error_mark_node)
7181               return error_mark_node;
7182           }
7183         value = TREE_VALUE (t);
7184         if (value)
7185           {
7186             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
7187             if (value == error_mark_node)
7188               return error_mark_node;
7189           }
7190         chain = TREE_CHAIN (t);
7191         if (chain && chain != void_type_node)
7192           {
7193             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
7194             if (chain == error_mark_node)
7195               return error_mark_node;
7196           }
7197         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7198             && value == TREE_VALUE (t)
7199             && chain == TREE_CHAIN (t))
7200           return t;
7201         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
7202       }
7203
7204     case TREE_BINFO:
7205       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
7206       gcc_unreachable ();
7207
7208     case TREE_VEC:
7209       /* A vector of template arguments.  */
7210       gcc_assert (!type);
7211       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
7212
7213     case POINTER_TYPE:
7214     case REFERENCE_TYPE:
7215       {
7216         enum tree_code code;
7217
7218         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
7219           return t;
7220
7221         code = TREE_CODE (t);
7222
7223
7224         /* [temp.deduct]
7225
7226            Type deduction may fail for any of the following
7227            reasons:
7228
7229            -- Attempting to create a pointer to reference type.
7230            -- Attempting to create a reference to a reference type or
7231               a reference to void.  */
7232         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
7233             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
7234           {
7235             static location_t last_loc;
7236
7237             /* We keep track of the last time we issued this error
7238                message to avoid spewing a ton of messages during a
7239                single bad template instantiation.  */
7240             if (complain & tf_error
7241 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
7242                 && last_loc != input_location
7243 #else
7244                 && (last_loc.line != input_line
7245                     || last_loc.file != input_filename)
7246 #endif
7247                   )
7248               {
7249                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7250                   error ("forming reference to void");
7251                 else
7252                   error ("forming %s to reference type %qT",
7253                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
7254                          type);
7255                 last_loc = input_location;
7256               }
7257
7258             return error_mark_node;
7259           }
7260         else if (code == POINTER_TYPE)
7261           {
7262             r = build_pointer_type (type);
7263             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
7264               r = build_ptrmemfunc_type (r);
7265           }
7266         else
7267           r = build_reference_type (type);
7268         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7269
7270         if (r != error_mark_node)
7271           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
7272           layout_type (r);
7273
7274         return r;
7275       }
7276     case OFFSET_TYPE:
7277       {
7278         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
7279         if (r == error_mark_node || !IS_AGGR_TYPE (r))
7280           {
7281             /* [temp.deduct]
7282
7283                Type deduction may fail for any of the following
7284                reasons:
7285
7286                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7287                   is not a class type.  */
7288             if (complain & tf_error)
7289               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
7290             return error_mark_node;
7291           }
7292         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7293           {
7294             if (complain & tf_error)
7295               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
7296             return error_mark_node;
7297           }
7298         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7299           {
7300             if (complain & tf_error)
7301               error ("creating pointer to member of type void");
7302             return error_mark_node;
7303           }
7304         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
7305         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
7306           {
7307             /* The type of the implicit object parameter gets its
7308                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
7309             tree method_type;
7310             tree this_type = cp_build_qualified_type (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
7311                                                       cp_type_quals (type));
7312             tree memptr;
7313             method_type = build_method_type_directly (this_type,
7314                                                       TREE_TYPE (type),
7315                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
7316             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
7317             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
7318                                                  complain);
7319           }
7320         else
7321           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
7322                                                TYPE_QUALS (t),
7323                                                complain);
7324       }
7325     case FUNCTION_TYPE:
7326     case METHOD_TYPE:
7327       {
7328         tree fntype;
7329         tree specs;
7330         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
7331         if (fntype == error_mark_node)
7332           return error_mark_node;
7333
7334         /* Substitute the exception specification.  */
7335         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
7336                                                 in_decl);
7337         if (specs)
7338           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
7339         return fntype;
7340       }
7341     case ARRAY_TYPE:
7342       {
7343         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
7344         if (domain == error_mark_node)
7345           return error_mark_node;
7346
7347         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
7348            it will obviously be the same as T.  */
7349         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
7350           return t;
7351
7352         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
7353
7354            [temp.deduct]
7355
7356            The deduction may fail for any of the following reasons:
7357
7358            -- Attempting to create an array with an element type that
7359               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
7360               an abstract class type.  */
7361         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
7362             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
7363             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7364           {
7365             if (complain & tf_error)
7366               error ("creating array of %qT", type);
7367             return error_mark_node;
7368           }
7369         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
7370           {
7371             if (complain & tf_error)
7372               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
7373                      type);
7374             return error_mark_node;
7375           }
7376
7377         r = build_cplus_array_type (type, domain);
7378         return r;
7379       }
7380
7381     case PLUS_EXPR:
7382     case MINUS_EXPR:
7383       {
7384         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7385         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7386
7387         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7388           return error_mark_node;
7389
7390         return fold_build2 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
7391       }
7392
7393     case NEGATE_EXPR:
7394     case NOP_EXPR:
7395       {
7396         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7397         if (e == error_mark_node)
7398           return error_mark_node;
7399
7400         return fold_build1 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
7401       }
7402
7403     case TYPENAME_TYPE:
7404       {
7405         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7406                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7407         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
7408                               complain, in_decl);
7409
7410         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
7411           return error_mark_node;
7412
7413         if (!IS_AGGR_TYPE (ctx))
7414           {
7415             if (complain & tf_error)
7416               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
7417             return error_mark_node;
7418           }
7419         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
7420           {
7421             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
7422                have complete type in order to allow things like:
7423
7424                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
7425
7426                But, such constructs have already been resolved by this
7427                point, so here CTX really should have complete type, unless
7428                it's a partial instantiation.  */
7429             ctx = complete_type (ctx);
7430             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
7431               {
7432                 if (complain & tf_error)
7433                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
7434                 return error_mark_node;
7435               }
7436           }
7437
7438         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
7439                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
7440         if (f == error_mark_node)
7441           return f;
7442         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
7443           {
7444             complain |= tf_ignore_bad_quals;
7445             f = TREE_TYPE (f);
7446           }
7447
7448         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
7449           {
7450             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
7451               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
7452                      t, f);
7453             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
7454               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
7455                      t, f);
7456           }
7457
7458         return cp_build_qualified_type_real
7459           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
7460       }
7461
7462     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7463       {
7464         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7465                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7466         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7467         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
7468
7469         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
7470           return error_mark_node;
7471
7472         if (parm_list)
7473           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
7474         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
7475       }
7476
7477     case INDIRECT_REF:
7478     case ADDR_EXPR:
7479     case CALL_EXPR:
7480       gcc_unreachable ();
7481
7482     case ARRAY_REF:
7483       {
7484         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7485         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7486         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7487           return error_mark_node;
7488
7489         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
7490       }
7491
7492     case SCOPE_REF:
7493       {
7494         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7495         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7496         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7497           return error_mark_node;
7498
7499         return build_nt (TREE_CODE (t), e1, e2);
7500       }
7501
7502     case TYPEOF_TYPE:
7503       {
7504         tree type;
7505
7506         type = finish_typeof (tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
7507                                            complain, in_decl));
7508         return cp_build_qualified_type_real (type,
7509                                              cp_type_quals (t)
7510                                              | cp_type_quals (type),
7511                                              complain);
7512       }
7513
7514     default:
7515       sorry ("use of %qs in template",
7516              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
7517       return error_mark_node;
7518     }
7519 }
7520
7521 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
7522    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
7523    operator.  */
7524
7525 static tree
7526 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
7527                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7528 {
7529     tree name;
7530     tree qualifying_scope;
7531     tree fns;
7532     tree template_args = 0;
7533     bool template_id_p = false;
7534
7535     /* A baselink indicates a function from a base class.  The
7536        BASELINK_ACCESS_BINFO and BASELINK_BINFO are going to have
7537        non-dependent types; otherwise, the lookup could not have
7538        succeeded.  However, they may indicate bases of the template
7539        class, rather than the instantiated class.
7540
7541        In addition, lookups that were not ambiguous before may be
7542        ambiguous now.  Therefore, we perform the lookup again.  */
7543     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
7544     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7545     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7546       {
7547         template_id_p = true;
7548         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
7549         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
7550         if (template_args)
7551           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7552                                                 complain, in_decl);
7553       }
7554     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
7555     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
7556
7557     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
7558        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
7559        later by overload resolution will be marked as used at that
7560        point.)  */
7561     if (BASELINK_P (baselink))
7562       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7563     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
7564       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
7565
7566     /* Add back the template arguments, if present.  */
7567     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
7568       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
7569         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
7570                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
7571                     template_args);
7572
7573     if (!object_type)
7574       object_type = current_class_type;
7575     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
7576                                                    qualifying_scope,
7577                                                    object_type);
7578 }
7579
7580 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
7581    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
7582    itself; false if more of the postfix-expression follows the
7583    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
7584    of "&".  */
7585
7586 static tree
7587 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
7588                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
7589                      bool done, bool address_p)
7590 {
7591   tree expr;
7592   tree scope;
7593   tree name;
7594   bool is_template;
7595   tree template_args;
7596
7597   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
7598
7599   /* Figure out what name to look up.  */
7600   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
7601   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7602     {
7603       is_template = true;
7604       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
7605       if (template_args)
7606         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7607                                               complain, in_decl);
7608       name = TREE_OPERAND (name, 0);
7609     }
7610   else
7611     {
7612       is_template = false;
7613       template_args = NULL_TREE;
7614     }
7615
7616   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
7617      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
7618      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
7619      substituting will not help.  */
7620   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
7621   if (args)
7622     {
7623       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
7624       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7625     }
7626   else
7627     expr = name;
7628
7629   if (dependent_type_p (scope))
7630     return build_nt (SCOPE_REF, scope, expr);
7631
7632   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
7633     {
7634       expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
7635       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
7636                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
7637         {
7638           if (complain & tf_error)
7639             {
7640               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
7641                      "instantiation yields a type", qualified_id);
7642               inform ("say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
7643             }
7644           return error_mark_node;
7645         }
7646     }
7647
7648   if (DECL_P (expr))
7649     {
7650       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
7651                                            scope);
7652       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
7653       mark_used (expr);
7654     }
7655
7656   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
7657     {
7658       if (complain & tf_error)
7659         qualified_name_lookup_error (scope,
7660                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7661                                      expr);
7662       return error_mark_node;
7663     }
7664
7665   if (is_template)
7666     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
7667
7668   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
7669     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7670                                  expr);
7671   else if (TYPE_P (scope))
7672     {
7673       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
7674               (expr, scope, current_class_type));
7675       expr = finish_qualified_id_expr (scope, expr, done, address_p);
7676     }
7677
7678   expr = convert_from_reference (expr);
7679
7680   return expr;
7681 }
7682
7683 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
7684    template parms; to finish processing the resultant expression, use
7685    tsubst_expr.  */
7686
7687 static tree
7688 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7689 {
7690   enum tree_code code;
7691   tree r;
7692
7693   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
7694     return t;
7695
7696   code = TREE_CODE (t);
7697
7698   switch (code)
7699     {
7700     case PARM_DECL:
7701       r = retrieve_local_specialization (t);
7702       gcc_assert (r != NULL);
7703       mark_used (r);
7704       return r;
7705
7706     case CONST_DECL:
7707       {
7708         tree enum_type;
7709         tree v;
7710
7711         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
7712           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
7713         /* There is no need to substitute into namespace-scope
7714            enumerators.  */
7715         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
7716           return t;
7717         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
7718         if (args == NULL_TREE)
7719           return integral_constant_value (t);
7720
7721         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
7722            Consider:
7723
7724              template <int I> int f() {
7725              enum E { a = I };
7726              struct S { void g() { E e = a; } };
7727              };
7728
7729            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
7730            clever enough to find f<7>::a.  */
7731         enum_type
7732           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
7733                               /*entering_scope=*/0);
7734
7735         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
7736              v != NULL_TREE;
7737              v = TREE_CHAIN (v))
7738           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
7739             return TREE_VALUE (v);
7740
7741           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
7742              name-lookup found it during preliminary parsing, we
7743              should find it again here during instantiation.  */
7744         gcc_unreachable ();
7745       }
7746       return t;
7747
7748     case FIELD_DECL:
7749       if (DECL_CONTEXT (t))
7750         {
7751           tree ctx;
7752
7753           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
7754                                   /*entering_scope=*/1);
7755           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
7756             {
7757               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
7758               if (!r)
7759                 {
7760                   if (complain & tf_error)
7761                     error ("using invalid field %qD", t);
7762                   return error_mark_node;
7763                 }
7764               return r;
7765             }
7766         }
7767
7768       return t;
7769
7770     case VAR_DECL:
7771     case FUNCTION_DECL:
7772       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7773           || local_variable_p (t))
7774         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
7775       mark_used (t);
7776       return t;
7777
7778     case BASELINK:
7779       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
7780
7781     case TEMPLATE_DECL:
7782       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
7783         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
7784                        args, complain, in_decl);
7785       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
7786         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7787       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
7788                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
7789         {
7790           /* Template template argument like the following example need
7791              special treatment:
7792
7793                template <template <class> class TT> struct C {};
7794                template <class T> struct D {
7795                  template <class U> struct E {};
7796                  C<E> c;                                // #1
7797                };
7798                D<int> d;                                // #2
7799
7800              We are processing the template argument `E' in #1 for
7801              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
7802              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
7803              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
7804
7805           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
7806           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
7807         }
7808       else
7809         /* Ordinary template template argument.  */
7810         return t;
7811
7812     case CAST_EXPR:
7813     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7814     case CONST_CAST_EXPR:
7815     case STATIC_CAST_EXPR:
7816     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7817     case NOP_EXPR:
7818       return build1
7819         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7820          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7821
7822     case INDIRECT_REF:
7823     case NEGATE_EXPR:
7824     case TRUTH_NOT_EXPR:
7825     case BIT_NOT_EXPR:
7826     case ADDR_EXPR:
7827     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
7828     case SIZEOF_EXPR:
7829     case ALIGNOF_EXPR:
7830     case ARROW_EXPR:
7831     case THROW_EXPR:
7832     case TYPEID_EXPR:
7833     case REALPART_EXPR:
7834     case IMAGPART_EXPR:
7835       return build1
7836         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7837          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7838
7839     case COMPONENT_REF:
7840       {
7841         tree object;
7842         tree name;
7843
7844         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7845         name = TREE_OPERAND (t, 1);
7846         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
7847           {
7848             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7849                                 complain, in_decl);
7850             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7851           }
7852         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
7853                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
7854           {
7855             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7856                                      complain, in_decl);
7857             name = TREE_OPERAND (name, 1);
7858             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7859                                 complain, in_decl);
7860             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7861             name = build_nt (SCOPE_REF, base, name);
7862           }
7863         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
7864           name = tsubst_baselink (name,
7865                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
7866                                   args, complain,
7867                                   in_decl);
7868         else
7869           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7870         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
7871       }
7872
7873     case PLUS_EXPR:
7874     case MINUS_EXPR:
7875     case MULT_EXPR:
7876     case TRUNC_DIV_EXPR:
7877     case CEIL_DIV_EXPR:
7878     case FLOOR_DIV_EXPR:
7879     case ROUND_DIV_EXPR:
7880     case EXACT_DIV_EXPR:
7881     case BIT_AND_EXPR:
7882     case BIT_IOR_EXPR:
7883     case BIT_XOR_EXPR:
7884     case TRUNC_MOD_EXPR:
7885     case FLOOR_MOD_EXPR:
7886     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
7887     case TRUTH_ORIF_EXPR:
7888     case TRUTH_AND_EXPR:
7889     case TRUTH_OR_EXPR:
7890     case RSHIFT_EXPR:
7891     case LSHIFT_EXPR:
7892     case RROTATE_EXPR:
7893     case LROTATE_EXPR:
7894     case EQ_EXPR:
7895     case NE_EXPR:
7896     case MAX_EXPR:
7897     case MIN_EXPR:
7898     case LE_EXPR:
7899     case GE_EXPR:
7900     case LT_EXPR:
7901     case GT_EXPR:
7902     case COMPOUND_EXPR:
7903     case SCOPE_REF:
7904     case DOTSTAR_EXPR:
7905     case MEMBER_REF:
7906     case PREDECREMENT_EXPR:
7907     case PREINCREMENT_EXPR:
7908     case POSTDECREMENT_EXPR:
7909     case POSTINCREMENT_EXPR:
7910       return build_nt
7911         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7912          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7913
7914     case ARRAY_REF:
7915       return build_nt
7916         (ARRAY_REF,
7917          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7918          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7919          NULL_TREE, NULL_TREE);
7920
7921     case CALL_EXPR:
7922       return build_nt (code,
7923                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args,
7924                                     complain, in_decl),
7925                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain,
7926                                     in_decl),
7927                        NULL_TREE);
7928
7929     case COND_EXPR:
7930     case MODOP_EXPR:
7931     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7932       {
7933         r = build_nt
7934           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7935            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7936            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7937         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
7938         return r;
7939       }
7940
7941     case NEW_EXPR:
7942       {
7943         r = build_nt
7944         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7945          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7946          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7947         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7948         return r;
7949       }
7950
7951     case DELETE_EXPR:
7952       {
7953         r = build_nt
7954         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7955          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7956         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7957         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
7958         return r;
7959       }
7960
7961     case TEMPLATE_ID_EXPR:
7962       {
7963         /* Substituted template arguments */
7964         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
7965         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
7966
7967         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
7968         if (targs)
7969           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
7970
7971         return lookup_template_function (fn, targs);
7972       }
7973
7974     case TREE_LIST:
7975       {
7976         tree purpose, value, chain;
7977
7978         if (t == void_list_node)
7979           return t;
7980
7981         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7982         if (purpose)
7983           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
7984         value = TREE_VALUE (t);
7985         if (value)
7986           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
7987         chain = TREE_CHAIN (t);
7988         if (chain && chain != void_type_node)
7989           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
7990         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7991             && value == TREE_VALUE (t)
7992             && chain == TREE_CHAIN (t))
7993           return t;
7994         return tree_cons (purpose, value, chain);
7995       }
7996
7997     case RECORD_TYPE:
7998     case UNION_TYPE:
7999     case ENUMERAL_TYPE:
8000     case INTEGER_TYPE:
8001     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
8002     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8003     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8004     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
8005     case POINTER_TYPE:
8006     case REFERENCE_TYPE:
8007     case OFFSET_TYPE:
8008     case FUNCTION_TYPE:
8009     case METHOD_TYPE:
8010     case ARRAY_TYPE:
8011     case TYPENAME_TYPE:
8012     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
8013     case TYPEOF_TYPE:
8014     case TYPE_DECL:
8015       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8016
8017     case IDENTIFIER_NODE:
8018       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8019         {
8020           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8021           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8022         }
8023       else
8024         return t;
8025
8026     case CONSTRUCTOR:
8027       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
8028       gcc_unreachable ();
8029
8030     case VA_ARG_EXPR:
8031       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
8032                                           in_decl),
8033                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
8034
8035     case CLEANUP_POINT_EXPR:
8036       /* We shouldn't have built any of these during initial template
8037          generation.  Instead, they should be built during instantiation
8038          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
8039       gcc_unreachable ();
8040
8041     default:
8042       return t;
8043     }
8044 }
8045
8046 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
8047    processing.  */
8048
8049 static tree
8050 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8051 {
8052   tree stmt, tmp;
8053
8054   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8055     return t;
8056
8057   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
8058     input_location = EXPR_LOCATION (t);
8059   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
8060     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
8061
8062   switch (TREE_CODE (t))
8063     {
8064     case STATEMENT_LIST:
8065       {
8066         tree_stmt_iterator i;
8067         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
8068           tsubst_expr (tsi_stmt (i), args, complain, in_decl);
8069         break;
8070       }
8071
8072     case CTOR_INITIALIZER:
8073       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
8074                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
8075       break;
8076
8077     case RETURN_EXPR:
8078       finish_return_stmt (tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 0),
8079                                        args, complain, in_decl));
8080       break;
8081
8082     case EXPR_STMT:
8083       tmp = tsubst_expr (EXPR_STMT_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8084       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
8085         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
8086       else
8087         finish_expr_stmt (tmp);
8088       break;
8089
8090     case USING_STMT:
8091       do_using_directive (tsubst_expr (USING_STMT_NAMESPACE (t),
8092                                        args, complain, in_decl));
8093       break;
8094
8095     case DECL_EXPR:
8096       {
8097         tree decl;
8098         tree init;
8099
8100         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
8101         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
8102           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
8103         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
8104           {
8105             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
8106             tree name = DECL_NAME (decl);
8107             tree decl;
8108
8109             scope = tsubst_expr (scope, args, complain, in_decl);
8110             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
8111                                           /*is_type_p=*/false,
8112                                           /*complain=*/false);
8113             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
8114               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl);
8115             else
8116               do_local_using_decl (decl, scope, name);
8117           }
8118         else
8119           {
8120             init = DECL_INITIAL (decl);
8121             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8122             if (decl != error_mark_node)
8123               {
8124                 if (init)
8125                   DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
8126                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
8127                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
8128                    handle local variables, and since we've already done
8129                    all that needs to be done, that's the right thing to
8130                    do.  */
8131                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
8132                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8133                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8134                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
8135                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
8136                   finish_anon_union (decl);
8137                 else
8138                   {
8139                     maybe_push_decl (decl);
8140                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8141                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
8142                       {
8143                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
8144                            initializer.  */
8145                         const char *const name
8146                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
8147                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
8148                       }
8149                     else
8150                       init = tsubst_expr (init, args, complain, in_decl);
8151                     cp_finish_decl (decl, init, NULL_TREE, 0);
8152                   }
8153               }
8154           }
8155
8156         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
8157            clause of an if/for/while construct.  */
8158         return decl;
8159       }
8160
8161     case FOR_STMT:
8162       stmt = begin_for_stmt ();
8163       tsubst_expr (FOR_INIT_STMT (t), args, complain, in_decl);
8164       finish_for_init_stmt (stmt);
8165       tmp = tsubst_expr (FOR_COND (t), args, complain, in_decl);
8166       finish_for_cond (tmp, stmt);
8167       tmp = tsubst_expr (FOR_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8168       finish_for_expr (tmp, stmt);
8169       tsubst_expr (FOR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8170       finish_for_stmt (stmt);
8171       break;
8172
8173     case WHILE_STMT:
8174       stmt = begin_while_stmt ();
8175       tmp = tsubst_expr (WHILE_COND (t), args, complain, in_decl);
8176       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8177       tsubst_expr (WHILE_BODY (t), args, complain, in_decl);
8178       finish_while_stmt (stmt);
8179       break;
8180
8181     case DO_STMT:
8182       stmt = begin_do_stmt ();
8183       tsubst_expr (DO_BODY (t), args, complain, in_decl);
8184       finish_do_body (stmt);
8185       tmp = tsubst_expr (DO_COND (t), args, complain, in_decl);
8186       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8187       break;
8188
8189     case IF_STMT:
8190       stmt = begin_if_stmt ();
8191       tmp = tsubst_expr (IF_COND (t), args, complain, in_decl);
8192       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8193       tsubst_expr (THEN_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8194       finish_then_clause (stmt);
8195
8196       if (ELSE_CLAUSE (t))
8197         {
8198           begin_else_clause (stmt);
8199           tsubst_expr (ELSE_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8200           finish_else_clause (stmt);
8201         }
8202
8203       finish_if_stmt (stmt);
8204       break;
8205
8206     case BIND_EXPR:
8207       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8208         stmt = begin_function_body ();
8209       else
8210         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8211                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8212
8213       tsubst_expr (BIND_EXPR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8214
8215       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8216         finish_function_body (stmt);
8217       else
8218         finish_compound_stmt (stmt);
8219       break;
8220
8221     case BREAK_STMT:
8222       finish_break_stmt ();
8223       break;
8224
8225     case CONTINUE_STMT:
8226       finish_continue_stmt ();
8227       break;
8228
8229     case SWITCH_STMT:
8230       stmt = begin_switch_stmt ();
8231       tmp = tsubst_expr (SWITCH_STMT_COND (t), args, complain, in_decl);
8232       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8233       tsubst_expr (SWITCH_STMT_BODY (t), args, complain, in_decl);
8234       finish_switch_stmt (stmt);
8235       break;
8236
8237     case CASE_LABEL_EXPR:
8238       finish_case_label (tsubst_expr (CASE_LOW (t), args, complain, in_decl),
8239                          tsubst_expr (CASE_HIGH (t), args, complain,
8240                                       in_decl));
8241       break;
8242
8243     case LABEL_EXPR:
8244       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8245       break;
8246
8247     case GOTO_EXPR:
8248       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8249       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8250         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8251            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8252            will have no binding.  */
8253         tmp = tsubst_expr (tmp, args, complain, in_decl);
8254       else
8255         tmp = DECL_NAME (tmp);
8256       finish_goto_stmt (tmp);
8257       break;
8258
8259     case ASM_EXPR:
8260       tmp = finish_asm_stmt
8261         (ASM_VOLATILE_P (t),
8262          tsubst_expr (ASM_STRING (t), args, complain, in_decl),
8263          tsubst_expr (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8264          tsubst_expr (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
8265          tsubst_expr (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8266       {
8267         tree asm_expr = tmp;
8268         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8269           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8270         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8271       }
8272       break;
8273
8274     case TRY_BLOCK:
8275       if (CLEANUP_P (t))
8276         {
8277           stmt = begin_try_block ();
8278           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8279           finish_cleanup_try_block (stmt);
8280           finish_cleanup (tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args,
8281                                        complain, in_decl),
8282                           stmt);
8283         }
8284       else
8285         {
8286           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8287             stmt = begin_function_try_block ();
8288           else
8289             stmt = begin_try_block ();
8290
8291           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8292
8293           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8294             finish_function_try_block (stmt);
8295           else
8296             finish_try_block (stmt);
8297
8298           tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args, complain, in_decl);
8299           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8300             finish_function_handler_sequence (stmt);
8301           else
8302             finish_handler_sequence (stmt);
8303         }
8304       break;
8305
8306     case HANDLER:
8307       {
8308         tree decl;
8309
8310         stmt = begin_handler ();
8311         if (HANDLER_PARMS (t))
8312           {
8313             decl = HANDLER_PARMS (t);
8314             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8315             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8316                this variable.  We've already done all that needs to be
8317                done.  */
8318             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8319           }
8320         else
8321           decl = NULL_TREE;
8322         finish_handler_parms (decl, stmt);
8323         tsubst_expr (HANDLER_BODY (t), args, complain, in_decl);
8324         finish_handler (stmt);
8325       }
8326       break;
8327
8328     case TAG_DEFN:
8329       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8330       break;
8331
8332     default:
8333       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8334
8335       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8336                                     /*function_p=*/false);
8337     }
8338
8339   return NULL_TREE;
8340 }
8341
8342 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8343    call.  Return the substituted version of T.  */
8344
8345 static tree
8346 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
8347                                     tsubst_flags_t complain,
8348                                     tree in_decl)
8349 {
8350   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8351     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8352                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8353   else
8354     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8355                                /*function_p=*/false);
8356
8357   return t;
8358 }
8359
8360 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8361    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8362
8363 tree
8364 tsubst_copy_and_build (tree t,
8365                        tree args,
8366                        tsubst_flags_t complain,
8367                        tree in_decl,
8368                        bool function_p)
8369 {
8370 #define RECUR(NODE) \
8371   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false)
8372
8373   tree op1;
8374
8375   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8376     return t;
8377
8378   switch (TREE_CODE (t))
8379     {
8380     case USING_DECL:
8381       t = DECL_NAME (t);
8382       /* Fall through.  */
8383     case IDENTIFIER_NODE:
8384       {
8385         tree decl;
8386         cp_id_kind idk;
8387         tree qualifying_class;
8388         bool non_integral_constant_expression_p;
8389         const char *error_msg;
8390
8391         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8392           {
8393             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8394             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8395           }
8396
8397         /* Look up the name.  */
8398         decl = lookup_name (t, 0);
8399
8400         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8401            failure, not NULL_TREE.  */
8402         if (decl == NULL_TREE)
8403           decl = error_mark_node;
8404
8405         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8406                                      &idk,
8407                                      &qualifying_class,
8408                                      /*integral_constant_expression_p=*/false,
8409                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8410                                      &non_integral_constant_expression_p,
8411                                      &error_msg);
8412         if (error_msg)
8413           error (error_msg);
8414         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8415           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8416         return decl;
8417       }
8418
8419     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8420       {
8421         tree object;
8422         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8423         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8424
8425         if (targs)
8426           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8427
8428         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8429           {
8430             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8431             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8432           }
8433         else
8434           object = NULL_TREE;
8435         template = lookup_template_function (template, targs);
8436
8437         if (object)
8438           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template),
8439                          object, template, NULL_TREE);
8440         else
8441           return template;
8442       }
8443
8444     case INDIRECT_REF:
8445       {
8446         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8447
8448         if (REFERENCE_REF_P (t))
8449           {
8450             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
8451                such an indirect ref, but the substitution of the cast
8452                will have also added such an indirect ref.  */
8453             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
8454               r = convert_from_reference (r);
8455           }
8456         else
8457           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *");
8458         return r;
8459       }
8460
8461     case NOP_EXPR:
8462       return build_nop
8463         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8464          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8465
8466     case CAST_EXPR:
8467       return build_functional_cast
8468         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8469          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8470
8471     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8472       return build_reinterpret_cast
8473         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8474          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8475
8476     case CONST_CAST_EXPR:
8477       return build_const_cast
8478         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8479          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8480
8481     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8482       return build_dynamic_cast
8483         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8484          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8485
8486     case STATIC_CAST_EXPR:
8487       return build_static_cast
8488         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8489          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8490
8491     case POSTDECREMENT_EXPR:
8492     case POSTINCREMENT_EXPR:
8493       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8494                                                 args, complain, in_decl);
8495       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
8496
8497     case PREDECREMENT_EXPR:
8498     case PREINCREMENT_EXPR:
8499     case NEGATE_EXPR:
8500     case BIT_NOT_EXPR:
8501     case ABS_EXPR:
8502     case TRUTH_NOT_EXPR:
8503     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
8504     case REALPART_EXPR:
8505     case IMAGPART_EXPR:
8506       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8507
8508     case ADDR_EXPR:
8509       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8510       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
8511         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
8512                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
8513       else
8514         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
8515                                                   in_decl);
8516       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
8517         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
8518       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
8519
8520     case PLUS_EXPR:
8521     case MINUS_EXPR:
8522     case MULT_EXPR:
8523     case TRUNC_DIV_EXPR:
8524     case CEIL_DIV_EXPR:
8525     case FLOOR_DIV_EXPR:
8526     case ROUND_DIV_EXPR:
8527     case EXACT_DIV_EXPR:
8528     case BIT_AND_EXPR:
8529     case BIT_IOR_EXPR:
8530     case BIT_XOR_EXPR:
8531     case TRUNC_MOD_EXPR:
8532     case FLOOR_MOD_EXPR:
8533     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
8534     case TRUTH_ORIF_EXPR:
8535     case TRUTH_AND_EXPR:
8536     case TRUTH_OR_EXPR:
8537     case RSHIFT_EXPR:
8538     case LSHIFT_EXPR:
8539     case RROTATE_EXPR:
8540     case LROTATE_EXPR:
8541     case EQ_EXPR:
8542     case NE_EXPR:
8543     case MAX_EXPR:
8544     case MIN_EXPR:
8545     case LE_EXPR:
8546     case GE_EXPR:
8547     case LT_EXPR:
8548     case GT_EXPR:
8549     case MEMBER_REF:
8550     case DOTSTAR_EXPR:
8551       return build_x_binary_op
8552         (TREE_CODE (t),
8553          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8554          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8555          /*overloaded_p=*/NULL);
8556
8557     case SCOPE_REF:
8558       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
8559                                   /*address_p=*/false);
8560     case ARRAY_REF:
8561       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8562                                                 args, complain, in_decl);
8563       return build_x_binary_op (ARRAY_REF, op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8564                                 /*overloaded_p=*/NULL);
8565
8566     case SIZEOF_EXPR:
8567     case ALIGNOF_EXPR:
8568       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8569       if (!args)
8570         {
8571           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
8572              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
8573              the substitutions may not work.  */
8574           if (!TYPE_P (op1))
8575             op1 = TREE_TYPE (op1);
8576         }
8577       else
8578         {
8579           ++skip_evaluation;
8580           op1 = RECUR (op1);
8581           --skip_evaluation;
8582         }
8583       if (TYPE_P (op1))
8584         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
8585       else
8586         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
8587
8588     case MODOP_EXPR:
8589       {
8590         tree r = build_x_modify_expr
8591           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8592            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
8593            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8594         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
8595            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
8596            than plain assignment.  In the former case, it was already
8597            set and must be copied.  In the latter case,
8598            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
8599            here.  */
8600         if (TREE_NO_WARNING (t))
8601           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
8602         return r;
8603       }
8604
8605     case ARROW_EXPR:
8606       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8607                                                 args, complain, in_decl);
8608       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8609       if (DECL_P (op1))
8610         mark_used (op1);
8611       return build_x_arrow (op1);
8612
8613     case NEW_EXPR:
8614       return build_new
8615         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8616          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8617          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
8618          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
8619          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8620
8621     case DELETE_EXPR:
8622      return delete_sanity
8623        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8624         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8625         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
8626         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8627
8628     case COMPOUND_EXPR:
8629       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8630                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
8631
8632     case CALL_EXPR:
8633       {
8634         tree function;
8635         tree call_args;
8636         bool qualified_p;
8637         bool koenig_p;
8638
8639         function = TREE_OPERAND (t, 0);
8640         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
8641            not Koenig lookup should be performed.  */
8642         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
8643         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
8644           {
8645             qualified_p = true;
8646             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
8647                                             /*done=*/false,
8648                                             /*address_p=*/false);
8649           }
8650         else
8651           {
8652             qualified_p = (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF
8653                            && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (function, 1))
8654                                == SCOPE_REF));
8655             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
8656                                               in_decl,
8657                                               !qualified_p);
8658             if (BASELINK_P (function))
8659               qualified_p = true;
8660           }
8661
8662         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8663
8664         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
8665            lookup finds a non-function, in accordance with the
8666            expected resolution of DR 218.  */
8667         if (koenig_p
8668             && ((is_overloaded_fn (function)
8669                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
8670                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
8671                     to denote the function.  */
8672                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
8673                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
8674           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
8675
8676         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
8677           {
8678             unqualified_name_lookup_error (function);
8679             return error_mark_node;
8680           }
8681
8682         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8683         if (DECL_P (function))
8684           mark_used (function);
8685
8686         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
8687           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
8688         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
8689           {
8690             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
8691               return finish_call_expr (function, call_args,
8692                                        /*disallow_virtual=*/false,
8693                                        /*koenig_p=*/false);
8694             else
8695               return (build_new_method_call
8696                       (TREE_OPERAND (function, 0),
8697                        TREE_OPERAND (function, 1),
8698                        call_args, NULL_TREE,
8699                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL));
8700           }
8701         return finish_call_expr (function, call_args,
8702                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
8703                                  koenig_p);
8704       }
8705
8706     case COND_EXPR:
8707       return build_x_conditional_expr
8708         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8709          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8710          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8711
8712     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
8713       return finish_pseudo_destructor_expr
8714         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8715          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8716          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8717
8718     case TREE_LIST:
8719       {
8720         tree purpose, value, chain;
8721
8722         if (t == void_list_node)
8723           return t;
8724
8725         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8726         if (purpose)
8727           purpose = RECUR (purpose);
8728         value = TREE_VALUE (t);
8729         if (value)
8730           value = RECUR (value);
8731         chain = TREE_CHAIN (t);
8732         if (chain && chain != void_type_node)
8733           chain = RECUR (chain);
8734         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8735             && value == TREE_VALUE (t)
8736             && chain == TREE_CHAIN (t))
8737           return t;
8738         return tree_cons (purpose, value, chain);
8739       }
8740
8741     case COMPONENT_REF:
8742       {
8743         tree object;
8744         tree member;
8745
8746         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8747                                                      args, complain, in_decl);
8748         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8749         if (DECL_P (object))
8750           mark_used (object);
8751
8752         member = TREE_OPERAND (t, 1);
8753         if (BASELINK_P (member))
8754           member = tsubst_baselink (member,
8755                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
8756                                     args, complain, in_decl);
8757         else
8758           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
8759
8760         if (member == error_mark_node)
8761           return error_mark_node;
8762         else if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (object)))
8763           {
8764             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
8765               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
8766                                                     NULL_TREE,
8767                                                     TREE_TYPE (object));
8768             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8769                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
8770               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
8771                                                     object,
8772                                                     TREE_TYPE (object));
8773           }
8774         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8775                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
8776           {
8777             tree tmpl;
8778             tree args;
8779
8780             /* Lookup the template functions now that we know what the
8781                scope is.  */
8782             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
8783             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
8784             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
8785                                             /*is_type_p=*/false,
8786                                             /*complain=*/false);
8787             if (BASELINK_P (member))
8788               {
8789                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
8790                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
8791                               args);
8792                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
8793                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
8794                            TREE_TYPE (object)));
8795               }
8796             else
8797               {
8798                 qualified_name_lookup_error (TREE_TYPE (object), tmpl,
8799                                              member);
8800                 return error_mark_node;
8801               }
8802           }
8803         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8804                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
8805                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
8806           {
8807             if (complain & tf_error)
8808               {
8809                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
8810                   error ("%qT is not a class or namespace",
8811                          TREE_OPERAND (member, 0));
8812                 else
8813                   error ("%qD is not a class or namespace",
8814                          TREE_OPERAND (member, 0));
8815               }
8816             return error_mark_node;
8817           }
8818         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
8819           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
8820
8821         return finish_class_member_access_expr (object, member);
8822       }
8823
8824     case THROW_EXPR:
8825       return build_throw
8826         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8827
8828     case CONSTRUCTOR:
8829       {
8830         VEC(constructor_elt,gc) *n;
8831         constructor_elt *ce;
8832         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
8833         tree r;
8834         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8835         bool process_index_p;
8836
8837         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
8838         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
8839           return t;
8840
8841         /* We do not want to process the index of aggregate
8842            initializers as they are identifier nodes which will be
8843            looked up by digest_init.  */
8844         process_index_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
8845
8846         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
8847         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
8848           {
8849             if (ce->index && process_index_p)
8850               ce->index = RECUR (ce->index);
8851             ce->value = RECUR (ce->value);
8852           }
8853
8854         r = build_constructor (NULL_TREE, n);
8855         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
8856
8857         if (type)
8858           return digest_init (type, r);
8859         return r;
8860       }
8861
8862     case TYPEID_EXPR:
8863       {
8864         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8865         if (TYPE_P (operand_0))
8866           return get_typeid (operand_0);
8867         return build_typeid (operand_0);
8868       }
8869
8870     case VAR_DECL:
8871       if (!args)
8872         return t;
8873       /* Fall through */
8874
8875     case PARM_DECL:
8876       {
8877         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8878
8879         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
8880           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
8881              the appropriate INDIRECT_REF.  */
8882           r = convert_from_reference (r);
8883         return r;
8884       }
8885
8886     case VA_ARG_EXPR:
8887       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8888                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
8889                                           in_decl));
8890
8891     case OFFSETOF_EXPR:
8892       return fold_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8893
8894     case STMT_EXPR:
8895       {
8896         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
8897         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
8898
8899         cur_stmt_expr = stmt_expr;
8900         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl);
8901         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
8902         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
8903
8904         return stmt_expr;
8905       }
8906
8907     case CONST_DECL:
8908       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8909       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
8910          to their underlying values.  */
8911       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
8912         return DECL_INITIAL (t);
8913       return t;
8914
8915     default:
8916       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
8917       {
8918         tree subst
8919           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
8920                                          in_decl, /*function_p=*/false);
8921         if (subst)
8922           return subst;
8923       }
8924       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8925     }
8926
8927 #undef RECUR
8928 }
8929
8930 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
8931    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
8932    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
8933    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
8934
8935 static bool
8936 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
8937 {
8938   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
8939   bool result = false;
8940   bool error_p = complain & tf_error;
8941
8942   for (ix = 0; ix != len; ix++)
8943     {
8944       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
8945
8946       if (TYPE_P (t))
8947         {
8948           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
8949              of a class or enumeration declared in a local scope)
8950              shall not be used to declare an entity with linkage.
8951              This implies that names with no linkage cannot be used as
8952              template arguments.  */
8953           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
8954
8955           if (nt)
8956             {
8957               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
8958                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
8959               else
8960                 error ("%qT uses local type %qT", t, nt);
8961               result = true;
8962               error_p = true;
8963             }
8964           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
8965              allow variably-modified types as template arguments.  */
8966           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
8967             {
8968               if (complain & tf_error)
8969                 error ("%qT is a variably modified type", t);
8970               result = true;
8971             }
8972         }
8973       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
8974          constant.  */
8975       else if (TREE_TYPE (t)
8976                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
8977                && !TREE_CONSTANT (t))
8978         {
8979           if (complain & tf_error)
8980             error ("integral expression %qE is not constant", t);
8981           result = true;
8982         }
8983     }
8984   if (result && error_p)
8985     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
8986   return result;
8987 }
8988
8989 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
8990    the template arguments in TARG_PTR.  */
8991
8992 tree
8993 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
8994 {
8995   tree fndecl;
8996   tree gen_tmpl;
8997   tree spec;
8998
8999   if (tmpl == error_mark_node)
9000     return error_mark_node;
9001
9002   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
9003
9004   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
9005   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
9006     {
9007       tree spec;
9008       tree clone;
9009
9010       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
9011                                    complain);
9012       if (spec == error_mark_node)
9013         return error_mark_node;
9014
9015       /* Look for the clone.  */
9016       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
9017         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
9018           return clone;
9019       /* We should always have found the clone by now.  */
9020       gcc_unreachable ();
9021       return NULL_TREE;
9022     }
9023
9024   /* Check to see if we already have this specialization.  */
9025   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr,
9026                                   /*class_specializations_p=*/false);
9027   if (spec != NULL_TREE)
9028     return spec;
9029
9030   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9031   if (tmpl != gen_tmpl)
9032     {
9033       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
9034          arguments we must add the arguments used to perform the
9035          partial instantiation.  */
9036       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
9037                                               targ_ptr);
9038
9039       /* Check to see if we already have this specialization.  */
9040       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
9041                                       /*class_specializations_p=*/false);
9042       if (spec != NULL_TREE)
9043         return spec;
9044     }
9045
9046   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
9047                                complain))
9048     return error_mark_node;
9049
9050   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
9051      parameters and return types have to be checked.  However this
9052      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
9053      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
9054      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
9055   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
9056
9057   /* Substitute template parameters.  */
9058   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
9059                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
9060
9061   /* Now we know the specialization, compute access previously
9062      deferred.  */
9063   push_access_scope (fndecl);
9064   perform_deferred_access_checks ();
9065   pop_access_scope (fndecl);
9066   pop_deferring_access_checks ();
9067
9068   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9069      template, not the most general template.  */
9070   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9071
9072   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9073      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9074      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9075      instantiating the template clones.  */
9076   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9077     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9078
9079   return fndecl;
9080 }
9081
9082 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9083    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9084    into which the deduced template arguments are placed.
9085
9086    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9087    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9088    printed only for an incomplete match.
9089
9090    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9091    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9092
9093    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9094    template-id.
9095
9096    The parameter STRICT is one of:
9097
9098    DEDUCE_CALL:
9099      We are deducing arguments for a function call, as in
9100      [temp.deduct.call].
9101
9102    DEDUCE_CONV:
9103      We are deducing arguments for a conversion function, as in
9104      [temp.deduct.conv].
9105
9106    DEDUCE_EXACT:
9107      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9108      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9109      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9110      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
9111
9112 int
9113 fn_type_unification (tree fn,
9114                      tree explicit_targs,
9115                      tree targs,
9116                      tree args,
9117                      tree return_type,
9118                      unification_kind_t strict)
9119 {
9120   tree parms;
9121   tree fntype;
9122   int result;
9123
9124   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9125
9126   fntype = TREE_TYPE (fn);
9127   if (explicit_targs)
9128     {
9129       /* [temp.deduct]
9130
9131          The specified template arguments must match the template
9132          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9133          must not be more arguments than there are parameters;
9134          otherwise type deduction fails.
9135
9136          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9137          nontype template parameters, or must be convertible to the
9138          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9139          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9140
9141          All references in the function type of the function template
9142          to the corresponding template parameters are replaced by the
9143          specified template argument values.  If a substitution in a
9144          template parameter or in the function type of the function
9145          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9146       int i;
9147       tree converted_args;
9148       bool incomplete;
9149
9150       if (explicit_targs == error_mark_node)
9151         return 1;
9152
9153       converted_args
9154         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9155                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
9156                                   /*require_all_arguments=*/0));
9157       if (converted_args == error_mark_node)
9158         return 1;
9159
9160       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9161          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9162          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9163          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9164          processing during substitution as we could create partial
9165          instantiations.  */
9166       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9167       processing_template_decl += incomplete;
9168       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9169       processing_template_decl -= incomplete;
9170
9171       if (fntype == error_mark_node)
9172         return 1;
9173
9174       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9175       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9176         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9177     }
9178
9179   parms = TYPE_ARG_TYPES (fntype);
9180   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9181   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn))
9182     parms = TREE_CHAIN (parms);
9183
9184   if (return_type)
9185     {
9186       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9187       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9188     }
9189
9190   /* We allow incomplete unification without an error message here
9191      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9192      callers must be ready to deal with unification failures in any
9193      event.  */
9194   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9195                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9196                                   strict, 0);
9197
9198   if (result == 0)
9199     /* All is well so far.  Now, check:
9200
9201        [temp.deduct]
9202
9203        When all template arguments have been deduced, all uses of
9204        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9205        the corresponding deduced argument values.  If the
9206        substitution results in an invalid type, as described above,
9207        type deduction fails.  */
9208     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9209         == error_mark_node)
9210       return 1;
9211
9212   return result;
9213 }
9214
9215 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9216    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9217    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9218    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9219    the argument passed to the call, or the type of the value
9220    initialized with the result of the conversion function.  */
9221
9222 static int
9223 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
9224                                   tree* parm,
9225                                   tree* arg)
9226 {
9227   int result = 0;
9228
9229   switch (strict)
9230     {
9231     case DEDUCE_CALL:
9232       break;
9233
9234     case DEDUCE_CONV:
9235       {
9236         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9237            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9238            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9239         tree* temp = parm;
9240         parm = arg;
9241         arg = temp;
9242         break;
9243       }
9244
9245     case DEDUCE_EXACT:
9246       /* There is nothing to do in this case.  */
9247       return 0;
9248
9249     default:
9250       gcc_unreachable ();
9251     }
9252
9253   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9254     {
9255       /* [temp.deduct.call]
9256
9257          If P is not a reference type:
9258
9259          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9260          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9261          used in place of A for type deduction; otherwise,
9262
9263          --If A is a function type, the pointer type produced by
9264          the function-to-pointer standard conversion
9265          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9266          otherwise,
9267
9268          --If A is a cv-qualified type, the top level
9269          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9270          deduction.  */
9271       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9272         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9273       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9274         *arg = build_pointer_type (*arg);
9275       else
9276         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9277     }
9278
9279   /* [temp.deduct.call]
9280
9281      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9282      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9283      reference type, the type referred to by P is used for
9284      type deduction.  */
9285   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9286   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9287     {
9288       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9289       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9290     }
9291
9292   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9293      too (which has been swapped into ARG).  */
9294   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9295     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9296
9297   return result;
9298 }
9299
9300 /* Most parms like fn_type_unification.
9301
9302    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9303    arguments of a function or method parameter of a function
9304    template).  If IS_METHOD is true, XPARMS are the parms of a
9305    member function, and special rules apply to cv qualification
9306    deduction on the this parameter.  */
9307
9308 static int
9309 type_unification_real (tree tparms,
9310                        tree targs,
9311                        tree xparms,
9312                        tree xargs,
9313                        int subr,
9314                        unification_kind_t strict,
9315                        int is_method)
9316 {
9317   tree parm, arg;
9318   int i;
9319   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9320   int sub_strict;
9321   int saw_undeduced = 0;
9322   tree parms, args;
9323
9324   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9325   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9326   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9327   gcc_assert (ntparms > 0);
9328
9329   switch (strict)
9330     {
9331     case DEDUCE_CALL:
9332       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9333                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9334       break;
9335
9336     case DEDUCE_CONV:
9337       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9338       break;
9339
9340     case DEDUCE_EXACT:
9341       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9342       break;
9343
9344     default:
9345       gcc_unreachable ();
9346     }
9347
9348  again:
9349   parms = xparms;
9350   args = xargs;
9351
9352   while (parms && parms != void_list_node
9353          && args && args != void_list_node)
9354     {
9355       parm = TREE_VALUE (parms);
9356       parms = TREE_CHAIN (parms);
9357       arg = TREE_VALUE (args);
9358       args = TREE_CHAIN (args);
9359
9360       if (arg == error_mark_node)
9361         return 1;
9362       if (arg == unknown_type_node)
9363         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9364            template args from other function args.  */
9365         continue;
9366
9367       if (is_method)
9368         {
9369           /* The cv qualifiers on the this pointer argument must match
9370              exactly.  We cannot deduce a T as const X against a const
9371              member function for instance.  */
9372           gcc_assert (TREE_CODE (parm) == POINTER_TYPE);
9373           gcc_assert (TREE_CODE (arg) == POINTER_TYPE);
9374           /* The restrict qualifier will be on the pointer.  */
9375           if (cp_type_quals (parm) != cp_type_quals (arg))
9376             return 1;
9377           parm = TREE_TYPE (parm);
9378           arg = TREE_TYPE (arg);
9379           if (cp_type_quals (parm) != cp_type_quals (arg))
9380             return 1;
9381           
9382           parm = TYPE_MAIN_VARIANT (parm);
9383           arg = TYPE_MAIN_VARIANT (arg);
9384           is_method = 0;
9385         }
9386       
9387       /* Conversions will be performed on a function argument that
9388          corresponds with a function parameter that contains only
9389          non-deducible template parameters and explicitly specified
9390          template parameters.  */
9391       if (!uses_template_parms (parm))
9392         {
9393           tree type;
9394
9395           if (!TYPE_P (arg))
9396             type = TREE_TYPE (arg);
9397           else
9398             type = arg;
9399
9400           if (same_type_p (parm, type))
9401             continue;
9402           if (strict != DEDUCE_EXACT
9403               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg))
9404             continue;
9405           
9406           return 1;
9407         }
9408
9409       if (!TYPE_P (arg))
9410         {
9411           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9412           if (type_unknown_p (arg))
9413             {
9414               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from
9415                  a pointer to function or pointer to member function
9416                  argument if the set of overloaded functions does not
9417                  contain function templates and at most one of a set of
9418                  overloaded functions provides a unique match.  */
9419
9420               if (resolve_overloaded_unification
9421                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict)
9422                   != 0)
9423                 return 1;
9424               continue;
9425             }
9426           arg = TREE_TYPE (arg);
9427           if (arg == error_mark_node)
9428             return 1;
9429         }
9430
9431       {
9432         int arg_strict = sub_strict;
9433
9434         if (!subr)
9435           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9436
9437         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
9438           return 1;
9439       }
9440     }
9441
9442   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
9443      are present, and the parm list isn't variadic.  */
9444   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
9445     return 1;
9446   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
9447   if (parms && parms != void_list_node
9448       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
9449     return 1;
9450
9451   if (!subr)
9452     for (i = 0; i < ntparms; i++)
9453       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
9454         {
9455           tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
9456
9457           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
9458              a type parameter, try another pass; its type may have been
9459              deduced from a later argument than the one from which
9460              this parameter can be deduced.  */
9461           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
9462               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
9463               && !saw_undeduced++)
9464             goto again;
9465
9466           return 2;
9467         }
9468
9469   return 0;
9470 }
9471
9472 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables at the
9473    call site.  ARG is an overloaded function (or template-id); we try
9474    deducing template args from each of the overloads, and if only one
9475    succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns 0 on success.  */
9476
9477 static int
9478 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
9479                                 tree targs,
9480                                 tree parm,
9481                                 tree arg,
9482                                 unification_kind_t strict,
9483                                 int sub_strict)
9484 {
9485   tree tempargs = copy_node (targs);
9486   int good = 0;
9487   bool addr_p;
9488
9489   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
9490     {
9491       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9492       addr_p = true;
9493     }
9494   else
9495     addr_p = false;
9496
9497   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
9498     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
9499        function name.  */
9500     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9501
9502   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
9503     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9504
9505   /* Strip baselink information.  */
9506   if (BASELINK_P (arg))
9507     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
9508
9509   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9510     {
9511       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
9512          the affected templates before we try to unify, in case the
9513          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
9514
9515       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
9516       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9517
9518       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9519         {
9520           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
9521           tree subargs, elem;
9522
9523           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
9524             continue;
9525
9526           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
9527                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
9528           if (subargs)
9529             {
9530               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
9531               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9532                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
9533             }
9534         }
9535     }
9536   else
9537     {
9538       gcc_assert (TREE_CODE (arg) == OVERLOAD
9539                   || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_DECL);
9540
9541       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9542         good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9543                                   TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
9544                                   strict, sub_strict, addr_p);
9545     }
9546
9547   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9548      to function or pointer to member function argument if the set of
9549      overloaded functions does not contain function templates and at most
9550      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9551
9552      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
9553      deduce anything.  */
9554
9555   if (good == 1)
9556     {
9557       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9558       for (; i--; )
9559         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
9560           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9561     }
9562   if (good)
9563     return 0;
9564
9565   return 1;
9566 }
9567
9568 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
9569    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
9570    different overloads deduce different arguments for a given parm.
9571    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
9572    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
9573
9574    Returns 1 on success.  */
9575
9576 static int
9577 try_one_overload (tree tparms,
9578                   tree orig_targs,
9579                   tree targs,
9580                   tree parm,
9581                   tree arg,
9582                   unification_kind_t strict,
9583                   int sub_strict,
9584                   bool addr_p)
9585 {
9586   int nargs;
9587   tree tempargs;
9588   int i;
9589
9590   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9591      to function or pointer to member function argument if the set of
9592      overloaded functions does not contain function templates and at most
9593      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9594
9595      So if this is a template, just return success.  */
9596
9597   if (uses_template_parms (arg))
9598     return 1;
9599
9600   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9601     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
9602   else if (addr_p)
9603     arg = build_pointer_type (arg);
9604
9605   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9606
9607   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
9608      some template args from previous args, unify would complain when we
9609      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
9610      there isn't really a conflict.  */
9611   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9612   tempargs = make_tree_vec (nargs);
9613
9614   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
9615     return 0;
9616
9617   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
9618      explicitly specified args.  */
9619   for (i = nargs; i--; )
9620     {
9621       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9622       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
9623
9624       if (!elt)
9625         /*NOP*/;
9626       else if (uses_template_parms (elt))
9627         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
9628            template args used in the function parm list with our own
9629            template parms.  Discard them.  */
9630         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
9631       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
9632         return 0;
9633     }
9634
9635   for (i = nargs; i--; )
9636     {
9637       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9638
9639       if (elt)
9640         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
9641     }
9642
9643   return 1;
9644 }
9645
9646 /* Verify that nondeduce template argument agrees with the type
9647    obtained from argument deduction.  Return nonzero if the
9648    verification fails.
9649
9650    For example:
9651
9652      struct A { typedef int X; };
9653      template <class T, class U> struct C {};
9654      template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
9655
9656    Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
9657    `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
9658    is `int'.  This function ensure that they agree.
9659
9660    TARGS, PARMS are the same as the arguments of unify.
9661    ARGS contains template arguments from all levels.  */
9662
9663 static int
9664 verify_class_unification (tree targs, tree parms, tree args)
9665 {
9666   parms = tsubst (parms, add_outermost_template_args (args, targs),
9667                   tf_none, NULL_TREE);
9668   if (parms == error_mark_node)
9669     return 1;
9670
9671   return !comp_template_args (parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args));
9672 }
9673
9674 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
9675    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
9676    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
9677    TARGS are as for unify.  */
9678
9679 static tree
9680 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9681 {
9682   tree copy_of_targs;
9683
9684   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
9685       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
9686           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
9687     return NULL_TREE;
9688
9689   /* We need to make a new template argument vector for the call to
9690      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
9691      the attempted unification, even if this class didn't work out.
9692      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
9693      we've already done, since unification is supposed to be done on
9694      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
9695      following pathological case:
9696
9697        template <int I, int J, int K>
9698        struct S {};
9699
9700        template <int I, int J>
9701        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
9702
9703        template <int I, int J, int K>
9704        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
9705
9706        void g() {
9707          S<0, 0, 0> s0;
9708          S<0, 1, 2> s2;
9709
9710          f(s0, s2);
9711        }
9712
9713      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
9714      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
9715      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
9716      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
9717      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
9718      would reject the possibility I=1.  */
9719   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
9720
9721   /* If unification failed, we're done.  */
9722   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
9723              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
9724     return NULL_TREE;
9725
9726   return arg;
9727 }
9728
9729 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
9730    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
9731    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
9732    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
9733    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
9734    by unify.  */
9735
9736 static tree
9737 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9738 {
9739   tree rval = NULL_TREE;
9740   tree binfo;
9741
9742   gcc_assert (IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (arg)));
9743
9744   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
9745   if (!binfo)
9746     /* The type could not be completed.  */
9747     return NULL_TREE;
9748
9749   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
9750      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
9751   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
9752     {
9753       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
9754
9755       if (r)
9756         {
9757           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
9758
9759                [temp.deduct.call]
9760
9761               If they yield more than one possible deduced A, the type
9762               deduction fails.
9763
9764              applies.  */
9765           if (rval && !same_type_p (r, rval))
9766             return NULL_TREE;
9767
9768           rval = r;
9769         }
9770     }
9771
9772   return rval;
9773 }
9774
9775 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
9776
9777 static int
9778 template_decl_level (tree decl)
9779 {
9780   switch (TREE_CODE (decl))
9781     {
9782     case TYPE_DECL:
9783     case TEMPLATE_DECL:
9784       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
9785
9786     case PARM_DECL:
9787       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
9788
9789     default:
9790       gcc_unreachable ();
9791     }
9792   return 0;
9793 }
9794
9795 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
9796    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
9797    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
9798
9799 static int
9800 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
9801 {
9802   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
9803   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
9804
9805   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9806       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9807     {
9808       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
9809           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
9810           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
9811           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
9812           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
9813           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
9814       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
9815            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
9816            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9817           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
9818         return 0;
9819
9820       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
9821           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
9822         return 0;
9823     }
9824
9825   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9826       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
9827     return 0;
9828
9829   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
9830       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
9831     return 0;
9832
9833   return 1;
9834 }
9835
9836 /* Takes parameters as for type_unification.  Returns 0 if the
9837    type deduction succeeds, 1 otherwise.  The parameter STRICT is a
9838    bitwise or of the following flags:
9839
9840      UNIFY_ALLOW_NONE:
9841        Require an exact match between PARM and ARG.
9842      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
9843        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
9844        conversion) than ARG.
9845      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
9846        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
9847      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
9848        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
9849        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
9850        ARG.
9851      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
9852        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
9853        case for more information.
9854      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
9855        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
9856        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
9857        have const qualified pointers leading up to the inner type which
9858        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
9859        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
9860        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
9861      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
9862        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
9863        qualified at this point.
9864      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
9865        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
9866        qualified at this point.  */
9867
9868 static int
9869 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
9870 {
9871   int idx;
9872   tree targ;
9873   tree tparm;
9874   int strict_in = strict;
9875
9876   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
9877      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
9878      signedness is the only information lost, and I think that will be
9879      okay.  */
9880   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
9881     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
9882
9883   if (arg == error_mark_node)
9884     return 1;
9885   if (arg == unknown_type_node)
9886     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9887        template args from other function args.  */
9888     return 0;
9889
9890   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
9891      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
9892      template parameters.  We might need them if we're trying to
9893      figure out which of two things is more specialized.  */
9894   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
9895     return 0;
9896
9897   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
9898      cv-qualification mismatches.  */
9899   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9900       && TYPE_P (arg)
9901       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
9902          type, and the elements might be template type parms. We'll check
9903          when we recurse.  */
9904       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
9905       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
9906          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
9907          PARM `T' for example, when computing which of two templates
9908          is more specialized, for example.  */
9909       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
9910       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
9911     return 1;
9912
9913   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
9914       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
9915     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
9916   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
9917   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
9918   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9919   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
9920
9921   switch (TREE_CODE (parm))
9922     {
9923     case TYPENAME_TYPE:
9924     case SCOPE_REF:
9925     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
9926       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
9927          argument values cannot be deduced for template parameters used
9928          within the nested-name-specifier.  */
9929       return 0;
9930
9931     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9932     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9933     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9934       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
9935
9936       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
9937           != template_decl_level (tparm))
9938         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
9939            to see if it matches ARG.  */
9940         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9941                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
9942       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
9943       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
9944       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
9945
9946       /* Check for mixed types and values.  */
9947       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9948            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
9949           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9950               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
9951         return 1;
9952
9953       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9954         {
9955           /* ARG must be constructed from a template class or a template
9956              template parameter.  */
9957           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9958               && (TREE_CODE (arg) != RECORD_TYPE || !CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)))
9959             return 1;
9960
9961           {
9962             tree parmtmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (parm);
9963             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
9964             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
9965             tree argtmplvec
9966               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_TI_TEMPLATE (arg));
9967             int i;
9968
9969             /* The parameter and argument roles have to be switched here
9970                in order to handle default arguments properly.  For example,
9971                template<template <class> class TT> void f(TT<int>)
9972                should be able to accept vector<int> which comes from
9973                template <class T, class Allocator = allocator>
9974                class vector.  */
9975
9976             if (coerce_template_parms (argtmplvec, parmvec, parmtmpl, 0, 1)
9977                 == error_mark_node)
9978               return 1;
9979
9980             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
9981                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
9982                rather than the whole TREE_VEC since they can have
9983                different number of elements.  */
9984
9985             for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parmvec); ++i)
9986               {
9987                 if (unify (tparms, targs,
9988                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
9989                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
9990                            UNIFY_ALLOW_NONE))
9991                   return 1;
9992               }
9993           }
9994           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
9995
9996           /* Fall through to deduce template name.  */
9997         }
9998
9999       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10000           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10001         {
10002           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
10003
10004           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10005           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
10006             return 0;
10007           else if (targ)
10008             return 1;
10009         }
10010       else
10011         {
10012           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
10013              a match unless we are allowing additional qualification.
10014              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
10015              that binds `const int' to `T'.  */
10016           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
10017                                          arg, parm))
10018             return 1;
10019
10020           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
10021              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
10022           arg = cp_build_qualified_type_real
10023             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
10024           if (arg == error_mark_node)
10025             return 1;
10026
10027           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10028           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
10029             return 0;
10030           else if (targ)
10031             return 1;
10032
10033           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
10034              that were talking about variable-sized arrays (like
10035              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
10036              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
10037              the bound of the array will not be computable in an
10038              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
10039              ISO C++, so we can do as we please here.  */
10040           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
10041             return 1;
10042         }
10043
10044       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10045       return 0;
10046
10047     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10048       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10049
10050       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
10051           != template_decl_level (tparm))
10052         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10053            to see if it matches ARG.  */
10054         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10055                  && cp_tree_equal (parm, arg));
10056
10057       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
10058       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
10059
10060       if (targ)
10061         return !cp_tree_equal (targ, arg);
10062
10063       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
10064          with a non-type template-parameter, the non-type
10065          template-parameter is used in an expression in the function
10066          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
10067          deduced, the template-argument type shall match the type of the
10068          template-parameter exactly, except that a template-argument
10069          deduced from an array bound may be of any integral type.
10070          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
10071       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
10072       if (!TREE_TYPE (arg))
10073         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
10074            It will later be processed in convert_template_argument.  */
10075         ;
10076       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
10077         /* OK */;
10078       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
10079                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
10080                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
10081         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
10082            template argument must exactly match the types of the
10083            corresponding parameter.  */
10084         arg = fold (build_nop (TREE_TYPE (parm), arg));
10085       else if (uses_template_parms (tparm))
10086         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
10087            later.  */
10088         return 0;
10089       else
10090         return 1;
10091
10092       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10093       return 0;
10094
10095     case PTRMEM_CST:
10096      {
10097         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
10098          another constant.  */
10099       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
10100         return 1;
10101
10102       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
10103          wrong, depending on the strict flags) to unify also
10104          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
10105          arg refer to the same variable, even if through different
10106          classes. For instance:
10107
10108          struct A { int x; };
10109          struct B : A { };
10110
10111          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
10112       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
10113                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
10114      }
10115
10116     case POINTER_TYPE:
10117       {
10118         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
10119           return 1;
10120
10121         /* [temp.deduct.call]
10122
10123            A can be another pointer or pointer to member type that can
10124            be converted to the deduced A via a qualification
10125            conversion (_conv.qual_).
10126
10127            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
10128            This will allow for additional cv-qualification of the
10129            pointed-to types if appropriate.  */
10130
10131         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
10132           /* The derived-to-base conversion only persists through one
10133              level of pointers.  */
10134           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
10135
10136         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10137                       TREE_TYPE (arg), strict);
10138       }
10139
10140     case REFERENCE_TYPE:
10141       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
10142         return 1;
10143       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10144                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10145
10146     case ARRAY_TYPE:
10147       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
10148         return 1;
10149       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
10150           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
10151         return 1;
10152       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
10153         {
10154           tree parm_max;
10155           tree arg_max;
10156
10157           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
10158           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
10159
10160           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
10161              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
10162              not an integer constant.  */
10163           if (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR)
10164             {
10165               arg_max = fold_build2 (PLUS_EXPR,
10166                                      integer_type_node,
10167                                      arg_max,
10168                                      TREE_OPERAND (parm_max, 1));
10169               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
10170             }
10171
10172           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
10173             return 1;
10174         }
10175       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10176                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10177
10178     case REAL_TYPE:
10179     case COMPLEX_TYPE:
10180     case VECTOR_TYPE:
10181     case INTEGER_TYPE:
10182     case BOOLEAN_TYPE:
10183     case ENUMERAL_TYPE:
10184     case VOID_TYPE:
10185       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10186         return 1;
10187
10188       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
10189          function.  */
10190       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
10191         return 1;
10192
10193       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
10194          will invalidate it if necessary.  */
10195       return 0;
10196
10197       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
10198       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
10199     case INTEGER_CST:
10200       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
10201         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10202
10203       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
10204         return 1;
10205       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
10206
10207     case TREE_VEC:
10208       {
10209         int i;
10210         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
10211           return 1;
10212         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
10213           return 1;
10214         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
10215           if (unify (tparms, targs,
10216                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
10217                      UNIFY_ALLOW_NONE))
10218             return 1;
10219         return 0;
10220       }
10221
10222     case RECORD_TYPE:
10223     case UNION_TYPE:
10224       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10225         return 1;
10226
10227       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
10228         {
10229           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10230             return 1;
10231
10232           return unify (tparms, targs,
10233                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
10234                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
10235                         strict);
10236         }
10237
10238       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
10239         {
10240           tree t = NULL_TREE;
10241
10242           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
10243             {
10244               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
10245               t = try_class_unification (tparms, targs,
10246                                          parm, arg);
10247
10248               if (!t)
10249                 {
10250                   /* Fallback to the special case allowed in
10251                      [temp.deduct.call]:
10252
10253                        If P is a class, and P has the form
10254                        template-id, then A can be a derived class of
10255                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
10256                        a class of the form template-id, A can be a
10257                        pointer to a derived class pointed to by the
10258                        deduced A.  */
10259                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
10260
10261                   if (!t)
10262                     return 1;
10263                 }
10264             }
10265           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
10266                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
10267                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
10268             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
10269                Then, we should unify `int' and `U'.  */
10270             t = arg;
10271           else
10272             /* There's no chance of unification succeeding.  */
10273             return 1;
10274
10275           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10276                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
10277         }
10278       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
10279         return 1;
10280       return 0;
10281
10282     case METHOD_TYPE:
10283     case FUNCTION_TYPE:
10284       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10285         return 1;
10286
10287       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10288                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10289         return 1;
10290       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10291                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, DEDUCE_EXACT,
10292                                     TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE);
10293
10294     case OFFSET_TYPE:
10295       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
10296          deduces the type of the member as a function type. */
10297       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10298         {
10299           tree method_type;
10300           tree fntype;
10301           cp_cv_quals cv_quals;
10302
10303           /* Check top-level cv qualifiers */
10304           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
10305             return 1;
10306
10307           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10308                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10309             return 1;
10310
10311           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
10312           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
10313           fntype =
10314             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
10315                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
10316
10317           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
10318              implicit object parameter and place them on the function
10319              type to be restored later. */
10320           cv_quals =
10321             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
10322           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
10323           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
10324         }
10325
10326       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10327         return 1;
10328       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10329                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10330         return 1;
10331       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10332                     strict);
10333
10334     case CONST_DECL:
10335       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10336         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10337       if (arg != integral_constant_value (parm))
10338         return 1;
10339       return 0;
10340
10341     case FIELD_DECL:
10342     case TEMPLATE_DECL:
10343       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10344       return 1;
10345
10346     default:
10347       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10348
10349       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10350          something like:
10351
10352            template <int I>
10353            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10354
10355          This is a "nondeduced context":
10356
10357            [deduct.type]
10358
10359            The nondeduced contexts are:
10360
10361            --A type that is a template-id in which one or more of
10362              the template-arguments is an expression that references
10363              a template-parameter.
10364
10365          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10366          actually infer any unifications.  */
10367
10368       if (!uses_template_parms (parm)
10369           && !template_args_equal (parm, arg))
10370         return 1;
10371       else
10372         return 0;
10373     }
10374 }
10375 \f
10376 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
10377    required.  */
10378
10379 static void
10380 mark_definable (tree decl)
10381 {
10382   tree clone;
10383   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
10384   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
10385     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
10386 }
10387
10388 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
10389    explicitly instantiated class.  */
10390
10391 void
10392 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
10393 {
10394   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
10395
10396   /* If this entity has already been written out, it's too late to
10397      make any modifications.  */
10398   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
10399     return;
10400
10401   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
10402     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
10403        set correctly by tsubst.  */
10404     TREE_PUBLIC (result) = 1;
10405
10406   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
10407   DECL_COMDAT (result) = 0;
10408
10409   if (extern_p)
10410     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
10411   else
10412     {
10413       mark_definable (result);
10414       /* Always make artificials weak.  */
10415       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
10416         comdat_linkage (result);
10417       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
10418          linkonce sections.  */
10419       else if (TREE_PUBLIC (result))
10420         maybe_make_one_only (result);
10421     }
10422
10423   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
10424      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
10425      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
10426      emitted here.  In neither circumstance do we want
10427      import_export_decl to adjust the linkage.  */
10428   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
10429 }
10430
10431 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
10432
10433    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
10434    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10435    0 if neither is more specialized.
10436
10437    LEN indicates the number of parameters we should consider
10438    (defaulted parameters should not be considered).
10439
10440    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
10441    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
10442    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
10443    the templates will be more specialized if all the *other*
10444    template's arguments deduce against its arguments and at least one
10445    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
10446    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
10447    The arguments used in deduction have reference and top level cv
10448    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
10449    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
10450    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
10451    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
10452    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
10453    we do *not* verify the deduced template argument values can be
10454    substituted into non-deduced contexts, nor do we have to verify
10455    that all template arguments have been deduced.  */
10456
10457 int
10458 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
10459 {
10460   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
10461   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
10462   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
10463   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
10464   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
10465   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
10466   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
10467   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
10468   int better1 = 0;
10469   int better2 = 0;
10470
10471   /* If only one is a member function, they are unordered.  */
10472   if (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl1) != DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl2))
10473     return 0;
10474
10475   /* Don't consider 'this' parameter.  */
10476   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
10477     args1 = TREE_CHAIN (args1);
10478   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
10479     args2 = TREE_CHAIN (args2);
10480
10481   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
10482   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
10483     return 0;
10484
10485   /* Consider the return type for a conversion function */
10486   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
10487     {
10488       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
10489       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
10490       len++;
10491     }
10492
10493   processing_template_decl++;
10494
10495   while (len--)
10496     {
10497       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
10498       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
10499       int deduce1, deduce2;
10500       int quals1 = -1;
10501       int quals2 = -1;
10502
10503       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
10504         {
10505           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10506           quals1 = cp_type_quals (arg1);
10507         }
10508
10509       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
10510         {
10511           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10512           quals2 = cp_type_quals (arg2);
10513         }
10514
10515       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
10516         {
10517           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
10518              array/function pointer decay to it.  This is not part of
10519              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
10520              for the function call itself, and with our earlier
10521              implementation of the underspecified partial ordering
10522              rules.  (nathan).  */
10523           if (quals1 >= 0)
10524             {
10525               switch (TREE_CODE (arg1))
10526                 {
10527                 case ARRAY_TYPE:
10528                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10529                   /* FALLTHROUGH. */
10530                 case FUNCTION_TYPE:
10531                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
10532                   break;
10533
10534                 default:
10535                   break;
10536                 }
10537             }
10538           else
10539             {
10540               switch (TREE_CODE (arg2))
10541                 {
10542                 case ARRAY_TYPE:
10543                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10544                   /* FALLTHROUGH. */
10545                 case FUNCTION_TYPE:
10546                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
10547                   break;
10548
10549                 default:
10550                   break;
10551                 }
10552             }
10553         }
10554
10555       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
10556       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
10557
10558       deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
10559       deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
10560
10561       if (!deduce1)
10562         better2 = -1;
10563       if (!deduce2)
10564         better1 = -1;
10565       if (better1 < 0 && better2 < 0)
10566         /* We've failed to deduce something in either direction.
10567            These must be unordered.  */
10568         break;
10569
10570       if (deduce1 && deduce2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
10571         {
10572           /* Deduces in both directions, see if quals can
10573              disambiguate.  Pretend the worse one failed to deduce. */
10574           if ((quals1 & quals2) == quals2)
10575             deduce1 = 0;
10576           if ((quals1 & quals2) == quals1)
10577             deduce2 = 0;
10578         }
10579       if (deduce1 && !deduce2 && !better2)
10580         better2 = 1;
10581       if (deduce2 && !deduce1 && !better1)
10582         better1 = 1;
10583
10584       args1 = TREE_CHAIN (args1);
10585       args2 = TREE_CHAIN (args2);
10586     }
10587
10588   processing_template_decl--;
10589
10590   return (better1 > 0) - (better2 > 0);
10591 }
10592
10593 /* Given two class template specialization list nodes PAT1 and PAT2, return:
10594
10595    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.class.order].
10596    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10597    0 if neither is more specialized.
10598
10599    FULL_ARGS is the full set of template arguments that triggers this
10600    partial ordering.  */
10601
10602 int
10603 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2, tree full_args)
10604 {
10605   tree targs;
10606   int winner = 0;
10607
10608   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
10609      different class template specializations, we may encounter dependent
10610      types in the arguments, and we need our dependency check functions
10611      to behave correctly.  */
10612   ++processing_template_decl;
10613   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1), TREE_PURPOSE (pat1),
10614                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat2)));
10615   if (targs)
10616     --winner;
10617
10618   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2), TREE_PURPOSE (pat2),
10619                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat1)));
10620   if (targs)
10621     ++winner;
10622   --processing_template_decl;
10623
10624   return winner;
10625 }
10626
10627 /* Return the template arguments that will produce the function signature
10628    DECL from the function template FN, with the explicit template
10629    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
10630    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
10631    found.  */
10632
10633 static tree
10634 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
10635 {
10636   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
10637   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
10638   tree decl_type;
10639   tree decl_arg_types;
10640
10641   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
10642      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
10643      FN.  */
10644   decl_type = TREE_TYPE (decl);
10645   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
10646     {
10647       tree tmpl;
10648       tree converted_args;
10649
10650       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10651         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10652       else
10653         /* We can get here for some invalid specializations.  */
10654         return NULL_TREE;
10655
10656       converted_args
10657         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
10658                                   explicit_args, NULL_TREE,
10659                                   tf_none, /*require_all_arguments=*/0));
10660       if (converted_args == error_mark_node)
10661         return NULL_TREE;
10662
10663       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
10664       if (decl_type == error_mark_node)
10665         return NULL_TREE;
10666     }
10667
10668   decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
10669   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
10670   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
10671     decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
10672
10673   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
10674                            decl_arg_types,
10675                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
10676                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
10677                            DEDUCE_EXACT))
10678     return NULL_TREE;
10679
10680   return targs;
10681 }
10682
10683 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
10684    template specialization whose innermost template parameters are
10685    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
10686    ARGS.
10687
10688    For example, suppose we have:
10689
10690      template <class T, class U> struct S {};
10691      template <class T> struct S<T*, int> {};
10692
10693    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
10694    {T}, the PARMS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
10695    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
10696    is bound to `double'.  */
10697
10698 static tree
10699 get_class_bindings (tree tparms, tree parms, tree args)
10700 {
10701   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
10702   tree vec = make_tree_vec (ntparms);
10703
10704   if (unify (tparms, vec, parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
10705              UNIFY_ALLOW_NONE))
10706     return NULL_TREE;
10707
10708   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
10709     if (! TREE_VEC_ELT (vec, i))
10710       return NULL_TREE;
10711
10712   if (verify_class_unification (vec, parms, args))
10713     return NULL_TREE;
10714
10715   return vec;
10716 }
10717
10718 /* In INSTANTIATIONS is a list of <INSTANTIATION, TEMPLATE> pairs.
10719    Pick the most specialized template, and return the corresponding
10720    instantiation, or if there is no corresponding instantiation, the
10721    template itself.  If there is no most specialized template,
10722    error_mark_node is returned.  If there are no templates at all,
10723    NULL_TREE is returned.  */
10724
10725 tree
10726 most_specialized_instantiation (tree instantiations)
10727 {
10728   tree fn, champ;
10729
10730   if (!instantiations)
10731     return NULL_TREE;
10732
10733   ++processing_template_decl;
10734
10735   champ = instantiations;
10736   for (fn = TREE_CHAIN (instantiations); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10737     {
10738       int fate = 0;
10739
10740       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10741                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10742                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10743         fate--;
10744
10745       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10746                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10747                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10748         fate++;
10749
10750       if (fate != 1)
10751         {
10752           if (!fate)
10753             /* Equally specialized, move to next function.  If there
10754                is no next function, nothing's most specialized.  */
10755             fn = TREE_CHAIN (fn);
10756           champ = fn;
10757         }
10758     }
10759
10760   if (champ)
10761     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
10762        instantiation list.  */
10763     for (fn = instantiations; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
10764       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10765                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10766                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
10767           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10768                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10769                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10770         {
10771           champ = NULL_TREE;
10772           break;
10773         }
10774
10775   processing_template_decl--;
10776
10777   if (!champ)
10778     return error_mark_node;
10779
10780   return TREE_PURPOSE (champ) ? TREE_PURPOSE (champ) : TREE_VALUE (champ);
10781 }
10782
10783 /* Return the most specialized of the list of templates in FNS that can
10784    produce an instantiation matching DECL, given the explicit template
10785    arguments EXPLICIT_ARGS.  */
10786
10787 static tree
10788 most_specialized (tree fns, tree decl, tree explicit_args)
10789 {
10790   tree candidates = NULL_TREE;
10791   tree fn, args;
10792
10793   for (fn = fns; fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10794     {
10795       tree candidate = TREE_VALUE (fn);
10796
10797       args = get_bindings (candidate, decl, explicit_args, /*check_ret=*/true);
10798       if (args)
10799         candidates = tree_cons (NULL_TREE, candidate, candidates);
10800     }
10801
10802   return most_specialized_instantiation (candidates);
10803 }
10804
10805 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
10806    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
10807
10808    For example, given:
10809
10810      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
10811
10812    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
10813    the full template.  This function will not trace past partial
10814    specializations, however.  For example, given in addition:
10815
10816      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
10817
10818    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
10819    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
10820
10821 tree
10822 most_general_template (tree decl)
10823 {
10824   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
10825      an immediate specialization.  */
10826   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
10827     {
10828       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
10829         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10830
10831         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
10832            template friend.  */
10833         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
10834           return NULL_TREE;
10835       } else
10836         return NULL_TREE;
10837     }
10838
10839   /* Look for more and more general templates.  */
10840   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10841     {
10842       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
10843          (See cp-tree.h for details.)  */
10844       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
10845         break;
10846
10847       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
10848           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
10849         break;
10850
10851       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
10852       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
10853           && DECL_CONTEXT (decl)
10854           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
10855         break;
10856
10857       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10858     }
10859
10860   return decl;
10861 }
10862
10863 /* Return the most specialized of the class template specializations
10864    of TMPL which can produce an instantiation matching ARGS, or
10865    error_mark_node if the choice is ambiguous.  */
10866
10867 static tree
10868 most_specialized_class (tree tmpl, tree args)
10869 {
10870   tree list = NULL_TREE;
10871   tree t;
10872   tree champ;
10873   int fate;
10874
10875   tmpl = most_general_template (tmpl);
10876   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
10877     {
10878       tree spec_args
10879         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args);
10880       if (spec_args)
10881         {
10882           list = tree_cons (TREE_PURPOSE (t), TREE_VALUE (t), list);
10883           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
10884         }
10885     }
10886
10887   if (! list)
10888     return NULL_TREE;
10889
10890   t = list;
10891   champ = t;
10892   t = TREE_CHAIN (t);
10893   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
10894     {
10895       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10896       if (fate == 1)
10897         ;
10898       else
10899         {
10900           if (fate == 0)
10901             {
10902               t = TREE_CHAIN (t);
10903               if (! t)
10904                 return error_mark_node;
10905             }
10906           champ = t;
10907         }
10908     }
10909
10910   for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
10911     {
10912       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10913       if (fate != 1)
10914         return error_mark_node;
10915     }
10916
10917   return champ;
10918 }
10919
10920 /* Explicitly instantiate DECL.  */
10921
10922 void
10923 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
10924 {
10925   tree result = NULL_TREE;
10926   int extern_p = 0;
10927
10928   if (!decl)
10929     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
10930        an appropriate message.  */
10931     return;
10932   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
10933     {
10934       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
10935       return;
10936     }
10937   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
10938     {
10939       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
10940          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
10941          the latter, the DECL we get back will be marked as a
10942          template instantiation, and the appropriate
10943          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
10944          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
10945          should handle VAR_DECLs as it currently handles
10946          FUNCTION_DECLs.  */
10947       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
10948       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
10949         {
10950           error ("no matching template for %qD found", decl);
10951           return;
10952         }
10953     }
10954   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
10955     {
10956       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
10957       return;
10958     }
10959   else
10960     result = decl;
10961
10962   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
10963      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
10964      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
10965      until we get here.  */
10966
10967   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
10968     {
10969       /* DR 259 [temp.spec].
10970
10971          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
10972          specialization shall not appear in a program unless the explicit
10973          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
10974
10975          For a given set of template parameters, if an explicit
10976          instantiation of a template appears after a declaration of an
10977          explicit specialization for that template, the explicit
10978          instantiation has no effect.  */
10979       return;
10980     }
10981   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
10982     {
10983       /* [temp.spec]
10984
10985          No program shall explicitly instantiate any template more
10986          than once.
10987
10988          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
10989          the first instantiation was `extern' and the second is not,
10990          and EXTERN_P for the opposite case.  */
10991       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
10992         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
10993       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
10994          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
10995       if (extern_p)
10996         return;
10997     }
10998   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
10999     {
11000       error ("no matching template for %qD found", result);
11001       return;
11002     }
11003   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
11004     {
11005       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
11006       return;
11007     }
11008
11009   if (storage == NULL_TREE)
11010     ;
11011   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11012     {
11013       if (pedantic && !in_system_header)
11014         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
11015                  "instantiations");
11016       extern_p = 1;
11017     }
11018   else
11019     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
11020
11021   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
11022   if (! extern_p)
11023     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1, 
11024                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11025 }
11026
11027 void
11028 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
11029 {
11030   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
11031   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
11032   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
11033   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
11034   if (! extern_p)
11035     {
11036       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
11037       rest_of_type_compilation (t, 1);
11038     }
11039 }
11040
11041 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
11042    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
11043 static void
11044 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
11045 {
11046   tree storage = *(tree *) data;
11047
11048   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
11049       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
11050     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
11051 }
11052
11053 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
11054    (a member function or a static member variable) of an
11055    explicitly instantiated class template.  */
11056 static void
11057 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
11058 {
11059   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
11060   if (! extern_p)
11061     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1, 
11062                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
11063 }
11064
11065 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
11066    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
11067    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
11068    since the standard is unclear (as detailed below).  */
11069
11070 void
11071 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
11072 {
11073   int extern_p = 0;
11074   int nomem_p = 0;
11075   int static_p = 0;
11076   int previous_instantiation_extern_p = 0;
11077
11078   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
11079     t = TREE_TYPE (t);
11080
11081   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
11082     {
11083       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
11084       return;
11085     }
11086
11087   complete_type (t);
11088
11089   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
11090     {
11091       if (complain & tf_error)
11092         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
11093                t);
11094       return;
11095     }
11096
11097   if (storage != NULL_TREE)
11098     {
11099       if (pedantic && !in_system_header)
11100         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations",
11101                 storage);
11102
11103       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
11104         nomem_p = 1;
11105       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11106         extern_p = 1;
11107       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
11108         static_p = 1;
11109       else
11110         {
11111           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
11112                  storage);
11113           extern_p = 0;
11114         }
11115     }
11116
11117   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
11118     {
11119       /* DR 259 [temp.spec].
11120
11121          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11122          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11123          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11124
11125          For a given set of template parameters, if an explicit
11126          instantiation of a template appears after a declaration of an
11127          explicit specialization for that template, the explicit
11128          instantiation has no effect.  */
11129       return;
11130     }
11131   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
11132     {
11133       /* [temp.spec]
11134
11135          No program shall explicitly instantiate any template more
11136          than once.
11137
11138          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
11139          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
11140          These cases are OK.  */
11141       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
11142
11143       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
11144           && (complain & tf_error))
11145         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
11146
11147       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
11148       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
11149         return;
11150     }
11151
11152   mark_class_instantiated (t, extern_p);
11153
11154   if (nomem_p)
11155     return;
11156
11157   {
11158     tree tmp;
11159
11160     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
11161        declarations, and not the definitions, of members are
11162        instantiated, we have here:
11163
11164          [temp.explicit]
11165
11166          The explicit instantiation of a class template specialization
11167          implies the instantiation of all of its members not
11168          previously explicitly specialized in the translation unit
11169          containing the explicit instantiation.
11170
11171        Of course, we can't instantiate member template classes, since
11172        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
11173        is unclear on whether the instantiation of the members are
11174        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
11175        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
11176
11177     if (! static_p)
11178       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11179         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
11180             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11181           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11182
11183     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11184       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11185         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11186
11187     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11188       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11189                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11190   }
11191 }
11192
11193 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11194    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11195    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11196    should occur for DECL, not the most general template.
11197
11198    One reason for doing this is a scenario like this:
11199
11200      template <class T>
11201      void f(const T&, int i);
11202
11203      void g() { f(3, 7); }
11204
11205      template <class T>
11206      void f(const T& t, const int i) { }
11207
11208    Note that when the template is first instantiated, with
11209    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11210    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11211    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11212
11213 static void
11214 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11215 {
11216   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11217      template.  */
11218   tree args;
11219   tree code_pattern;
11220
11221   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11222   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11223
11224   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11225      correctly.  */
11226   push_access_scope (decl);
11227
11228   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11229     {
11230       tree decl_parm;
11231       tree pattern_parm;
11232       tree specs;
11233       int args_depth;
11234       int parms_depth;
11235
11236       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11237       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
11238       if (args_depth > parms_depth)
11239         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11240
11241       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11242                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11243       if (specs)
11244         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11245                                                     specs);
11246
11247       /* Merge parameter declarations.  */
11248       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
11249                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11250       pattern_parm
11251         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11252                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11253       while (decl_parm)
11254         {
11255           tree parm_type;
11256           tree attributes;
11257
11258           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11259             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11260           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11261                               NULL_TREE);
11262           parm_type = type_decays_to (parm_type);
11263           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11264             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11265           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
11266           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
11267             {
11268               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
11269               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
11270             }
11271           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11272           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11273         }
11274
11275       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11276       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11277           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11278         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11279       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11280         DECL_INLINE (decl) = 1;
11281     }
11282   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11283     {
11284       if (!DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)
11285           && DECL_INITIAL (code_pattern))
11286         DECL_INITIAL (decl) =
11287           tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
11288                        tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11289     }
11290   else
11291     gcc_unreachable ();
11292
11293   pop_access_scope (decl);
11294 }
11295
11296 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11297    substituted to get DECL.  */
11298
11299 tree
11300 template_for_substitution (tree decl)
11301 {
11302   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11303
11304   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11305      for the instantiation.  This is not always the most general
11306      template.  Consider, for example:
11307
11308         template <class T>
11309         struct S { template <class U> void f();
11310                    template <> void f<int>(); };
11311
11312      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
11313      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
11314   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
11315             more general template.  */
11316          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11317            /* We must also deal with friend templates.  Given:
11318
11319                 template <class T> struct S {
11320                   template <class U> friend void f() {};
11321                 };
11322
11323               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
11324               so far as the language is concerned, but that's still
11325               where we get the pattern for the instantiation from.  On
11326               other hand, if the definition comes outside the class, say:
11327
11328                 template <class T> struct S {
11329                   template <class U> friend void f();
11330                 };
11331                 template <class U> friend void f() {}
11332
11333               we don't need to look any further.  That's what the check for
11334               DECL_INITIAL is for.  */
11335           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
11336               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11337               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
11338     {
11339       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
11340          were a definition, we should be using it!  Note that we
11341          cannot restructure the loop to just keep going until we find
11342          a template with a definition, since that might go too far if
11343          a specialization was declared, but not defined.  */
11344       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
11345                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
11346
11347       /* Fetch the more general template.  */
11348       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
11349     }
11350
11351   return tmpl;
11352 }
11353
11354 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
11355    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
11356    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
11357    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
11358    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
11359    explicitly instantiated class template.  */
11360
11361 tree
11362 instantiate_decl (tree d, int defer_ok, 
11363                   bool expl_inst_class_mem_p)
11364 {
11365   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
11366   tree gen_args;
11367   tree args;
11368   tree td;
11369   tree code_pattern;
11370   tree spec;
11371   tree gen_tmpl;
11372   int pattern_defined;
11373   int need_push;
11374   location_t saved_loc = input_location;
11375
11376   /* This function should only be used to instantiate templates for
11377      functions and static member variables.  */
11378   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11379               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
11380
11381   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
11382      are instantiated right away.  That allows for better code in the
11383      case that an expression refers to the value of the variable --
11384      if the variable has a constant value the referring expression can
11385      take advantage of that fact.  */
11386   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11387     defer_ok = 0;
11388
11389   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
11390      functions they cloned.  */
11391   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
11392     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
11393
11394   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
11395     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
11396        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
11397        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
11398        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
11399        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
11400     return d;
11401
11402   /* If we already have a specialization of this declaration, then
11403      there's no reason to instantiate it.  Note that
11404      retrieve_specialization gives us both instantiations and
11405      specializations, so we must explicitly check
11406      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
11407   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
11408   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
11409   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
11410                                   /*class_specializations_p=*/false);
11411   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
11412     return spec;
11413
11414   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
11415   if (! push_tinst_level (d))
11416     return d;
11417
11418   timevar_push (TV_PARSE);
11419
11420   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
11421   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
11422
11423   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11424      for the instantiation.  */
11425   td = template_for_substitution (d);
11426   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
11427
11428   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
11429       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
11430     /* In the case of a friend template whose definition is provided
11431        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
11432        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
11433     args = get_innermost_template_args
11434       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
11435   else
11436     args = gen_args;
11437
11438   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11439     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
11440   else
11441     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
11442   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
11443      the linkage of D, remember that a definition is available for
11444      this entity.  */
11445   if (pattern_defined
11446       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11447       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
11448     mark_definable (d);
11449
11450   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11451
11452   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
11453      and no definition is available, treat it like an implicit
11454      instantiation.  */ 
11455   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p 
11456       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)) 
11457     {
11458       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
11459       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
11460       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
11461     }
11462
11463   if (!defer_ok)
11464     {
11465       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
11466          about ignoring cv qualifiers.  */
11467       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
11468       tree type = TREE_TYPE (gen);
11469
11470       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11471          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
11472          right context.  */
11473       push_access_scope (d);
11474
11475       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
11476         {
11477           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11478           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
11479                   tf_error | tf_warning, d);
11480           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
11481              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
11482              The function arguments are the same as the decl_arguments
11483              without the top level cv qualifiers.  */
11484           type = TREE_TYPE (type);
11485         }
11486       tsubst (type, gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11487
11488       pop_access_scope (d);
11489     }
11490
11491   /* We should have set up DECL_INITIAL in instantiate_class_template
11492      for in-class definitions of static data members.  */
11493   gcc_assert (!(TREE_CODE (d) == VAR_DECL
11494                 && DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d)
11495                 && DECL_INITIAL (d) == NULL_TREE));
11496
11497   /* Do not instantiate templates that we know will be defined
11498      elsewhere.  */
11499   if (DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11500       && DECL_REALLY_EXTERN (d)
11501       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11502             && DECL_INLINE (d)))
11503     goto out;
11504   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
11505      forbidden from doing so.  We restore the source position here
11506      because it's used by add_pending_template.  */
11507   else if (! pattern_defined || defer_ok)
11508     {
11509       input_location = saved_loc;
11510
11511       if (at_eof && !pattern_defined
11512           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
11513         /* [temp.explicit]
11514
11515            The definition of a non-exported function template, a
11516            non-exported member function template, or a non-exported
11517            member function or static data member of a class template
11518            shall be present in every translation unit in which it is
11519            explicitly instantiated.  */
11520         pedwarn
11521           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
11522
11523       add_pending_template (d);
11524       goto out;
11525     }
11526   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
11527      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
11528   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
11529     {
11530       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
11531          requested instantiation in the PCH it is still possible that
11532          an instantiation will be required in a file that includes the
11533          PCH.  */
11534       if (pch_file)
11535         add_pending_template (d);
11536       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
11537          job, even though we'll not be emitting a copy of this
11538          function.  */
11539       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11540             && flag_inline_trees
11541             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
11542         goto out;
11543     }
11544
11545   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
11546   if (need_push)
11547     push_to_top_level ();
11548
11549   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
11550      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
11551   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
11552
11553   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
11554      by a subsequent redeclaration.  */
11555   regenerate_decl_from_template (d, td);
11556
11557   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
11558      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
11559   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11560
11561   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11562     {
11563       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
11564          since we've reset the type of the declaration.  */
11565       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
11566       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
11567
11568       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
11569          initializer.  That function will defer actual emission until
11570          we have a chance to determine linkage.  */
11571       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
11572
11573       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
11574       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11575       cp_finish_decl (d,
11576                       (!DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d)
11577                        ? DECL_INITIAL (d) : NULL_TREE),
11578                       NULL_TREE, 0);
11579       pop_nested_class ();
11580     }
11581   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11582     {
11583       htab_t saved_local_specializations;
11584       tree subst_decl;
11585       tree tmpl_parm;
11586       tree spec_parm;
11587
11588       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
11589          template from within the body of another.  */
11590       saved_local_specializations = local_specializations;
11591
11592       /* Set up the list of local specializations.  */
11593       local_specializations = htab_create (37,
11594                                            hash_local_specialization,
11595                                            eq_local_specializations,
11596                                            NULL);
11597
11598       /* Set up context.  */
11599       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
11600
11601       /* Create substitution entries for the parameters.  */
11602       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
11603       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
11604       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
11605       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
11606         {
11607           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11608           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
11609           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
11610         }
11611       while (tmpl_parm)
11612         {
11613           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11614           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
11615           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
11616         }
11617       gcc_assert (!spec_parm);
11618
11619       /* Substitute into the body of the function.  */
11620       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
11621                    tf_error | tf_warning, tmpl);
11622
11623       /* We don't need the local specializations any more.  */
11624       htab_delete (local_specializations);
11625       local_specializations = saved_local_specializations;
11626
11627       /* Finish the function.  */
11628       d = finish_function (0);
11629       expand_or_defer_fn (d);
11630     }
11631
11632   /* We're not deferring instantiation any more.  */
11633   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
11634
11635   if (need_push)
11636     pop_from_top_level ();
11637
11638 out:
11639   input_location = saved_loc;
11640   pop_deferring_access_checks ();
11641   pop_tinst_level ();
11642
11643   timevar_pop (TV_PARSE);
11644
11645   return d;
11646 }
11647
11648 /* Run through the list of templates that we wish we could
11649    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
11650    number of times we retry pending template instantiation.  */
11651
11652 void
11653 instantiate_pending_templates (int retries)
11654 {
11655   tree *t;
11656   tree last = NULL_TREE;
11657   int reconsider;
11658   location_t saved_loc = input_location;
11659   int saved_in_system_header = in_system_header;
11660
11661   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
11662      may require further template instantiations.  We place a limit here
11663      to avoid infinite loop.  */
11664   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
11665     {
11666       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
11667             " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
11668             " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)",
11669             max_tinst_depth, TREE_VALUE (pending_templates));
11670       return;
11671     }
11672
11673   do
11674     {
11675       reconsider = 0;
11676
11677       t = &pending_templates;
11678       while (*t)
11679         {
11680           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
11681
11682           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
11683
11684           if (TYPE_P (instantiation))
11685             {
11686               tree fn;
11687
11688               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11689                 {
11690                   instantiate_class_template (instantiation);
11691                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
11692                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
11693                          fn;
11694                          fn = TREE_CHAIN (fn))
11695                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
11696                         instantiate_decl (fn, 
11697                                           /*defer_ok=*/0,
11698                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11699                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11700                     reconsider = 1;
11701                 }
11702
11703               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11704                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11705                    need to consider it again in the future.  */
11706                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11707               else
11708                 {
11709                   last = *t;
11710                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11711                 }
11712             }
11713           else
11714             {
11715               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11716                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11717                 {
11718                   instantiation 
11719                     = instantiate_decl (instantiation,
11720                                         /*defer_ok=*/0,
11721                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11722                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11723                     reconsider = 1;
11724                 }
11725
11726               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11727                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11728                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11729                    need to consider it again in the future.  */
11730                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11731               else
11732                 {
11733                   last = *t;
11734                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11735                 }
11736             }
11737           tinst_depth = 0;
11738           current_tinst_level = NULL_TREE;
11739         }
11740       last_pending_template = last;
11741     }
11742   while (reconsider);
11743
11744   input_location = saved_loc;
11745   in_system_header = saved_in_system_header;
11746 }
11747
11748 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
11749    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
11750    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
11751    instantiate_decl.  */
11752
11753 static tree
11754 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
11755 {
11756   tree inits = NULL_TREE;
11757
11758   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11759     {
11760       tree decl;
11761       tree init;
11762
11763       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11764                           NULL_TREE);
11765       decl = expand_member_init (decl);
11766       if (decl && !DECL_P (decl))
11767         in_base_initializer = 1;
11768
11769       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11770                           NULL_TREE);
11771       in_base_initializer = 0;
11772
11773       if (decl)
11774         {
11775           init = build_tree_list (decl, init);
11776           TREE_CHAIN (init) = inits;
11777           inits = init;
11778         }
11779     }
11780   return inits;
11781 }
11782
11783 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
11784
11785 static void
11786 set_current_access_from_decl (tree decl)
11787 {
11788   if (TREE_PRIVATE (decl))
11789     current_access_specifier = access_private_node;
11790   else if (TREE_PROTECTED (decl))
11791     current_access_specifier = access_protected_node;
11792   else
11793     current_access_specifier = access_public_node;
11794 }
11795
11796 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
11797    is the instantiation (which should have been created with
11798    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
11799
11800 static void
11801 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
11802 {
11803   tree e;
11804
11805   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
11806     {
11807       tree value;
11808       tree decl;
11809
11810       decl = TREE_VALUE (e);
11811       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
11812          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
11813       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
11814                            args, tf_error | tf_warning,
11815                            NULL_TREE);
11816
11817       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
11818       set_current_access_from_decl (decl);
11819
11820       /* Actually build the enumerator itself.  */
11821       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
11822     }
11823
11824   finish_enum (newtag);
11825   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
11826     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
11827 }
11828
11829 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
11830    its type -- but without substituting the innermost set of template
11831    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
11832    the type.  */
11833
11834 tree
11835 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
11836 {
11837   tree fn_type;
11838   tree tmpl;
11839   tree targs;
11840   tree tparms;
11841   int parm_depth;
11842
11843   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11844   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
11845   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
11846   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
11847
11848   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
11849      of parameters.  */
11850   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
11851
11852   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
11853
11854   if (parm_depth == 1)
11855     /* No substitution is necessary.  */
11856     ;
11857   else
11858     {
11859       int i, save_access_control;
11860       tree partial_args;
11861
11862       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
11863          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
11864       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
11865       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
11866         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
11867                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
11868       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
11869                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
11870                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
11871
11872       /* Disable access control as this function is used only during
11873          name-mangling.  */
11874       save_access_control = flag_access_control;
11875       flag_access_control = 0;
11876
11877       ++processing_template_decl;
11878       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
11879          appropriate function type.  */
11880       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
11881       --processing_template_decl;
11882
11883       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
11884          innermost set of parameters.  This step is important if the
11885          innermost set of template parameters contains value
11886          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
11887       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
11888       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
11889
11890       flag_access_control = save_access_control;
11891     }
11892
11893   return fn_type;
11894 }
11895
11896 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
11897    the last one involved in diagnostics.  */
11898 int
11899 problematic_instantiation_changed (void)
11900 {
11901   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
11902 }
11903
11904 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
11905 void
11906 record_last_problematic_instantiation (void)
11907 {
11908   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
11909 }
11910
11911 tree
11912 current_instantiation (void)
11913 {
11914   return current_tinst_level;
11915 }
11916
11917 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
11918    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
11919    warning messages under control of COMPLAIN.  */
11920
11921 static int
11922 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
11923 {
11924   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
11925     return 0;
11926   else if (POINTER_TYPE_P (type))
11927     return 0;
11928   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11929     return 0;
11930   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11931     return 0;
11932   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11933     return 0;
11934
11935   if (complain & tf_error)
11936     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
11937   return 1;
11938 }
11939
11940 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
11941    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
11942
11943 static bool
11944 dependent_type_p_r (tree type)
11945 {
11946   tree scope;
11947
11948   /* [temp.dep.type]
11949
11950      A type is dependent if it is:
11951
11952      -- a template parameter. Template template parameters are types
11953         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
11954         them here.  */
11955   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
11956       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11957     return true;
11958   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
11959         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
11960         names a dependent type.  */
11961   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11962     return true;
11963   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
11964         dependent.  */
11965   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
11966   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
11967   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11968     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
11969             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
11970                                            (type)));
11971   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
11972            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11973     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
11974   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
11975            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
11976     {
11977       tree arg_type;
11978
11979       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
11980         return true;
11981       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
11982            arg_type;
11983            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
11984         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
11985           return true;
11986       return false;
11987     }
11988   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
11989         size is specified by a constant expression that is
11990         value-dependent.  */
11991   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
11992     {
11993       if (TYPE_DOMAIN (type)
11994           && ((value_dependent_expression_p
11995                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
11996               || (type_dependent_expression_p
11997                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
11998         return true;
11999       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12000     }
12001
12002   /* -- a template-id in which either the template name is a template
12003      parameter ...  */
12004   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12005     return true;
12006   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
12007         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
12008   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
12009            && (any_dependent_template_arguments_p
12010                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
12011     return true;
12012
12013   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
12014      expression is not type-dependent, then it should already been
12015      have resolved.  */
12016   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
12017     return true;
12018
12019   /* The standard does not specifically mention types that are local
12020      to template functions or local classes, but they should be
12021      considered dependent too.  For example:
12022
12023        template <int I> void f() {
12024          enum E { a = I };
12025          S<sizeof (E)> s;
12026        }
12027
12028      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
12029      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
12030   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12031   if (scope && TYPE_P (scope))
12032     return dependent_type_p (scope);
12033   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
12034     return type_dependent_expression_p (scope);
12035
12036   /* Other types are non-dependent.  */
12037   return false;
12038 }
12039
12040 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
12041    [temp.dep.type].  */
12042
12043 bool
12044 dependent_type_p (tree type)
12045 {
12046   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
12047      any dependent types.  */
12048   if (!processing_template_decl)
12049     return false;
12050
12051   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
12052      in question; in that case, the type is dependent.  */
12053   if (!type)
12054     return true;
12055
12056   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
12057   if (type == error_mark_node)
12058     return false;
12059
12060   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
12061      do so now.  */
12062   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
12063     {
12064       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
12065       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
12066     }
12067
12068   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
12069 }
12070
12071 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
12072
12073 static bool
12074 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
12075 {
12076   tree scope;
12077   tree name;
12078
12079   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
12080
12081   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12082     return true;
12083
12084   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
12085   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
12086
12087   /* [temp.dep.expr]
12088
12089      An id-expression is type-dependent if it contains a
12090      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
12091      dependent type.  */
12092   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
12093      qualifying type is the current class, then we must peek
12094      inside it.  */
12095   if (DECL_P (name)
12096       && currently_open_class (scope)
12097       && !criterion (name))
12098     return false;
12099   if (dependent_type_p (scope))
12100     return true;
12101
12102   return false;
12103 }
12104
12105 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
12106    [temp.dep.constexpr] */
12107
12108 bool
12109 value_dependent_expression_p (tree expression)
12110 {
12111   if (!processing_template_decl)
12112     return false;
12113
12114   /* A name declared with a dependent type.  */
12115   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
12116     return true;
12117
12118   switch (TREE_CODE (expression))
12119     {
12120     case IDENTIFIER_NODE:
12121       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
12122       return true;
12123
12124     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12125       /* A non-type template parm.  */
12126       return true;
12127
12128     case CONST_DECL:
12129       /* A non-type template parm.  */
12130       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12131         return true;
12132       return false;
12133
12134     case VAR_DECL:
12135        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
12136           with an expression that is value-dependent.  */
12137       if (DECL_INITIAL (expression)
12138           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
12139           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
12140         return true;
12141       return false;
12142
12143     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12144     case STATIC_CAST_EXPR:
12145     case CONST_CAST_EXPR:
12146     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12147     case CAST_EXPR:
12148       /* These expressions are value-dependent if the type to which
12149          the cast occurs is dependent or the expression being casted
12150          is value-dependent.  */
12151       {
12152         tree type = TREE_TYPE (expression);
12153
12154         if (dependent_type_p (type))
12155           return true;
12156
12157         /* A functional cast has a list of operands.  */
12158         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12159         if (!expression)
12160           {
12161             /* If there are no operands, it must be an expression such
12162                as "int()". This should not happen for aggregate types
12163                because it would form non-constant expressions.  */
12164             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
12165
12166             return false;
12167           }
12168
12169         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
12170           {
12171             for (; expression; expression = TREE_CHAIN (expression))
12172               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (expression)))
12173                 return true;
12174             return false;
12175           }
12176
12177         return value_dependent_expression_p (expression);
12178       }
12179
12180     case SIZEOF_EXPR:
12181     case ALIGNOF_EXPR:
12182       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
12183          type-dependent.  */
12184       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12185       if (TYPE_P (expression))
12186         return dependent_type_p (expression);
12187       return type_dependent_expression_p (expression);
12188
12189     case SCOPE_REF:
12190       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
12191
12192     case COMPONENT_REF:
12193       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
12194               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
12195
12196     case CALL_EXPR:
12197       /* A CALL_EXPR is value-dependent if any argument is
12198          value-dependent.  Why do we have to handle CALL_EXPRs in this
12199          function at all?  First, some function calls, those for which
12200          value_dependent_expression_p is true, man appear in constant
12201          expressions.  Second, there appear to be bugs which result in
12202          other CALL_EXPRs reaching this point. */
12203       {
12204         tree function = TREE_OPERAND (expression, 0);
12205         tree args = TREE_OPERAND (expression, 1);
12206
12207         if (value_dependent_expression_p (function))
12208           return true;
12209
12210         if (! args)
12211           return false;
12212
12213         if (TREE_CODE (args) == TREE_LIST)
12214           {
12215             for (; args; args = TREE_CHAIN (args))
12216               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (args)))
12217                 return true;
12218             return false;
12219           }
12220
12221         return value_dependent_expression_p (args);
12222       }
12223
12224     default:
12225       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
12226          value-dependent.  */
12227       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12228         {
12229         case tcc_reference:
12230         case tcc_unary:
12231           return (value_dependent_expression_p
12232                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12233
12234         case tcc_comparison:
12235         case tcc_binary:
12236           return ((value_dependent_expression_p
12237                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12238                   || (value_dependent_expression_p
12239                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12240
12241         case tcc_expression:
12242           {
12243             int i;
12244             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12245               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12246                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12247                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12248                  make the expression dependent.  */
12249               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12250                   && (value_dependent_expression_p
12251                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12252                 return true;
12253             return false;
12254           }
12255
12256         default:
12257           break;
12258         }
12259     }
12260
12261   /* The expression is not value-dependent.  */
12262   return false;
12263 }
12264
12265 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
12266    [temp.dep.expr].  */
12267
12268 bool
12269 type_dependent_expression_p (tree expression)
12270 {
12271   if (!processing_template_decl)
12272     return false;
12273
12274   if (expression == error_mark_node)
12275     return false;
12276
12277   /* An unresolved name is always dependent.  */
12278   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12279     return true;
12280
12281   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
12282   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
12283       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
12284       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
12285       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
12286       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
12287       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
12288       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
12289     return false;
12290
12291   /* The types of these expressions depends only on the type to which
12292      the cast occurs.  */
12293   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
12294       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
12295       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
12296       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
12297       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
12298     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
12299
12300   /* The types of these expressions depends only on the type created
12301      by the expression.  */
12302   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
12303       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
12304     {
12305       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
12306          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
12307          operand 1.  */
12308       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
12309       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
12310         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
12311            as well.  */
12312         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
12313                || value_dependent_expression_p
12314                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
12315       else
12316         return dependent_type_p (type);
12317     }
12318
12319   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
12320       && dependent_scope_ref_p (expression,
12321                                 type_dependent_expression_p))
12322     return true;
12323
12324   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
12325       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
12326       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
12327       && (any_dependent_template_arguments_p
12328           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
12329     return true;
12330
12331   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
12332       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12333     return false;
12334
12335   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
12336     {
12337       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
12338         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
12339       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
12340           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
12341         {
12342           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12343             return true;
12344           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
12345           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12346             return false;
12347         }
12348       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
12349       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
12350         return false;
12351
12352       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
12353         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
12354
12355       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12356         {
12357           if (any_dependent_template_arguments_p
12358               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
12359             return true;
12360           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12361         }
12362       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD);
12363
12364       while (expression)
12365         {
12366           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
12367             return true;
12368           expression = OVL_NEXT (expression);
12369         }
12370       return false;
12371     }
12372
12373   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
12374 }
12375
12376 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
12377    contains a type-dependent expression.  */
12378
12379 bool
12380 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
12381 {
12382   while (args)
12383     {
12384       tree arg = TREE_VALUE (args);
12385
12386       if (type_dependent_expression_p (arg))
12387         return true;
12388       args = TREE_CHAIN (args);
12389     }
12390   return false;
12391 }
12392
12393 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
12394
12395 static bool
12396 dependent_template_arg_p (tree arg)
12397 {
12398   if (!processing_template_decl)
12399     return false;
12400
12401   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
12402       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12403     return dependent_template_p (arg);
12404   else if (TYPE_P (arg))
12405     return dependent_type_p (arg);
12406   else
12407     return (type_dependent_expression_p (arg)
12408             || value_dependent_expression_p (arg));
12409 }
12410
12411 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
12412    any dependent arguments.  */
12413
12414 bool
12415 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
12416 {
12417   int i;
12418   int j;
12419
12420   if (!args)
12421     return false;
12422
12423   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
12424     {
12425       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
12426       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
12427         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
12428           return true;
12429     }
12430
12431   return false;
12432 }
12433
12434 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
12435
12436 bool
12437 dependent_template_p (tree tmpl)
12438 {
12439   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
12440     {
12441       while (tmpl)
12442         {
12443           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
12444             return true;
12445           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
12446         }
12447       return false;
12448     }
12449
12450   /* Template template parameters are dependent.  */
12451   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
12452       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12453     return true;
12454   /* So are names that have not been looked up.  */
12455   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
12456       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
12457     return true;
12458   /* So are member templates of dependent classes.  */
12459   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
12460     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
12461   return false;
12462 }
12463
12464 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
12465
12466 bool
12467 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
12468 {
12469   return (dependent_template_p (tmpl)
12470           || any_dependent_template_arguments_p (args));
12471 }
12472
12473 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
12474    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
12475    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
12476    templates and therefore should be used only in extremely limited
12477    situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this peering to the currently
12478    open classes hierarchy (which is required when comparing types).  */
12479
12480 tree
12481 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
12482 {
12483   tree scope;
12484   tree name;
12485   tree decl;
12486   int quals;
12487   tree pushed_scope;
12488
12489   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
12490
12491   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12492   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
12493
12494   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
12495      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
12496   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12497     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
12498   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
12499      TYPENAME_TYPE.  */
12500   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12501     return error_mark_node;
12502   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
12503      resolving the name.  */
12504   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12505     return type;
12506   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
12507      to look inside it.  */
12508   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
12509     return error_mark_node;
12510   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
12511      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
12512   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
12513   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
12514      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
12515      longer be considered a dependent type.  */
12516   pushed_scope = push_scope (scope);
12517   /* Look up the declaration.  */
12518   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
12519   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
12520   quals = cp_type_quals (type);
12521   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
12522      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
12523   if (!decl)
12524     type = error_mark_node;
12525   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
12526            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
12527     type = TREE_TYPE (decl);
12528   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
12529            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
12530     {
12531       tree tmpl;
12532       tree args;
12533       /* Obtain the template and the arguments.  */
12534       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
12535       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
12536       /* Instantiate the template.  */
12537       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
12538                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
12539     }
12540   else
12541     type = error_mark_node;
12542   /* Qualify the resulting type.  */
12543   if (type != error_mark_node && quals)
12544     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
12545   /* Leave the SCOPE.  */
12546   if (pushed_scope)
12547     pop_scope (pushed_scope);
12548
12549   return type;
12550 }
12551
12552 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
12553    for EXPR that can be used to compute the types of larger
12554    expressions containing EXPR.  */
12555
12556 tree
12557 build_non_dependent_expr (tree expr)
12558 {
12559   tree inner_expr;
12560
12561   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
12562      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
12563   if (null_ptr_cst_p (expr))
12564     return expr;
12565   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
12566      types.  */
12567   inner_expr = (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR ?
12568                 TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
12569   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
12570       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
12571     return expr;
12572   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
12573   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
12574     return expr;
12575   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
12576      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
12577      cannot be used to initialize a "char *".  */
12578   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
12579     return expr;
12580   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
12581      reason to create a new node.  */
12582   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
12583     return expr;
12584   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
12585      There is at least one place where we want to know that a
12586      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
12587      expression, there are special rules if the second or third
12588      argument is a throw-expression.  */
12589   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
12590     return expr;
12591
12592   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
12593     return build3 (COND_EXPR,
12594                    TREE_TYPE (expr),
12595                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12596                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
12597                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
12598                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
12599                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
12600   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
12601       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
12602     return build2 (COMPOUND_EXPR,
12603                    TREE_TYPE (expr),
12604                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12605                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
12606
12607   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
12608
12609      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
12610      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
12611      example:
12612
12613        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
12614
12615      In the body of "f", the expression for "g" will have
12616      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
12617      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
12618      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
12619      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
12620      stripped here.  */
12621   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
12622 }
12623
12624 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
12625    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
12626    equivalent non-dependent expressions.  */
12627
12628 tree
12629 build_non_dependent_args (tree args)
12630 {
12631   tree a;
12632   tree new_args;
12633
12634   new_args = NULL_TREE;
12635   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
12636     new_args = tree_cons (NULL_TREE,
12637                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
12638                           new_args);
12639   return nreverse (new_args);
12640 }
12641
12642 #include "gt-cp-pt.h"