OSDN Git Service

PR c++/24277
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005  Free Software Foundation, Inc.
4    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
5    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
10 it under the terms of the GNU General Public License as published by
11 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
12 any later version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
15 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17 GNU General Public License for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
21 the Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
22 Boston, MA 02110-1301, USA.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "obstack.h"
34 #include "tree.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "c-common.h"
38 #include "cp-tree.h"
39 #include "cp-objcp-common.h"
40 #include "tree-inline.h"
41 #include "decl.h"
42 #include "output.h"
43 #include "except.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "rtl.h"
46 #include "timevar.h"
47 #include "tree-iterator.h"
48
49 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
50    returning an int.  */
51 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
52
53 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
54    instantiations have been deferred, either because their definitions
55    were not yet available, or because we were putting off doing the work.
56    The TREE_PURPOSE of each entry is either a DECL (for a function or
57    static data member), or a TYPE (for a class) indicating what we are
58    hoping to instantiate.  The TREE_VALUE is not used.  */
59 static GTY(()) tree pending_templates;
60 static GTY(()) tree last_pending_template;
61
62 int processing_template_parmlist;
63 static int template_header_count;
64
65 static GTY(()) tree saved_trees;
66 static GTY(()) varray_type inline_parm_levels;
67 static size_t inline_parm_levels_used;
68
69 static GTY(()) tree current_tinst_level;
70
71 static GTY(()) tree saved_access_scope;
72
73 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
74    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
75    to the EXPR_STMT that is its result.  */
76 static tree cur_stmt_expr;
77
78 /* A map from local variable declarations in the body of the template
79    presently being instantiated to the corresponding instantiated
80    local variables.  */
81 static htab_t local_specializations;
82
83 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
84 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
85 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
86 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
87 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
88 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
89 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
90 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
91
92 static void push_access_scope (tree);
93 static void pop_access_scope (tree);
94 static int resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
95                                            unification_kind_t, int);
96 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
97                              unification_kind_t, int, bool);
98 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
99 static void add_pending_template (tree);
100 static void reopen_tinst_level (tree);
101 static tree classtype_mangled_name (tree);
102 static char* mangle_class_name_for_template (const char *, tree, tree);
103 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
104 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
105 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t, int);
106 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
107 static tree add_to_template_args (tree, tree);
108 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
109 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
110 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*);
111 static int  type_unification_real (tree, tree, tree, tree,
112                                    int, unification_kind_t, int);
113 static void note_template_header (int);
114 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
115 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
116 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
117                                        tsubst_flags_t, int, tree);
118 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
119                                    struct pointer_set_t*);
120 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
121 static int inline_needs_template_parms (tree);
122 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
123 static tree retrieve_local_specialization (tree);
124 static void register_local_specialization (tree, tree);
125 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int);
126 static int mark_template_parm (tree, void *);
127 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
128 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
129 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
130 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
131 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
132 static int template_decl_level (tree);
133 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
134 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
135 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
136 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
137 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
138 static tree most_specialized (tree, tree, tree);
139 static tree most_specialized_class (tree, tree);
140 static int template_class_depth_real (tree, int);
141 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
142 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
143 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
144 static void check_specialization_scope (void);
145 static tree process_partial_specialization (tree);
146 static void set_current_access_from_decl (tree);
147 static void check_default_tmpl_args (tree, tree, int, int);
148 static tree tsubst_call_declarator_parms (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
149 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
150 static int verify_class_unification (tree, tree, tree);
151 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
152 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
153                                            tree, tree);
154 static tree determine_specialization (tree, tree, tree *, int, int);
155 static int template_args_equal (tree, tree);
156 static void tsubst_default_arguments (tree);
157 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
158 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
159 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
160 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
161 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
162 static bool dependent_type_p_r (tree);
163 static tree tsubst (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
164 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
165 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
166
167 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
168    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
169    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
170    instantiate_decl).  */
171
172 static void
173 push_access_scope (tree t)
174 {
175   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
176               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
177
178   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
179     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
180   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
181     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
182   else
183     push_to_top_level ();
184
185   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
186     {
187       saved_access_scope = tree_cons
188         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
189       current_function_decl = t;
190     }
191 }
192
193 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
194    are processing.  */
195
196 static void
197 pop_access_scope (tree t)
198 {
199   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
200     {
201       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
202       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
203     }
204
205   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
206     pop_nested_class ();
207   else
208     pop_from_top_level ();
209 }
210
211 /* Do any processing required when DECL (a member template
212    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
213    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
214    itself is returned.  */
215
216 tree
217 finish_member_template_decl (tree decl)
218 {
219   if (decl == error_mark_node)
220     return error_mark_node;
221
222   gcc_assert (DECL_P (decl));
223
224   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
225     {
226       tree type;
227
228       type = TREE_TYPE (decl);
229       if (IS_AGGR_TYPE (type)
230           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
231           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
232         {
233           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
234           check_member_template (tmpl);
235           return tmpl;
236         }
237       return NULL_TREE;
238     }
239   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
240     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
241   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
242     {
243       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
244         {
245           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
246           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
247         }
248       else
249         return decl;
250     }
251   else
252     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
253
254   return error_mark_node;
255 }
256
257 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
258
259    For example, in:
260      template <class T>
261      struct A
262      {
263        template <class U>
264        struct B {};
265      };
266
267    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
268    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
269    COUNT_SPECIALIZATIONS is 0 or if they are instantiations, not
270    specializations.
271
272    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
273    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
274    always safe.  */
275
276 static int
277 template_class_depth_real (tree type, int count_specializations)
278 {
279   int depth;
280
281   for (depth = 0;
282        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
283        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
284          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
285     {
286       if (TREE_CODE (type) != FUNCTION_DECL)
287         {
288           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
289               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type))
290               && ((count_specializations
291                    && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
292                   || uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type))))
293             ++depth;
294         }
295       else
296         {
297           if (DECL_TEMPLATE_INFO (type)
298               && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (type))
299               && ((count_specializations
300                    && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
301                   || uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (type))))
302             ++depth;
303         }
304     }
305
306   return depth;
307 }
308
309 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
310    Like template_class_depth_real, but instantiations do not count in
311    the depth.  */
312
313 int
314 template_class_depth (tree type)
315 {
316   return template_class_depth_real (type, /*count_specializations=*/0);
317 }
318
319 /* Returns 1 if processing DECL as part of do_pending_inlines
320    needs us to push template parms.  */
321
322 static int
323 inline_needs_template_parms (tree decl)
324 {
325   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
326     return 0;
327
328   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
329           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
330 }
331
332 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
333    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
334    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
335    innermost first.  */
336
337 static void
338 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
339 {
340   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
341   int i;
342
343   if (levels > 1)
344     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
345
346   ++processing_template_decl;
347   current_template_parms
348     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
349                  parms, current_template_parms);
350   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
351
352   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
353                NULL);
354   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
355     {
356       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
357       gcc_assert (DECL_P (parm));
358
359       switch (TREE_CODE (parm))
360         {
361         case TYPE_DECL:
362         case TEMPLATE_DECL:
363           pushdecl (parm);
364           break;
365
366         case PARM_DECL:
367           {
368             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
369                It is ugly that we recreate this here; the original
370                version built in process_template_parm is no longer
371                available.  */
372             tree decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
373                                     TREE_TYPE (parm));
374             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
375             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
376             TREE_INVARIANT (decl) = 1;
377             TREE_READONLY (decl) = 1;
378             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
379             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
380             pushdecl (decl);
381           }
382           break;
383
384         default:
385           gcc_unreachable ();
386         }
387     }
388 }
389
390 /* Restore the template parameter context for a member template or
391    a friend template defined in a class definition.  */
392
393 void
394 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
395 {
396   tree parms;
397   int levels = 0;
398
399   if (inline_needs_template_parms (decl))
400     {
401       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
402       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
403
404       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
405         {
406           --levels;
407           parms = TREE_CHAIN (parms);
408         }
409
410       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
411     }
412
413   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
414      we can pop them later.  */
415   if (!inline_parm_levels)
416     VARRAY_INT_INIT (inline_parm_levels, 4, "inline_parm_levels");
417   if (inline_parm_levels_used == inline_parm_levels->num_elements)
418     VARRAY_GROW (inline_parm_levels, 2 * inline_parm_levels_used);
419   VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used) = levels;
420   ++inline_parm_levels_used;
421 }
422
423 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
424
425 void
426 maybe_end_member_template_processing (void)
427 {
428   int i;
429
430   if (!inline_parm_levels_used)
431     return;
432
433   --inline_parm_levels_used;
434   for (i = 0;
435        i < VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used);
436        ++i)
437     {
438       --processing_template_decl;
439       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
440       poplevel (0, 0, 0);
441     }
442 }
443
444 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
445    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
446
447 static tree
448 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
449 {
450   tree new_args;
451   int extra_depth;
452   int i;
453   int j;
454
455   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
456   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
457
458   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
459     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
460
461   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
462     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
463
464   return new_args;
465 }
466
467 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
468    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
469    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
470    the template arguments from a partial instantiation with the
471    template arguments used to attain the full instantiation from the
472    partial instantiation.  */
473
474 static tree
475 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
476 {
477   tree new_args;
478
479   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
480      something very fishy is going on.  */
481   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
482
483   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
484      them.  */
485   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
486     return extra_args;
487
488   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
489   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
490
491   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
492
493   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
494   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
495
496   return new_args;
497 }
498
499 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
500
501 tree
502 get_innermost_template_args (tree args, int n)
503 {
504   tree new_args;
505   int extra_levels;
506   int i;
507
508   gcc_assert (n >= 0);
509
510   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
511   if (n == 1)
512     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
513
514   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
515      given.  */
516   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
517   gcc_assert (extra_levels >= 0);
518   if (extra_levels == 0)
519     return args;
520
521   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
522   new_args = make_tree_vec (n);
523   for (i = 1; i <= n; ++i)
524     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
525                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
526
527   return new_args;
528 }
529
530 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
531    the parms.  */
532
533 void
534 begin_template_parm_list (void)
535 {
536   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
537      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
538      namespace scope.  This is the right thing, since we want
539      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
540      global template class, push_template_decl handles putting the
541      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
542      e.g.:
543
544        template <class T> struct S1 {
545          template <class T> struct S2 {};
546        };
547
548      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
549      TEMPLATE_DECL for S2.  */
550   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
551   ++processing_template_decl;
552   ++processing_template_parmlist;
553   note_template_header (0);
554 }
555
556 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
557    invalid to declare a specialization here, an error is reported.  */
558
559 static void
560 check_specialization_scope (void)
561 {
562   tree scope = current_scope ();
563
564   /* [temp.expl.spec]
565
566      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
567      which the template is a member, or, for member templates, in the
568      namespace of which the enclosing class or enclosing class
569      template is a member.  An explicit specialization of a member
570      function, member class or static data member of a class template
571      shall be declared in the namespace of which the class template
572      is a member.  */
573   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
574     error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
575
576   /* [temp.expl.spec]
577
578      In an explicit specialization declaration for a member of a class
579      template or a member template that appears in namespace scope,
580      the member template and some of its enclosing class templates may
581      remain unspecialized, except that the declaration shall not
582      explicitly specialize a class member template if its enclosing
583      class templates are not explicitly specialized as well.  */
584   if (current_template_parms)
585     error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
586 }
587
588 /* We've just seen template <>.  */
589
590 void
591 begin_specialization (void)
592 {
593   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
594   note_template_header (1);
595   check_specialization_scope ();
596 }
597
598 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
599    template<>.  */
600
601 void
602 end_specialization (void)
603 {
604   finish_scope ();
605   reset_specialization ();
606 }
607
608 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
609    function specialization.  */
610
611 void
612 reset_specialization (void)
613 {
614   processing_specialization = 0;
615   template_header_count = 0;
616 }
617
618 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
619    it was of the form template <>.  */
620
621 static void
622 note_template_header (int specialization)
623 {
624   processing_specialization = specialization;
625   template_header_count++;
626 }
627
628 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
629
630 void
631 begin_explicit_instantiation (void)
632 {
633   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
634   processing_explicit_instantiation = true;
635 }
636
637
638 void
639 end_explicit_instantiation (void)
640 {
641   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
642   processing_explicit_instantiation = false;
643 }
644
645 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
646    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
647    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
648    specialize TMPL in the current namespace.  */
649
650 static bool
651 check_specialization_namespace (tree tmpl)
652 {
653   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
654
655   /* [tmpl.expl.spec]
656
657      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
658      which the template is a member, or, for member templates, in the
659      namespace of which the enclosing class or enclosing class
660      template is a member.  An explicit specialization of a member
661      function, member class or static data member of a class template
662      shall be declared in the namespace of which the class template is
663      a member.  */
664   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
665     /* Same or super-using namespace.  */
666     return true;
667   else
668     {
669       pedwarn ("specialization of %qD in different namespace", tmpl);
670       pedwarn ("  from definition of %q+#D", tmpl);
671       return false;
672     }
673 }
674
675 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
676    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
677
678 static void
679 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
680 {
681   tree ns;
682
683   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
684      namespace of its template.  */ 
685   ns = decl_namespace_context (spec);
686   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
687     pedwarn ("explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
688              "(which does not enclose namespace %qD)",
689              spec, current_namespace, ns);
690 }
691
692 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
693    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
694
695 void
696 maybe_process_partial_specialization (tree type)
697 {
698   /* TYPE maybe an ERROR_MARK_NODE.  */
699   tree context = TYPE_P (type) ? TYPE_CONTEXT (type) : NULL_TREE;
700
701   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
702     {
703       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
704          specialization of a template class such as:
705
706            template <> class C<int>;
707
708          or:
709
710            template <class T> class C<T*>;
711
712          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
713
714       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
715           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
716         {
717           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
718           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
719           if (processing_template_decl)
720             push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type));
721         }
722       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
723         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
724     }
725   else if (CLASS_TYPE_P (type)
726            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
727            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
728            && context && CLASS_TYPE_P (context)
729            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
730     {
731       /* This is for an explicit specialization of member class
732          template according to [temp.expl.spec/18]:
733
734            template <> template <class U> class C<int>::D;
735
736          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
737          Otherwise this is just a member class template declared
738          earlier like:
739
740            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
741            template <> template <class U> class C<int>::D;
742
743          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
744          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
745          and `C<T>::D' may not exist.  */
746
747       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
748           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
749         {
750           tree t;
751
752           if (current_namespace
753               != decl_namespace_context (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)))
754             {
755               pedwarn ("specializing %q#T in different namespace", type);
756               pedwarn ("  from definition of %q+#D",
757                        CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
758             }
759
760           /* Check for invalid specialization after instantiation:
761
762                template <> template <> class C<int>::D<int>;
763                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
764
765           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS
766                  (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)));
767                t; t = TREE_CHAIN (t))
768             if (TREE_VALUE (t) != type
769                 && TYPE_CONTEXT (TREE_VALUE (t)) == context)
770               error ("specialization %qT after instantiation %qT",
771                      type, TREE_VALUE (t));
772
773           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
774              have one level of template argument for the innermost
775              class template.  */
776           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
777           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
778             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
779         }
780     }
781   else if (processing_specialization)
782     error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
783 }
784
785 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
786    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
787    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
788
789 static inline bool
790 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
791 {
792   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
793           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
794           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
795              parameter.  */
796           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
797           /* The optimized lookup depends on the fact that the
798              template arguments for the member function template apply
799              purely to the containing class, which is not true if the
800              containing class is an explicit or partial
801              specialization.  */
802           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
803           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
804           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
805           /* It is possible to have a template that is not a member
806              template and is not a member of a template class:
807
808              template <typename T>
809              struct S { friend A::f(); };
810
811              Here, the friend function is a template, but the context does
812              not have template information.  The optimized lookup relies
813              on having ARGS be the template arguments for both the class
814              and the function template.  */
815           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
816 }
817
818 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
819    specialization is either an instantiation or an explicit
820    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
821    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
822    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
823    templates with more than one level of parameters.
824
825    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
826    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
827    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
828
829 static tree
830 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args,
831                          bool class_specializations_p)
832 {
833   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
834
835   /* There should be as many levels of arguments as there are
836      levels of parameters.  */
837   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
838               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
839
840   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
841     {
842       tree class_template;
843       tree class_specialization;
844       VEC(tree,gc) *methods;
845       tree fns;
846       int idx;
847
848       /* The template arguments actually apply to the containing
849          class.  Find the class specialization with those
850          arguments.  */
851       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
852       class_specialization
853         = retrieve_specialization (class_template, args,
854                                    /*class_specializations_p=*/false);
855       if (!class_specialization)
856         return NULL_TREE;
857       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
858          for the specialization.  */
859       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
860       if (idx == -1)
861         return NULL_TREE;
862       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
863          for the one that has an instance of TMPL.  */
864       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
865       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
866         {
867           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
868           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl)
869             return fn;
870         }
871       return NULL_TREE;
872     }
873   else
874     {
875       tree *sp;
876       tree *head;
877
878       /* Class templates store their instantiations on the
879          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS list; other templates use the
880          DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS list.  */
881       if (!class_specializations_p
882           && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == TYPE_DECL)
883         sp = &DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
884       else
885         sp = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
886       head = sp;
887       /* Iterate through the list until we find a matching template.  */
888       while (*sp != NULL_TREE)
889         {
890           tree spec = *sp;
891
892           if (comp_template_args (TREE_PURPOSE (spec), args))
893             {
894               /* Use the move-to-front heuristic to speed up future
895                  searches.  */
896               if (spec != *head)
897                 {
898                   *sp = TREE_CHAIN (*sp);
899                   TREE_CHAIN (spec) = *head;
900                   *head = spec;
901                 }
902               return TREE_VALUE (spec);
903             }
904           sp = &TREE_CHAIN (spec);
905         }
906     }
907
908   return NULL_TREE;
909 }
910
911 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
912
913 static tree
914 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
915 {
916   tree spec = htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
917                                    htab_hash_pointer (tmpl));
918   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
919 }
920
921 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
922
923 int
924 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
925 {
926   tree t;
927
928   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
929     {
930       for (t = decl;
931            t != NULL_TREE;
932            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
933         if (t == tmpl)
934           return 1;
935     }
936   else
937     {
938       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
939
940       for (t = TREE_TYPE (decl);
941            t != NULL_TREE;
942            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
943              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
944         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
945           return 1;
946     }
947
948   return 0;
949 }
950
951 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
952    FRIEND according to [temp.friend].  */
953
954 bool
955 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend)
956 {
957   bool need_template = true;
958   int template_depth;
959
960   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
961               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
962
963   /* For [temp.friend/6] when FRIEND is an ordinary member function
964      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
965      if this.  */
966   if (TREE_CODE (friend) == FUNCTION_DECL
967       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend)
968       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend))
969     {
970       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
971       friend = DECL_TI_TEMPLATE (friend);
972       need_template = false;
973     }
974   else if (TREE_CODE (friend) == TEMPLATE_DECL
975            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend))
976     need_template = false;
977
978   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
979   if (TREE_CODE (friend) != TEMPLATE_DECL)
980     return false;
981
982   if (is_specialization_of (decl, friend))
983     return true;
984
985   /* [temp.friend/6]
986      A member of a class template may be declared to be a friend of a
987      non-template class.  In this case, the corresponding member of
988      every specialization of the class template is a friend of the
989      class granting friendship.
990
991      For example, given a template friend declaration
992
993        template <class T> friend void A<T>::f();
994
995      the member function below is considered a friend
996
997        template <> struct A<int> {
998          void f();
999        };
1000
1001      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1002      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1003      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1004
1005   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend));
1006   if (template_depth
1007       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1008       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1009                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend))))
1010     {
1011       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1012          a few tricky cases, such as when FRIEND's are
1013
1014            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1015            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1016
1017          and DECL's are
1018
1019            void A<int>::g(int);
1020            template <int> void A<int>::h();
1021
1022          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1023          the context of DECL.  This is required for template substitution
1024          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1025          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1026
1027       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1028       tree args = NULL_TREE;
1029       int current_depth = 0;
1030
1031       while (current_depth < template_depth)
1032         {
1033           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1034             {
1035               if (current_depth == 0)
1036                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1037               else
1038                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1039               current_depth++;
1040             }
1041           context = TYPE_CONTEXT (context);
1042         }
1043
1044       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1045         {
1046           bool is_template;
1047           tree friend_type;
1048           tree decl_type;
1049           tree friend_args_type;
1050           tree decl_args_type;
1051
1052           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1053              non-templates.  */
1054           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1055                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1056           if (need_template ^ is_template)
1057             return false;
1058           else if (is_template)
1059             {
1060               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1061               tree friend_parms
1062                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1063                                          args, tf_none);
1064               if (!comp_template_parms
1065                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1066                       friend_parms))
1067                 return false;
1068
1069               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1070             }
1071           else
1072             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1073
1074           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend), args,
1075                                               tf_none, NULL_TREE);
1076           if (friend_type == error_mark_node)
1077             return false;
1078
1079           /* Check if return types match.  */
1080           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1081             return false;
1082
1083           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1084              `this' parameter.  */
1085           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1086           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1087           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend))
1088             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1089           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1090             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1091
1092           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1093         }
1094       else
1095         {
1096           /* DECL is a TYPE_DECL */
1097           bool is_template;
1098           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1099
1100           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1101              non-templates.  */
1102           is_template
1103             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1104               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1105
1106           if (need_template ^ is_template)
1107             return false;
1108           else if (is_template)
1109             {
1110               tree friend_parms;
1111               /* If both are templates, check the name of the two
1112                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1113               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1114                   != DECL_NAME (friend))
1115                 return false;
1116
1117               /* Now check template parameter list.  */
1118               friend_parms
1119                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1120                                          args, tf_none);
1121               return comp_template_parms
1122                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1123                  friend_parms);
1124             }
1125           else
1126             return (DECL_NAME (decl)
1127                     == DECL_NAME (friend));
1128         }
1129     }
1130   return false;
1131 }
1132
1133 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1134    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1135    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1136    equivalent prior declaration, if available.  */
1137
1138 static tree
1139 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend)
1140 {
1141   tree fn;
1142
1143   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1144
1145   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1146       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1147     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1148        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1149        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1150        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1151        with default function arguments.  In particular, given
1152        something like this:
1153
1154           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1155
1156        the default argument expression is not substituted for in an
1157        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1158     return spec;
1159
1160   fn = retrieve_specialization (tmpl, args,
1161                                 /*class_specializations_p=*/false);
1162   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1163      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1164      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1165      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1166      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1167   if (fn == spec)
1168     return spec;
1169   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1170     {
1171       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1172         {
1173           if (TREE_USED (fn)
1174               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1175             {
1176               error ("specialization of %qD after instantiation",
1177                      fn);
1178               return spec;
1179             }
1180           else
1181             {
1182               /* This situation should occur only if the first
1183                  specialization is an implicit instantiation, the
1184                  second is an explicit specialization, and the
1185                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1186                  situation can occur if we have implicitly
1187                  instantiated a member function and then specialized
1188                  it later.
1189
1190                  We can also wind up here if a friend declaration that
1191                  looked like an instantiation turns out to be a
1192                  specialization:
1193
1194                    template <class T> void foo(T);
1195                    class S { friend void foo<>(int) };
1196                    template <> void foo(int);
1197
1198                  We transform the existing DECL in place so that any
1199                  pointers to it become pointers to the updated
1200                  declaration.
1201
1202                  If there was a definition for the template, but not
1203                  for the specialization, we want this to look as if
1204                  there were no definition, and vice versa.  */
1205               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1206               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1207               check_specialization_namespace (fn);
1208
1209               return fn;
1210             }
1211         }
1212       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1213         {
1214           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1215             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1216                line number so any errors match this new
1217                definition.  */
1218             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1219
1220           return fn;
1221         }
1222     }
1223
1224   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1225      template it is specializing.  */
1226   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1227       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1228     DECL_CONTEXT (spec) = decl_namespace_context (tmpl);
1229
1230   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1231     DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl)
1232       = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl));
1233
1234   return spec;
1235 }
1236
1237 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1238    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1239    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.  */
1240
1241 bool
1242 reregister_specialization (tree spec, tree tmpl, tree new_spec)
1243 {
1244   tree* s;
1245
1246   for (s = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
1247        *s != NULL_TREE;
1248        s = &TREE_CHAIN (*s))
1249     if (TREE_VALUE (*s) == spec)
1250       {
1251         if (!new_spec)
1252           *s = TREE_CHAIN (*s);
1253         else
1254           TREE_VALUE (*s) = new_spec;
1255         return 1;
1256       }
1257
1258   return 0;
1259 }
1260
1261 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1262    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1263    DECL).  */
1264
1265 static int
1266 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1267 {
1268   return TREE_VALUE ((tree) p1) == (tree) p2;
1269 }
1270
1271 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1272
1273 static hashval_t
1274 hash_local_specialization (const void* p1)
1275 {
1276   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((tree) p1));
1277 }
1278
1279 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1280    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1281
1282 static void
1283 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1284 {
1285   void **slot;
1286
1287   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1288                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1289   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1290 }
1291
1292 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1293
1294 void
1295 print_candidates (tree fns)
1296 {
1297   tree fn;
1298
1299   const char *str = "candidates are:";
1300
1301   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1302     {
1303       tree f;
1304
1305       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1306         error ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1307       str = "               ";
1308     }
1309 }
1310
1311 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1312    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1313    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1314    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1315    TEMPLATE_ID are non-members.
1316
1317    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1318    specialization of a member template.
1319
1320    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1321    template classes that appeared in the name of the function. See
1322    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1323
1324    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1325    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1326
1327    If it is impossible to determine the result, an error message is
1328    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1329
1330 static tree
1331 determine_specialization (tree template_id,
1332                           tree decl,
1333                           tree* targs_out,
1334                           int need_member_template,
1335                           int template_count)
1336 {
1337   tree fns;
1338   tree targs;
1339   tree explicit_targs;
1340   tree candidates = NULL_TREE;
1341   tree templates = NULL_TREE;
1342   int header_count;
1343   struct cp_binding_level *b;
1344
1345   *targs_out = NULL_TREE;
1346
1347   if (template_id == error_mark_node)
1348     return error_mark_node;
1349
1350   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1351   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1352
1353   if (fns == error_mark_node)
1354     return error_mark_node;
1355
1356   /* Check for baselinks.  */
1357   if (BASELINK_P (fns))
1358     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1359
1360   if (!is_overloaded_fn (fns))
1361     {
1362       error ("%qD is not a function template", fns);
1363       return error_mark_node;
1364     }
1365
1366   /* Count the number of template headers specified for this
1367      specialization.  */
1368   header_count = 0;
1369   for (b = current_binding_level;
1370        b->kind == sk_template_parms;
1371        b = b->level_chain)
1372     ++header_count;
1373
1374   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1375     {
1376       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1377
1378       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1379         {
1380           tree decl_arg_types;
1381           tree fn_arg_types;
1382
1383           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1384
1385           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1386           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1387           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1388               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1389             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1390
1391           /* Check that the number of function parameters matches.
1392              For example,
1393                template <class T> void f(int i = 0);
1394                template <> void f<int>();
1395              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1396              by get_bindings below.  */
1397
1398           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1399           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1400             continue;
1401
1402           /* For a non-static member function, we need to make sure that
1403              the const qualification is the same. This can be done by
1404              checking the 'this' in the argument list.  */
1405           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1406               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1407                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1408             continue;
1409
1410           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1411              the number of template headers appearing in the specialization
1412              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1413              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1414              member functions. Consider the following code:
1415
1416              template <> void A<int>::f(int);
1417              template <> template <> void A<int>::f(int);
1418
1419              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1420              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1421              member function, whilst the second line specializes "f" which
1422              is a template member function. So both lines are syntactically
1423              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1424              them.
1425
1426              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1427              against the declarations. We count the number of template
1428              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1429              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1430              plus there must be another header for the member template
1431              itself).
1432
1433              Notice that if header_count is zero, this is not a
1434              specialization but rather a template instantiation, so there
1435              is no check we can perform here.  */
1436           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1437             continue;
1438
1439           /* Check that the number of template arguments at the
1440              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1441           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1442               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1443               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1444                   != TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (current_template_parms))))
1445             continue;
1446
1447           /* See whether this function might be a specialization of this
1448              template.  */
1449           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1450
1451           if (!targs)
1452             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1453                specialize TMPL will produce DECL.  */
1454             continue;
1455
1456           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1457           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1458         }
1459       else if (need_member_template)
1460         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1461            specialization of a member template.  */
1462         ;
1463       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1464         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1465            cases.  */
1466         ;
1467       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1468         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1469            be a specialization of that.  */
1470         ;
1471       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1472         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1473         ;
1474       else
1475         {
1476           tree decl_arg_types;
1477
1478           /* This is an ordinary member function.  However, since
1479              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1480              template class.  For example,
1481
1482                template <typename T> struct S { void f(); };
1483                template <> void S<int>::f() {}
1484
1485              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1486              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1487              might be in business.  */
1488
1489           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1490             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1491                of a template class.  This is not a candidate.  */
1492             continue;
1493
1494           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1495                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1496             /* The return types differ.  */
1497             continue;
1498
1499           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1500           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1501           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1502               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1503             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1504
1505           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1506                          decl_arg_types))
1507             /* They match!  */
1508             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1509         }
1510     }
1511
1512   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1513     {
1514       /* We have:
1515
1516            [temp.expl.spec]
1517
1518            It is possible for a specialization with a given function
1519            signature to be instantiated from more than one function
1520            template.  In such cases, explicit specification of the
1521            template arguments must be used to uniquely identify the
1522            function template specialization being specialized.
1523
1524          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1525          determine which of the candidate templates is most
1526          specialized.  However, we, also have:
1527
1528            [temp.func.order]
1529
1530            Partial ordering of overloaded function template
1531            declarations is used in the following contexts to select
1532            the function template to which a function template
1533            specialization refers:
1534
1535            -- when an explicit specialization refers to a function
1536               template.
1537
1538          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1539          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1540          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1541          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1542          the EDG front-end has that behavior, and John Spicer claims
1543          that the committee simply forgot to delete the wording in
1544          [temp.expl.spec].  */
1545      tree tmpl = most_specialized (templates, decl, explicit_targs);
1546      if (tmpl && tmpl != error_mark_node)
1547        {
1548          targs = get_bindings (tmpl, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1549          templates = tree_cons (targs, tmpl, NULL_TREE);
1550        }
1551     }
1552
1553   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1554     {
1555       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1556              "declaration", template_id, decl);
1557       return error_mark_node;
1558     }
1559   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1560            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1561            || (templates && candidates))
1562     {
1563       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1564              template_id, decl);
1565       chainon (candidates, templates);
1566       print_candidates (candidates);
1567       return error_mark_node;
1568     }
1569
1570   /* We have one, and exactly one, match.  */
1571   if (candidates)
1572     {
1573       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1574          template class.  */
1575       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (TREE_VALUE (candidates)));
1576       return DECL_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (candidates));
1577     }
1578
1579   /* It was a specialization of a template.  */
1580   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1581   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1582     {
1583       *targs_out = copy_node (targs);
1584       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
1585                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1586                            TREE_PURPOSE (templates));
1587     }
1588   else
1589     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1590   return TREE_VALUE (templates);
1591 }
1592
1593 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1594    but with the default argument values filled in from those in the
1595    TMPL_TYPES.  */
1596
1597 static tree
1598 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1599                                       tree tmpl_types)
1600 {
1601   tree new_spec_types;
1602
1603   if (!spec_types)
1604     return NULL_TREE;
1605
1606   if (spec_types == void_list_node)
1607     return void_list_node;
1608
1609   /* Substitute into the rest of the list.  */
1610   new_spec_types =
1611     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1612                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1613
1614   /* Add the default argument for this parameter.  */
1615   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1616                          TREE_VALUE (spec_types),
1617                          new_spec_types);
1618 }
1619
1620 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1621    from the template it specializes.  (That way, code like:
1622
1623      template <class T> void f(T = 3);
1624      template <> void f(double);
1625      void g () { f (); }
1626
1627    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1628    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1629    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1630
1631 static void
1632 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
1633 {
1634   tree tmpl;
1635   tree spec_types;
1636   tree tmpl_types;
1637   tree new_spec_types;
1638   tree old_type;
1639   tree new_type;
1640   tree t;
1641   tree object_type = NULL_TREE;
1642   tree in_charge = NULL_TREE;
1643   tree vtt = NULL_TREE;
1644
1645   /* See if there's anything we need to do.  */
1646   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
1647   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
1648   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
1649     if (TREE_PURPOSE (t))
1650       break;
1651   if (!t)
1652     return;
1653
1654   old_type = TREE_TYPE (decl);
1655   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
1656
1657   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1658     {
1659       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
1660          CV quals.  */
1661       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
1662       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1663       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
1664
1665       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
1666         {
1667           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
1668              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
1669           in_charge = spec_types;
1670           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1671         }
1672       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
1673         {
1674           vtt = spec_types;
1675           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1676         }
1677     }
1678
1679   /* Compute the merged default arguments.  */
1680   new_spec_types =
1681     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
1682
1683   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
1684   if (object_type)
1685     {
1686       if (vtt)
1687         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
1688                                          TREE_VALUE (vtt),
1689                                          new_spec_types);
1690
1691       if (in_charge)
1692         /* Put the in-charge parameter back.  */
1693         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
1694                                          TREE_VALUE (in_charge),
1695                                          new_spec_types);
1696
1697       new_type = build_method_type_directly (object_type,
1698                                              TREE_TYPE (old_type),
1699                                              new_spec_types);
1700     }
1701   else
1702     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
1703                                     new_spec_types);
1704   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
1705                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
1706   new_type = build_exception_variant (new_type,
1707                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
1708   TREE_TYPE (decl) = new_type;
1709 }
1710
1711 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
1712    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
1713    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
1714    instantiation at this point.
1715
1716    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
1717    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
1718    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
1719    recoverable.
1720
1721    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
1722
1723    2: The function has a definition.
1724    4: The function is a friend.
1725
1726    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1727    template classes that appeared in the name of the function.  For
1728    example, in
1729
1730      template <class T> struct S { void f(); };
1731      void S<int>::f();
1732
1733    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
1734    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
1735
1736      template <class T> struct S {};
1737      template <> struct S<int> { void f(); }
1738      template <> void S<int>::f();
1739
1740    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
1741    invalid; there should be no template <>.)
1742
1743    If the function is a specialization, it is marked as such via
1744    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
1745    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
1746    for that template.  */
1747
1748 tree
1749 check_explicit_specialization (tree declarator,
1750                                tree decl,
1751                                int template_count,
1752                                int flags)
1753 {
1754   int have_def = flags & 2;
1755   int is_friend = flags & 4;
1756   int specialization = 0;
1757   int explicit_instantiation = 0;
1758   int member_specialization = 0;
1759   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
1760   tree dname = DECL_NAME (decl);
1761   tmpl_spec_kind tsk;
1762
1763   if (is_friend)
1764     {
1765       if (!processing_specialization)
1766         tsk = tsk_none;
1767       else
1768         tsk = tsk_excessive_parms;
1769     }
1770   else
1771     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
1772
1773   switch (tsk)
1774     {
1775     case tsk_none:
1776       if (processing_specialization)
1777         {
1778           specialization = 1;
1779           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1780         }
1781       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1782         {
1783           if (is_friend)
1784             /* This could be something like:
1785
1786                template <class T> void f(T);
1787                class S { friend void f<>(int); }  */
1788             specialization = 1;
1789           else
1790             {
1791               /* This case handles bogus declarations like template <>
1792                  template <class T> void f<int>(); */
1793
1794               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1795                      declarator);
1796               return decl;
1797             }
1798         }
1799       break;
1800
1801     case tsk_invalid_member_spec:
1802       /* The error has already been reported in
1803          check_specialization_scope.  */
1804       return error_mark_node;
1805
1806     case tsk_invalid_expl_inst:
1807       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
1808
1809       /* Fall through.  */
1810
1811     case tsk_expl_inst:
1812       if (have_def)
1813         error ("definition provided for explicit instantiation");
1814
1815       explicit_instantiation = 1;
1816       break;
1817
1818     case tsk_excessive_parms:
1819     case tsk_insufficient_parms:
1820       if (tsk == tsk_excessive_parms)
1821         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
1822                decl);
1823       else if (template_header_count)
1824         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
1825       else
1826         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
1827               "%<template <>%>", decl);
1828
1829       /* Fall through.  */
1830     case tsk_expl_spec:
1831       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1832       if (ctype)
1833         member_specialization = 1;
1834       else
1835         specialization = 1;
1836       break;
1837
1838     case tsk_template:
1839       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1840         {
1841           /* This case handles bogus declarations like template <>
1842              template <class T> void f<int>(); */
1843
1844           if (uses_template_parms (declarator))
1845             error ("function template partial specialization %qD "
1846                    "is not allowed", declarator);
1847           else
1848             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1849                    declarator);
1850           return decl;
1851         }
1852
1853       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
1854         /* This is a specialization of a member template, without
1855            specialization the containing class.  Something like:
1856
1857              template <class T> struct S {
1858                template <class U> void f (U);
1859              };
1860              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
1861
1862            That's a specialization -- but of the entire template.  */
1863         specialization = 1;
1864       break;
1865
1866     default:
1867       gcc_unreachable ();
1868     }
1869
1870   if (specialization || member_specialization)
1871     {
1872       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1873       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
1874         if (TREE_PURPOSE (t))
1875           {
1876             pedwarn
1877               ("default argument specified in explicit specialization");
1878             break;
1879           }
1880       if (current_lang_name == lang_name_c)
1881         error ("template specialization with C linkage");
1882     }
1883
1884   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
1885     {
1886       tree tmpl = NULL_TREE;
1887       tree targs = NULL_TREE;
1888
1889       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
1890       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
1891         {
1892           tree fns;
1893
1894           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
1895           if (ctype)
1896             fns = dname;
1897           else
1898             {
1899               /* If there is no class context, the explicit instantiation
1900                  must be at namespace scope.  */
1901               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
1902
1903               /* Find the namespace binding, using the declaration
1904                  context.  */
1905               fns = namespace_binding (dname, CP_DECL_CONTEXT (decl));
1906               if (!fns || !is_overloaded_fn (fns))
1907                 {
1908                   error ("%qD is not a template function", dname);
1909                   fns = error_mark_node;
1910                 }
1911             }
1912
1913           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
1914         }
1915
1916       if (declarator == error_mark_node)
1917         return error_mark_node;
1918
1919       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
1920         {
1921           if (!explicit_instantiation)
1922             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
1923                but the error will already have been flagged by
1924                check_specialization_scope.  */
1925             return error_mark_node;
1926           else
1927             {
1928               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
1929                  class scope, e.g.:
1930
1931                    class C { template void f(); }
1932
1933                    This case is caught by the parser.  However, on
1934                    something like:
1935
1936                    template class C { void f(); };
1937
1938                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
1939                    issued later.  */
1940               ;
1941             }
1942
1943           return decl;
1944         }
1945       else if (ctype != NULL_TREE
1946                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
1947                    IDENTIFIER_NODE))
1948         {
1949           /* Find the list of functions in ctype that have the same
1950              name as the declared function.  */
1951           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
1952           tree fns = NULL_TREE;
1953           int idx;
1954
1955           if (constructor_name_p (name, ctype))
1956             {
1957               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
1958
1959               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (ctype)
1960                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
1961                 {
1962                   /* From [temp.expl.spec]:
1963
1964                      If such an explicit specialization for the member
1965                      of a class template names an implicitly-declared
1966                      special member function (clause _special_), the
1967                      program is ill-formed.
1968
1969                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
1970                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
1971                   return error_mark_node;
1972                 }
1973
1974               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
1975             }
1976
1977           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
1978             {
1979               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
1980               if (idx >= 0)
1981                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
1982             }
1983           else
1984             {
1985               VEC(tree,gc) *methods;
1986               tree ovl;
1987
1988               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
1989                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
1990                  int' which will be a specialization of `operator T'.
1991                  So, we find *all* the conversion operators, and then
1992                  select from them.  */
1993               fns = NULL_TREE;
1994
1995               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
1996               if (methods)
1997                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
1998                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
1999                      ++idx)
2000                   {
2001                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2002                       /* There are no more conversion functions.  */
2003                       break;
2004
2005                     /* Glue all these conversion functions together
2006                        with those we already have.  */
2007                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2008                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2009                   }
2010             }
2011
2012           if (fns == NULL_TREE)
2013             {
2014               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2015               return error_mark_node;
2016             }
2017           else
2018             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2019         }
2020
2021       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2022          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2023          member function, we cannot tell apriori whether the
2024          instantiation is for a member template, or just a member
2025          function of a template class.  Even if a member template is
2026          being instantiated, the member template arguments may be
2027          elided if they can be deduced from the rest of the
2028          declaration.  */
2029       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2030                                        &targs,
2031                                        member_specialization,
2032                                        template_count);
2033
2034       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2035         /* We couldn't figure out what this declaration was
2036            specializing.  */
2037         return error_mark_node;
2038       else
2039         {
2040           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2041
2042           if (explicit_instantiation)
2043             {
2044               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2045                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2046
2047               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2048               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2049
2050               if (arg_depth > parm_depth)
2051                 {
2052                   /* If TMPL is not the most general template (for
2053                      example, if TMPL is a friend template that is
2054                      injected into namespace scope), then there will
2055                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2056                      here.  */
2057                   int i;
2058                   tree new_targs;
2059
2060                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2061                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2062                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2063                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2064                   targs = new_targs;
2065                 }
2066
2067               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2068             }
2069
2070           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2071              turns out to be specializing a static member function,
2072              make DECL a static member function as well.  */
2073           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2074               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2075             revert_static_member_fn (decl);
2076
2077           /* If this is a specialization of a member template of a
2078              template class.  In we want to return the TEMPLATE_DECL,
2079              not the specialization of it.  */
2080           if (tsk == tsk_template)
2081             {
2082               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2083               DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) = NULL_TREE;
2084               if (have_def)
2085                 {
2086                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2087                   DECL_SOURCE_LOCATION (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2088                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2089                   /* We want to use the argument list specified in the
2090                      definition, not in the original declaration.  */
2091                   DECL_ARGUMENTS (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2092                     = DECL_ARGUMENTS (decl);
2093                 }
2094               return tmpl;
2095             }
2096
2097           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2098           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2099
2100           /* Inherit default function arguments from the template
2101              DECL is specializing.  */
2102           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2103
2104           /* This specialization has the same protection as the
2105              template it specializes.  */
2106           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2107           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2108           /* The specialization has the same visibility as the
2109              template it specializes.  */
2110           if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (gen_tmpl))
2111             {
2112               DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2113               DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (gen_tmpl);
2114             }
2115           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2116              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2117              have been set incorrectly.  For example, in:
2118              
2119                template <typename T> void f(T); 
2120                namespace N {
2121                  struct S { friend void f<int>(int); }
2122                }
2123
2124              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2125              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2126           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2127             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2128
2129           if (is_friend && !have_def)
2130             /* This is not really a declaration of a specialization.
2131                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2132                a request for an instantiation, either.  */
2133             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2134           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2135             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2136                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2137                versions in V3 ABI.  */
2138             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2139
2140           /* Register this specialization so that we can find it
2141              again.  */
2142           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend);
2143         }
2144     }
2145
2146   return decl;
2147 }
2148
2149 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2150    parameters.  These are represented in the same format used for
2151    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2152
2153 int
2154 comp_template_parms (tree parms1, tree parms2)
2155 {
2156   tree p1;
2157   tree p2;
2158
2159   if (parms1 == parms2)
2160     return 1;
2161
2162   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2163        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2164        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2165     {
2166       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2167       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2168       int i;
2169
2170       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2171       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2172
2173       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2174         return 0;
2175
2176       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2177         {
2178           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2179           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2180
2181           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2182             return 0;
2183
2184           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
2185             continue;
2186           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2187             return 0;
2188         }
2189     }
2190
2191   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2192     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2193        other.  */
2194     return 0;
2195
2196   return 1;
2197 }
2198
2199 /* Complain if DECL shadows a template parameter.
2200
2201    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
2202    scope (including nested scopes).  */
2203
2204 void
2205 check_template_shadow (tree decl)
2206 {
2207   tree olddecl;
2208
2209   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
2210      parameter.  */
2211   if (!current_template_parms)
2212     return;
2213
2214   /* Figure out what we're shadowing.  */
2215   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
2216     decl = OVL_CURRENT (decl);
2217   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
2218
2219   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
2220      anything, let alone a template parameter.  */
2221   if (!olddecl)
2222     return;
2223
2224   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
2225      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
2226      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
2227      node.  */
2228   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
2229     return;
2230
2231   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
2232      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
2233      inline member templates.  */
2234   if (decl == olddecl
2235       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
2236     return;
2237
2238   error ("declaration of %q+#D", decl);
2239   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
2240 }
2241
2242 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
2243    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
2244
2245 static tree
2246 build_template_parm_index (int index,
2247                            int level,
2248                            int orig_level,
2249                            tree decl,
2250                            tree type)
2251 {
2252   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
2253   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
2254   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
2255   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
2256   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
2257   TREE_TYPE (t) = type;
2258   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
2259   TREE_INVARIANT (t) = TREE_INVARIANT (decl);
2260   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
2261
2262   return t;
2263 }
2264
2265 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
2266    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
2267    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
2268    new one is created.  */
2269
2270 static tree
2271 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels)
2272 {
2273   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
2274       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
2275           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
2276     {
2277       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
2278       tree decl, t;
2279
2280       decl = build_decl (TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
2281       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
2282       TREE_INVARIANT (decl) = TREE_INVARIANT (orig_decl);
2283       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
2284       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2285       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2286
2287       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
2288                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
2289                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
2290                                      decl, type);
2291       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
2292
2293         /* Template template parameters need this.  */
2294       if (TREE_CODE (decl) != CONST_DECL)
2295         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl)
2296           = DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index));
2297     }
2298
2299   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
2300 }
2301
2302 /* Process information from new template parameter NEXT and append it to the
2303    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
2304    IS_NON_TYPE is true.  */
2305
2306 tree
2307 process_template_parm (tree list, tree next, bool is_non_type)
2308 {
2309   tree parm;
2310   tree decl = 0;
2311   tree defval;
2312   int idx;
2313
2314   parm = next;
2315   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
2316   defval = TREE_PURPOSE (parm);
2317
2318   if (list)
2319     {
2320       tree p = TREE_VALUE (tree_last (list));
2321
2322       if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
2323         idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
2324       else
2325         idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
2326       ++idx;
2327     }
2328   else
2329     idx = 0;
2330
2331   if (is_non_type)
2332     {
2333       parm = TREE_VALUE (parm);
2334
2335       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2336
2337       /* [temp.param]
2338
2339          The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
2340          ignored when determining its type.  */
2341       TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
2342
2343       /* A template parameter is not modifiable.  */
2344       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
2345       TREE_INVARIANT (parm) = 1;
2346       TREE_READONLY (parm) = 1;
2347       if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
2348         TREE_TYPE (parm) = void_type_node;
2349       decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
2350       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
2351       TREE_INVARIANT (decl) = 1;
2352       TREE_READONLY (decl) = 1;
2353       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
2354         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2355                                      processing_template_decl,
2356                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2357     }
2358   else
2359     {
2360       tree t;
2361       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
2362
2363       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2364         {
2365           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
2366           /* This is for distinguishing between real templates and template
2367              template parameters */
2368           TREE_TYPE (parm) = t;
2369           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
2370           decl = parm;
2371         }
2372       else
2373         {
2374           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
2375           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
2376           decl = build_decl (TYPE_DECL, parm, t);
2377         }
2378
2379       TYPE_NAME (t) = decl;
2380       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
2381       parm = decl;
2382       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
2383         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2384                                      processing_template_decl,
2385                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2386     }
2387   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2388   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2389   pushdecl (decl);
2390   parm = build_tree_list (defval, parm);
2391   return chainon (list, parm);
2392 }
2393
2394 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
2395    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
2396    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
2397    as PARM_DECLs.  */
2398
2399 tree
2400 end_template_parm_list (tree parms)
2401 {
2402   int nparms;
2403   tree parm, next;
2404   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
2405
2406   current_template_parms
2407     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
2408                  saved_parmlist, current_template_parms);
2409
2410   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
2411     {
2412       next = TREE_CHAIN (parm);
2413       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
2414       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
2415     }
2416
2417   --processing_template_parmlist;
2418
2419   return saved_parmlist;
2420 }
2421
2422 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
2423
2424 void
2425 end_template_decl (void)
2426 {
2427   reset_specialization ();
2428
2429   if (! processing_template_decl)
2430     return;
2431
2432   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
2433   finish_scope ();
2434
2435   --processing_template_decl;
2436   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
2437 }
2438
2439 /* Given a template argument vector containing the template PARMS.
2440    The innermost PARMS are given first.  */
2441
2442 tree
2443 current_template_args (void)
2444 {
2445   tree header;
2446   tree args = NULL_TREE;
2447   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2448   int l = length;
2449
2450   /* If there is only one level of template parameters, we do not
2451      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
2452      TREE_VEC containing the arguments.  */
2453   if (length > 1)
2454     args = make_tree_vec (length);
2455
2456   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
2457     {
2458       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
2459       int i;
2460
2461       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
2462       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
2463         {
2464           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
2465
2466           /* T will be a list if we are called from within a
2467              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
2468              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
2469           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
2470             {
2471               t = TREE_VALUE (t);
2472
2473               if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
2474                   || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
2475                 t = TREE_TYPE (t);
2476               else
2477                 t = DECL_INITIAL (t);
2478               TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
2479             }
2480         }
2481
2482       if (length > 1)
2483         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
2484       else
2485         args = a;
2486     }
2487
2488   return args;
2489 }
2490
2491 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
2492    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
2493    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
2494
2495 static tree
2496 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
2497 {
2498   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
2499   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
2500   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
2501   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
2502   if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
2503     {
2504       DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl) = DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl);
2505       DECL_CONSTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2506       DECL_DESTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_DESTRUCTOR_P (decl);
2507       DECL_NONCONVERTING_P (tmpl) = DECL_NONCONVERTING_P (decl);
2508       DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (tmpl) = DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (decl);
2509       if (DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl))
2510         SET_OVERLOADED_OPERATOR_CODE (tmpl,
2511                                       DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl));
2512     }
2513
2514   return tmpl;
2515 }
2516
2517 struct template_parm_data
2518 {
2519   /* The level of the template parameters we are currently
2520      processing.  */
2521   int level;
2522
2523   /* The index of the specialization argument we are currently
2524      processing.  */
2525   int current_arg;
2526
2527   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
2528      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
2529      of the arguments processed so far.  */
2530   int* parms;
2531
2532   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
2533      elements are nonzero if the argument makes use of template
2534      parameters of this level.  */
2535   int* arg_uses_template_parms;
2536 };
2537
2538 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
2539    parameter in a partial specialization is used in the explicit
2540    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
2541    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
2542    appropriately.  */
2543
2544 static int
2545 mark_template_parm (tree t, void* data)
2546 {
2547   int level;
2548   int idx;
2549   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
2550
2551   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2552     {
2553       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2554       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
2555     }
2556   else
2557     {
2558       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2559       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
2560     }
2561
2562   if (level == tpd->level)
2563     {
2564       tpd->parms[idx] = 1;
2565       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
2566     }
2567
2568   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
2569      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
2570   return 0;
2571 }
2572
2573 /* Process the partial specialization DECL.  */
2574
2575 static tree
2576 process_partial_specialization (tree decl)
2577 {
2578   tree type = TREE_TYPE (decl);
2579   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
2580   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
2581   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
2582   tree inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
2583   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
2584   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
2585   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2586   int  i;
2587   int did_error_intro = 0;
2588   struct template_parm_data tpd;
2589   struct template_parm_data tpd2;
2590
2591   /* We check that each of the template parameters given in the
2592      partial specialization is used in the argument list to the
2593      specialization.  For example:
2594
2595        template <class T> struct S;
2596        template <class T> struct S<T*>;
2597
2598      The second declaration is OK because `T*' uses the template
2599      parameter T, whereas
2600
2601        template <class T> struct S<int>;
2602
2603      is no good.  Even trickier is:
2604
2605        template <class T>
2606        struct S1
2607        {
2608           template <class U>
2609           struct S2;
2610           template <class U>
2611           struct S2<T>;
2612        };
2613
2614      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
2615      full-specialization.  Of course,
2616
2617           template <class U>
2618           struct S2<T (*)(U)>;
2619
2620      or some such would have been OK.  */
2621   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2622   tpd.parms = alloca (sizeof (int) * ntparms);
2623   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
2624
2625   tpd.arg_uses_template_parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2626   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2627   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2628     {
2629       tpd.current_arg = i;
2630       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
2631                               &mark_template_parm,
2632                               &tpd,
2633                               NULL);
2634     }
2635   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2636     if (tpd.parms[i] == 0)
2637       {
2638         /* One of the template parms was not used in the
2639            specialization.  */
2640         if (!did_error_intro)
2641           {
2642             error ("template parameters not used in partial specialization:");
2643             did_error_intro = 1;
2644           }
2645
2646         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
2647       }
2648
2649   /* [temp.class.spec]
2650
2651      The argument list of the specialization shall not be identical to
2652      the implicit argument list of the primary template.  */
2653   if (comp_template_args
2654       (inner_args,
2655        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
2656                                                    (maintmpl)))))
2657     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
2658
2659   /* [temp.class.spec]
2660
2661      A partially specialized non-type argument expression shall not
2662      involve template parameters of the partial specialization except
2663      when the argument expression is a simple identifier.
2664
2665      The type of a template parameter corresponding to a specialized
2666      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
2667      specialization.  */
2668   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
2669   tpd2.parms = 0;
2670   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2671     {
2672       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
2673       if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
2674           !TYPE_P (arg)
2675           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
2676           /* This next line is the `argument expression is not just a
2677              simple identifier' condition and also the `specialized
2678              non-type argument' bit.  */
2679           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
2680         {
2681           if (tpd.arg_uses_template_parms[i])
2682             error ("template argument %qE involves template parameter(s)", arg);
2683           else
2684             {
2685               /* Look at the corresponding template parameter,
2686                  marking which template parameters its type depends
2687                  upon.  */
2688               tree type =
2689                 TREE_TYPE (TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms,
2690                                                      i)));
2691
2692               if (!tpd2.parms)
2693                 {
2694                   /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
2695                   tpd2.arg_uses_template_parms
2696                     = alloca (sizeof (int) * nargs);
2697                   /* The number of parameters here is the number in the
2698                      main template, which, as checked in the assertion
2699                      above, is NARGS.  */
2700                   tpd2.parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2701                   tpd2.level =
2702                     TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
2703                 }
2704
2705               /* Mark the template parameters.  But this time, we're
2706                  looking for the template parameters of the main
2707                  template, not in the specialization.  */
2708               tpd2.current_arg = i;
2709               tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
2710               memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2711               for_each_template_parm (type,
2712                                       &mark_template_parm,
2713                                       &tpd2,
2714                                       NULL);
2715
2716               if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
2717                 {
2718                   /* The type depended on some template parameters.
2719                      If they are fully specialized in the
2720                      specialization, that's OK.  */
2721                   int j;
2722                   for (j = 0; j < nargs; ++j)
2723                     if (tpd2.parms[j] != 0
2724                         && tpd.arg_uses_template_parms [j])
2725                       {
2726                         error ("type %qT of template argument %qE depends "
2727                                "on template parameter(s)",
2728                                type,
2729                                arg);
2730                         break;
2731                       }
2732                 }
2733             }
2734         }
2735     }
2736
2737   if (retrieve_specialization (maintmpl, specargs,
2738                                /*class_specializations_p=*/true))
2739     /* We've already got this specialization.  */
2740     return decl;
2741
2742   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
2743     = tree_cons (inner_args, inner_parms,
2744                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
2745   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
2746   return decl;
2747 }
2748
2749 /* Check that a template declaration's use of default arguments is not
2750    invalid.  Here, PARMS are the template parameters.  IS_PRIMARY is
2751    nonzero if DECL is the thing declared by a primary template.
2752    IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial specialization.  */
2753
2754 static void
2755 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, int is_partial)
2756 {
2757   const char *msg;
2758   int last_level_to_check;
2759   tree parm_level;
2760
2761   /* [temp.param]
2762
2763      A default template-argument shall not be specified in a
2764      function template declaration or a function template definition, nor
2765      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
2766      class template.  */
2767
2768   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
2769     /* You can't have a function template declaration in a local
2770        scope, nor you can you define a member of a class template in a
2771        local scope.  */
2772     return;
2773
2774   if (current_class_type
2775       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
2776       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2777       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
2778          or a member function.  */
2779       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2780           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
2781           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
2782           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
2783           : false)
2784       /* And, if it was a member function, it really was defined in
2785          the scope of the class.  */
2786       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2787           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
2788     /* We already checked these parameters when the template was
2789        declared, so there's no need to do it again now.  This function
2790        was defined in class scope, but we're processing it's body now
2791        that the class is complete.  */
2792     return;
2793
2794   /* [temp.param]
2795
2796      If a template-parameter has a default template-argument, all
2797      subsequent template-parameters shall have a default
2798      template-argument supplied.  */
2799   for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2800     {
2801       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2802       int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2803       int seen_def_arg_p = 0;
2804       int i;
2805
2806       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2807         {
2808           tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
2809           if (TREE_PURPOSE (parm))
2810             seen_def_arg_p = 1;
2811           else if (seen_def_arg_p)
2812             {
2813               error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
2814               /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
2815                  there should have been a default argument.  */
2816               TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
2817             }
2818         }
2819     }
2820
2821   if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL || is_partial || !is_primary)
2822     /* For an ordinary class template, default template arguments are
2823        allowed at the innermost level, e.g.:
2824          template <class T = int>
2825          struct S {};
2826        but, in a partial specialization, they're not allowed even
2827        there, as we have in [temp.class.spec]:
2828
2829          The template parameter list of a specialization shall not
2830          contain default template argument values.
2831
2832        So, for a partial specialization, or for a function template,
2833        we look at all of them.  */
2834     ;
2835   else
2836     /* But, for a primary class template that is not a partial
2837        specialization we look at all template parameters except the
2838        innermost ones.  */
2839     parms = TREE_CHAIN (parms);
2840
2841   /* Figure out what error message to issue.  */
2842   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2843     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
2844   else if (is_partial)
2845     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
2846   else
2847     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2848
2849   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
2850     /* If we're inside a class definition, there's no need to
2851        examine the parameters to the class itself.  On the one
2852        hand, they will be checked when the class is defined, and,
2853        on the other, default arguments are valid in things like:
2854          template <class T = double>
2855          struct S { template <class U> void f(U); };
2856        Here the default argument for `S' has no bearing on the
2857        declaration of `f'.  */
2858     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
2859   else
2860     /* Check everything.  */
2861     last_level_to_check = 0;
2862
2863   for (parm_level = parms;
2864        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
2865        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2866     {
2867       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2868       int i;
2869       int ntparms;
2870
2871       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2872       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2873         if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
2874           {
2875             if (msg)
2876               {
2877                 error (msg, decl);
2878                 msg = 0;
2879               }
2880
2881             /* Clear out the default argument so that we are not
2882                confused later.  */
2883             TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
2884           }
2885
2886       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
2887          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
2888       if (msg)
2889         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2890     }
2891 }
2892
2893 /* Worker for push_template_decl_real, called via
2894    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
2895    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
2896    parameter of that level, return nonzero.  */
2897
2898 static int
2899 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
2900 {
2901   int this_level = *(int *)data;
2902   int level;
2903
2904   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2905     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2906   else
2907     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2908   return level == this_level;
2909 }
2910
2911 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
2912    parameters given by current_template_args, or reuses a
2913    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
2914    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
2915
2916    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
2917
2918 tree
2919 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
2920 {
2921   tree tmpl;
2922   tree args;
2923   tree info;
2924   tree ctx;
2925   int primary;
2926   int is_partial;
2927   int new_template_p = 0;
2928   /* True if the template is a member template, in the sense of
2929      [temp.mem].  */
2930   bool member_template_p = false;
2931
2932   if (decl == error_mark_node)
2933     return decl;
2934
2935   /* See if this is a partial specialization.  */
2936   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2937                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
2938                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
2939
2940   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
2941     is_friend = true;
2942
2943   if (is_friend)
2944     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
2945        the type of which it is a friend.  */
2946     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
2947   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
2948            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
2949     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
2950        it is defined.  */
2951     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
2952   else
2953     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
2954        is assumed to be a member of the class.  */
2955     ctx = current_scope ();
2956
2957   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
2958     ctx = NULL_TREE;
2959
2960   if (!DECL_CONTEXT (decl))
2961     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
2962
2963   /* See if this is a primary template.  */
2964   primary = template_parm_scope_p ();
2965
2966   if (primary)
2967     {
2968       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
2969         member_template_p = true;
2970       if (current_lang_name == lang_name_c)
2971         error ("template with C linkage");
2972       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
2973                && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
2974         error ("template class without a name");
2975       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2976         {
2977           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2978             {
2979               /* [temp.mem]
2980
2981                  A destructor shall not be a member template.  */
2982               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
2983               return error_mark_node;
2984             }
2985           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
2986               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
2987                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
2988                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
2989                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
2990                       == void_list_node)))
2991             {
2992               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
2993
2994                  An allocation function can be a function
2995                  template. ... Template allocation functions shall
2996                  have two or more parameters.  */
2997               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
2998               return decl;
2999             }
3000         }
3001       else if ((DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3002                 && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
3003                || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL && ctx && CLASS_TYPE_P (ctx)))
3004         /* OK */;
3005       else
3006         {
3007           error ("template declaration of %q#D", decl);
3008           return error_mark_node;
3009         }
3010     }
3011
3012   /* Check to see that the rules regarding the use of default
3013      arguments are not being violated.  */
3014   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
3015                            primary, is_partial);
3016
3017   if (is_partial)
3018     return process_partial_specialization (decl);
3019
3020   args = current_template_args ();
3021
3022   if (!ctx
3023       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
3024       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
3025       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
3026     {
3027       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3028           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
3029           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
3030         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3031       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
3032          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
3033          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
3034       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3035                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3036                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3037         {
3038           /* Since a template declaration already existed for this
3039              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
3040              that the redeclaration is valid.  */
3041           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
3042                                     current_template_parms);
3043           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
3044              one we already had.  */
3045           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3046         }
3047       else
3048         {
3049           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3050                                       member_template_p);
3051           new_template_p = 1;
3052
3053           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3054               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
3055             {
3056               /* A specialization of a member template of a template
3057                  class.  */
3058               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
3059               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
3060               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
3061             }
3062         }
3063     }
3064   else
3065     {
3066       tree a, t, current, parms;
3067       int i;
3068
3069       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3070         {
3071           if ((IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)))
3072                || TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) == ENUMERAL_TYPE)
3073               && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3074               && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3075             tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3076           else
3077             {
3078               error ("%qD does not declare a template type", decl);
3079               return decl;
3080             }
3081         }
3082       else if (!DECL_LANG_SPECIFIC (decl) || !DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
3083         {
3084           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
3085           return decl;
3086         }
3087       else
3088         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3089
3090       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
3091           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
3092           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
3093           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
3094         {
3095           tree new_tmpl;
3096
3097           /* The declaration is a specialization of a member
3098              template, declared outside the class.  Therefore, the
3099              innermost template arguments will be NULL, so we
3100              replace them with the arguments determined by the
3101              earlier call to check_explicit_specialization.  */
3102           args = DECL_TI_ARGS (decl);
3103
3104           new_tmpl
3105             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3106                                    member_template_p);
3107           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
3108           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3109           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
3110           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
3111           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
3112             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3113
3114           register_specialization (new_tmpl,
3115                                    most_general_template (tmpl),
3116                                    args,
3117                                    is_friend);
3118           return decl;
3119         }
3120
3121       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
3122
3123       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3124       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
3125       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
3126         {
3127           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
3128                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
3129         }
3130       else
3131         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
3132           {
3133             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
3134             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3135
3136             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
3137               {
3138                 if (current == decl)
3139                   error ("got %d template parameters for %q#D",
3140                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
3141                 else
3142                   error ("got %d template parameters for %q#T",
3143                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
3144                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
3145                 return error_mark_node;
3146               }
3147
3148             /* Perhaps we should also check that the parms are used in the
3149                appropriate qualifying scopes in the declarator?  */
3150
3151             if (current == decl)
3152               current = ctx;
3153             else
3154               current = TYPE_CONTEXT (current);
3155           }
3156     }
3157
3158   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
3159   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3160
3161   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
3162      that we do not try to push a global template friend declared in a
3163      template class; such a thing may well depend on the template
3164      parameters of the class.  */
3165   if (new_template_p && !ctx
3166       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
3167     {
3168       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
3169       if (tmpl == error_mark_node)
3170         return error_mark_node;
3171
3172       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
3173       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3174         {
3175           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
3176           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
3177         }
3178     }
3179
3180   if (primary)
3181     {
3182       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
3183       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
3184         {
3185           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
3186
3187           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
3188              depends on innermost template operands.  */
3189
3190           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
3191                                          depth))
3192             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
3193         }
3194     }
3195
3196   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
3197      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
3198      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
3199      argument levels if necessary.  */
3200   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
3201     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
3202
3203   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3204
3205   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
3206     {
3207       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
3208       if ((!ctx || TREE_CODE (ctx) != FUNCTION_DECL)
3209           && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3210           /* Don't change the name if we've already set it up.  */
3211           && !IDENTIFIER_TEMPLATE (DECL_NAME (decl)))
3212         DECL_NAME (decl) = classtype_mangled_name (TREE_TYPE (decl));
3213     }
3214   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
3215     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
3216
3217   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
3218 }
3219
3220 tree
3221 push_template_decl (tree decl)
3222 {
3223   return push_template_decl_real (decl, false);
3224 }
3225
3226 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
3227    template PARMS, e.g.:
3228
3229      template <class T> struct S;
3230      template <class T> struct S {};  */
3231
3232 void
3233 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
3234 {
3235   tree tmpl;
3236   tree tmpl_parms;
3237   int i;
3238
3239   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
3240     {
3241       error ("%qT is not a template type", type);
3242       return;
3243     }
3244
3245   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
3246   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
3247     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
3248        about here; there are no new template parameters for the nested
3249        type.  */
3250     return;
3251
3252   if (!parms)
3253     {
3254       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
3255              tmpl);
3256       return;
3257     }
3258
3259   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3260   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3261
3262   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
3263     {
3264       error ("previous declaration %q+D", tmpl);
3265       error ("used %d template parameter(s) instead of %d",
3266              TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
3267              TREE_VEC_LENGTH (parms));
3268       return;
3269     }
3270
3271   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
3272     {
3273       tree tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3274       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3275       tree tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3276       tree parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3277
3278       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
3279          TEMPLATE_DECL.  */
3280       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
3281           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
3282               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm))))
3283         {
3284           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
3285           error ("redeclared here as %q#D", parm);
3286           return;
3287         }
3288
3289       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
3290         {
3291           /* We have in [temp.param]:
3292
3293              A template-parameter may not be given default arguments
3294              by two different declarations in the same scope.  */
3295           error ("redefinition of default argument for %q#D", parm);
3296           error ("%J  original definition appeared here", tmpl_parm);
3297           return;
3298         }
3299
3300       if (parm_default != NULL_TREE)
3301         /* Update the previous template parameters (which are the ones
3302            that will really count) with the new default value.  */
3303         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
3304       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
3305         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
3306            parameters for any members.  */
3307         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
3308     }
3309 }
3310
3311 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
3312    (possibly simplified) expression.  */
3313
3314 tree
3315 fold_non_dependent_expr (tree expr)
3316 {
3317   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
3318      it.  We're supposed to treat:
3319
3320        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
3321        template <typename T> void f(T[2]);
3322
3323      as two declarations of the same function, for example.  */
3324   if (processing_template_decl
3325       && !type_dependent_expression_p (expr)
3326       && !value_dependent_expression_p (expr))
3327     {
3328       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
3329
3330       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
3331       processing_template_decl = 0;
3332       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
3333                                     /*args=*/NULL_TREE,
3334                                     tf_error,
3335                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
3336                                     /*function_p=*/false);
3337       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
3338     }
3339   return expr;
3340 }
3341
3342 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
3343    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
3344    Extract the innest constant expression.
3345
3346    This is basically a more powerful version of
3347    integral_constant_value, which can be used also in templates where
3348    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
3349    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
3350
3351 tree
3352 fold_decl_constant_value (tree expr)
3353 {
3354   tree const_expr = expr;
3355   do
3356     {
3357       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
3358       const_expr = integral_constant_value (expr);
3359     }
3360   while (expr != const_expr);
3361
3362   return expr;
3363 }
3364
3365 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
3366    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
3367    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
3368    and check that the resulting function has external linkage.  */
3369
3370 static tree
3371 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
3372 {
3373   tree fns = expr;
3374   tree fn, fn_no_ptr;
3375
3376   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
3377   if (fn == error_mark_node)
3378     return error_mark_node;
3379
3380   fn_no_ptr = fn;
3381   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
3382     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
3383
3384   /* [temp.arg.nontype]/1
3385
3386      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3387      shall be one of:
3388      [...]
3389      -- the address of an object or function with external linkage.  */
3390   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
3391     {
3392       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3393              "because function %qD has not external linkage",
3394              expr, type, fn_no_ptr);
3395       return NULL_TREE;
3396     }
3397
3398   return fn;
3399 }
3400
3401 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
3402    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
3403    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
3404    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
3405    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
3406    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
3407    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
3408    must be non-dependent.
3409
3410    The conversion follows the special rules described in
3411    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
3412    conversion.
3413
3414    This function is called twice for each template argument (see
3415    lookup_template_class for a more accurate description of this
3416    problem). This means that we need to handle expressions which
3417    are not valid in a C++ source, but can be created from the
3418    first call (for instance, casts to perform conversions). These
3419    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
3420
3421 static tree
3422 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
3423 {
3424   tree expr_type;
3425
3426   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
3427      This special-case is not needed for correctness (we would easily
3428      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
3429      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
3430      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
3431   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
3432     {
3433       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3434              "because string literals can never be used in this context",
3435              expr, type);
3436       return NULL_TREE;
3437     }
3438
3439   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
3440      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
3441      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
3442      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
3443      so that access checking can be performed when the template is
3444      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
3445      convert the argument.  */
3446   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
3447   expr_type = TREE_TYPE (expr);
3448
3449   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
3450      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
3451      which is the tree that we built on the first call (see
3452      below when coercing to reference to object or to reference to
3453      function). We just strip everything and get to the arg.
3454      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
3455      for examples.  */
3456   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
3457     {
3458       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
3459         {
3460           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
3461              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
3462              could actually change the type to something more cv-qualified,
3463              and this is not folded by convert_from_reference.  */
3464           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3465           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
3466           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
3467           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
3468           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
3469                       (TREE_TYPE (expr_type),
3470                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
3471
3472           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
3473           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3474         }
3475
3476       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
3477          parameter is a pointer to object, through decay and
3478          qualification conversion. Let's strip everything.  */
3479       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3480         {
3481           STRIP_NOPS (expr);
3482           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
3483           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
3484           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
3485              an array. Otherwise, it is part of the original argument
3486              in the source code.  */
3487           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
3488             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3489           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3490         }
3491     }
3492
3493   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
3494
3495      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
3496      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
3497      (_conv.integral_) are applied.  */
3498   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3499     {
3500       if (!INTEGRAL_TYPE_P (expr_type))
3501         return error_mark_node;
3502
3503       expr = fold_decl_constant_value (expr);
3504       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
3505          do not fold into integer constants.  */
3506       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
3507         {
3508           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3509                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
3510           return NULL_TREE;
3511         }
3512
3513       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
3514          because we already know that the expression is of integral
3515          type.  */
3516       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
3517       if (expr == error_mark_node)
3518         return error_mark_node;
3519
3520       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
3521       expr = fold (expr);
3522     }
3523   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
3524
3525      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
3526      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
3527      conversion (_conv.array_) are applied.  */
3528   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3529     {
3530       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
3531
3532          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3533          shall be one of: [...]
3534
3535          -- the name of a non-type template-parameter;
3536          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
3537             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
3538             refers to a function or array, or if the corresponding
3539             template-parameter is a reference.
3540
3541         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
3542         for a parameter of type pointer-to-object.  */
3543       bool constant_address_p =
3544         (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR
3545          || TREE_CODE (expr_type) == ARRAY_TYPE
3546          || (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr)));
3547
3548       expr = decay_conversion (expr);
3549       if (expr == error_mark_node)
3550         return error_mark_node;
3551
3552       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3553       if (expr == error_mark_node)
3554         return error_mark_node;
3555
3556       if (!constant_address_p)
3557         {
3558             error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3559                   "because it is not a constant pointer", expr, type);
3560             return NULL_TREE;
3561         }
3562     }
3563   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
3564
3565      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
3566      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
3567      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
3568      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
3569      template-argument, which must be an lvalue.  */
3570   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
3571     {
3572       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
3573                                                       expr_type))
3574         return error_mark_node;
3575
3576       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
3577         {
3578           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3579                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
3580           return NULL_TREE;
3581         }
3582
3583       if (!real_lvalue_p (expr))
3584         {
3585           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3586                  "because it is not a lvalue", expr, type);
3587           return NULL_TREE;
3588         }
3589
3590       /* [temp.arg.nontype]/1
3591
3592          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3593          shall be one of: [...]
3594
3595          -- the address of an object or function with external linkage.  */
3596       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
3597         {
3598           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3599                  "because object %qD has not external linkage",
3600                  expr, type, expr);
3601           return NULL_TREE;
3602         }
3603
3604       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3605     }
3606   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
3607
3608      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
3609      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
3610      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
3611      pointer to such), the matching function is selected from the set
3612      (_over.over_).  */
3613   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
3614     {
3615       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
3616          context information to decay the pointer.  */
3617       if (!type_unknown_p (expr_type))
3618         {
3619           expr = decay_conversion (expr);
3620           if (expr == error_mark_node)
3621             return error_mark_node;
3622         }
3623
3624       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
3625       if (!expr || expr == error_mark_node)
3626         return expr;
3627     }
3628   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
3629
3630      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
3631      conversions apply. If the template-argument represents a set of
3632      overloaded functions, the matching function is selected from the set
3633      (_over.over_).  */
3634   else if (TYPE_REFFN_P (type))
3635     {
3636       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3637         {
3638           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3639                  "because it is a pointer", expr, type);
3640           inform ("try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
3641           return NULL_TREE;
3642         }
3643
3644       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
3645       if (!expr || expr == error_mark_node)
3646         return expr;
3647
3648       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3649     }
3650   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
3651
3652      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
3653      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
3654      overloaded member functions, the matching member function is selected
3655      from the set (_over.over_).  */
3656   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
3657     {
3658       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
3659       if (expr == error_mark_node)
3660         return error_mark_node;
3661
3662       /* There is no way to disable standard conversions in
3663          resolve_address_of_overloaded_function (called by
3664          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
3665          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
3666          to reject this conversion here.
3667
3668          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
3669          it would still be better to reject them here so that we can
3670          provide a superior diagnostic.  */
3671       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
3672         {
3673           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
3674           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
3675           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3676                  "because it is of type %qT", expr, type,
3677                  TREE_TYPE (expr));
3678           inform ("standard conversions are not allowed in this context");
3679           return NULL_TREE;
3680         }
3681     }
3682   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
3683
3684      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
3685      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
3686   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
3687     {
3688       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3689       if (expr == error_mark_node)
3690         return expr;
3691     }
3692   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
3693   else
3694     gcc_unreachable ();
3695
3696   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
3697      right type?  */
3698   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
3699   return expr;
3700 }
3701
3702
3703 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
3704    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
3705    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
3706    or PARM_DECL.
3707
3708    ARG_PARMS may contain more parameters than PARM_PARMS.  If this is
3709    the case, then extra parameters must have default arguments.
3710
3711    Consider the example:
3712      template <class T, class Allocator = allocator> class vector;
3713      template<template <class U> class TT> class C;
3714
3715    C<vector> is a valid instantiation.  PARM_PARMS for the above code
3716    contains a TYPE_DECL (for U),  ARG_PARMS contains two TYPE_DECLs (for
3717    T and Allocator) and OUTER_ARGS contains the argument that is used to
3718    substitute the TT parameter.  */
3719
3720 static int
3721 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
3722                                 tree arg_parms,
3723                                 tsubst_flags_t complain,
3724                                 tree in_decl,
3725                                 tree outer_args)
3726 {
3727   int nparms, nargs, i;
3728   tree parm, arg;
3729
3730   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
3731   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
3732
3733   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
3734   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
3735
3736   /* The rule here is opposite of coerce_template_parms.  */
3737   if (nargs < nparms
3738       || (nargs > nparms
3739           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, nparms)) == NULL_TREE))
3740     return 0;
3741
3742   for (i = 0; i < nparms; ++i)
3743     {
3744       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
3745       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
3746
3747       if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
3748           || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
3749         return 0;
3750
3751       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
3752         return 0;
3753
3754       switch (TREE_CODE (parm))
3755         {
3756         case TYPE_DECL:
3757           break;
3758
3759         case TEMPLATE_DECL:
3760           /* We encounter instantiations of templates like
3761                template <template <template <class> class> class TT>
3762                class C;  */
3763           {
3764             tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3765             tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3766
3767             if (!coerce_template_template_parms
3768                 (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
3769               return 0;
3770           }
3771           break;
3772
3773         case PARM_DECL:
3774           /* The tsubst call is used to handle cases such as
3775
3776                template <int> class C {};
3777                template <class T, template <T> class TT> class D {};
3778                D<int, C> d;
3779
3780              i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
3781           if (!dependent_type_p (TREE_TYPE (arg))
3782               && !same_type_p
3783                     (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
3784                              TREE_TYPE (arg)))
3785             return 0;
3786           break;
3787
3788         default:
3789           gcc_unreachable ();
3790         }
3791     }
3792   return 1;
3793 }
3794
3795 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
3796    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
3797    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
3798    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
3799    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
3800    the full set of template arguments deduced so far.  */
3801
3802 static tree
3803 convert_template_argument (tree parm,
3804                            tree arg,
3805                            tree args,
3806                            tsubst_flags_t complain,
3807                            int i,
3808                            tree in_decl)
3809 {
3810   tree val;
3811   tree inner_args;
3812   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
3813
3814   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3815
3816   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
3817       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
3818     {
3819       /* The template argument was the name of some
3820          member function.  That's usually
3821          invalid, but static members are OK.  In any
3822          case, grab the underlying fields/functions
3823          and issue an error later if required.  */
3824       arg = TREE_VALUE (arg);
3825       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
3826     }
3827
3828   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
3829   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
3830                    || requires_tmpl_type);
3831
3832   is_tmpl_type = ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
3833                    && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
3834                   || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3835                   || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
3836
3837   if (is_tmpl_type
3838       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3839           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
3840     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
3841
3842   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
3843
3844   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
3845       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
3846     {
3847       pedwarn ("to refer to a type member of a template parameter, "
3848                "use %<typename %E%>", arg);
3849
3850       arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
3851                                 TREE_OPERAND (arg, 1),
3852                                 typename_type,
3853                                 complain & tf_error);
3854       is_type = 1;
3855     }
3856   if (is_type != requires_type)
3857     {
3858       if (in_decl)
3859         {
3860           if (complain & tf_error)
3861             {
3862               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3863                      "parameter list for %qD",
3864                      i + 1, in_decl);
3865               if (is_type)
3866                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
3867                        TREE_TYPE (parm),
3868                        (is_tmpl_type ? DECL_NAME (arg) : arg));
3869               else if (requires_tmpl_type)
3870                 error ("  expected a class template, got %qE", arg);
3871               else
3872                 error ("  expected a type, got %qE", arg);
3873             }
3874         }
3875       return error_mark_node;
3876     }
3877   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
3878     {
3879       if (in_decl && (complain & tf_error))
3880         {
3881           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3882                  "parameter list for %qD",
3883                  i + 1, in_decl);
3884           if (is_tmpl_type)
3885             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
3886           else
3887             error ("  expected a class template, got %qT", arg);
3888         }
3889       return error_mark_node;
3890     }
3891
3892   if (is_type)
3893     {
3894       if (requires_tmpl_type)
3895         {
3896           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
3897             /* The number of argument required is not known yet.
3898                Just accept it for now.  */
3899             val = TREE_TYPE (arg);
3900           else
3901             {
3902               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3903               tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3904
3905               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
3906                                                   complain, in_decl,
3907                                                   inner_args))
3908                 {
3909                   val = arg;
3910
3911                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
3912                      TEMPLATE_DECL.  */
3913                   if (val != error_mark_node
3914                       && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
3915                     val = TREE_TYPE (val);
3916                 }
3917               else
3918                 {
3919                   if (in_decl && (complain & tf_error))
3920                     {
3921                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
3922                              "template parameter list for %qD",
3923                              i + 1, in_decl);
3924                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
3925                              parm, arg);
3926                     }
3927
3928                   val = error_mark_node;
3929                 }
3930             }
3931         }
3932       else
3933         val = arg;
3934     }
3935   else
3936     {
3937       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
3938
3939       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
3940         return error_mark_node;
3941
3942       if (!uses_template_parms (arg) && !uses_template_parms (t))
3943         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
3944            will report errors, which we don't want when complain
3945            is zero.  More importantly, digest_init will try too
3946            hard to convert things: for example, `0' should not be
3947            converted to pointer type at this point according to
3948            the standard.  Accepting this is not merely an
3949            extension, since deciding whether or not these
3950            conversions can occur is part of determining which
3951            function template to call, or whether a given explicit
3952            argument specification is valid.  */
3953         val = convert_nontype_argument (t, arg);
3954       else
3955         val = arg;
3956
3957       if (val == NULL_TREE)
3958         val = error_mark_node;
3959       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
3960         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  arg, t);
3961     }
3962
3963   return val;
3964 }
3965
3966 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
3967    return a vector containing the innermost resulting template
3968    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
3969    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
3970
3971    If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is nonzero, all arguments must be
3972    provided in ARGLIST, or else trailing parameters must have default
3973    values.  If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is zero, we will attempt argument
3974    deduction for any unspecified trailing arguments.  */
3975
3976 static tree
3977 coerce_template_parms (tree parms,
3978                        tree args,
3979                        tree in_decl,
3980                        tsubst_flags_t complain,
3981                        int require_all_arguments)
3982 {
3983   int nparms, nargs, i, lost = 0;
3984   tree inner_args;
3985   tree new_args;
3986   tree new_inner_args;
3987
3988   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3989   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
3990   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
3991
3992   if (nargs > nparms
3993       || (nargs < nparms
3994           && require_all_arguments
3995           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs)) == NULL_TREE))
3996     {
3997       if (complain & tf_error)
3998         {
3999           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
4000                  nargs, nparms);
4001
4002           if (in_decl)
4003             error ("provided for %q+D", in_decl);
4004         }
4005
4006       return error_mark_node;
4007     }
4008
4009   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
4010   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
4011   for (i = 0; i < nparms; i++)
4012     {
4013       tree arg;
4014       tree parm;
4015
4016       /* Get the Ith template parameter.  */
4017       parm = TREE_VEC_ELT (parms, i);
4018
4019       /* Calculate the Ith argument.  */
4020       if (i < nargs)
4021         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
4022       else if (require_all_arguments)
4023         /* There must be a default arg in this case.  */
4024         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
4025                                    complain, in_decl);
4026       else
4027         break;
4028
4029       gcc_assert (arg);
4030       if (arg == error_mark_node)
4031         {
4032           if (complain & tf_error)
4033             error ("template argument %d is invalid", i + 1);
4034         }
4035       else
4036         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
4037                                          arg, new_args, complain, i,
4038                                          in_decl);
4039
4040       if (arg == error_mark_node)
4041         lost++;
4042       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = arg;
4043     }
4044
4045   if (lost)
4046     return error_mark_node;
4047
4048   return new_inner_args;
4049 }
4050
4051 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
4052
4053 static int
4054 template_args_equal (tree ot, tree nt)
4055 {
4056   if (nt == ot)
4057     return 1;
4058
4059   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
4060     /* For member templates */
4061     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
4062   else if (TYPE_P (nt))
4063     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
4064   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
4065     return 0;
4066   else
4067     return cp_tree_equal (ot, nt);
4068 }
4069
4070 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
4071    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
4072
4073 int
4074 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
4075 {
4076   int i;
4077
4078   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
4079     return 0;
4080
4081   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
4082     {
4083       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
4084       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
4085
4086       if (! template_args_equal (ot, nt))
4087         return 0;
4088     }
4089   return 1;
4090 }
4091
4092 /* Given class template name and parameter list, produce a user-friendly name
4093    for the instantiation.  */
4094
4095 static char *
4096 mangle_class_name_for_template (const char* name, tree parms, tree arglist)
4097 {
4098   static struct obstack scratch_obstack;
4099   static char *scratch_firstobj;
4100   int i, nparms;
4101
4102   if (!scratch_firstobj)
4103     gcc_obstack_init (&scratch_obstack);
4104   else
4105     obstack_free (&scratch_obstack, scratch_firstobj);
4106   scratch_firstobj = obstack_alloc (&scratch_obstack, 1);
4107
4108 #define ccat(C) obstack_1grow (&scratch_obstack, (C));
4109 #define cat(S)  obstack_grow (&scratch_obstack, (S), strlen (S))
4110
4111   cat (name);
4112   ccat ('<');
4113   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4114   arglist = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
4115   gcc_assert (nparms == TREE_VEC_LENGTH (arglist));
4116   for (i = 0; i < nparms; i++)
4117     {
4118       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4119       tree arg = TREE_VEC_ELT (arglist, i);
4120
4121       if (i)
4122         ccat (',');
4123
4124       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
4125         {
4126           cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4127           continue;
4128         }
4129       else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4130         {
4131           if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
4132             {
4133               /* Already substituted with real template.  Just output
4134                  the template name here */
4135               tree context = DECL_CONTEXT (arg);
4136               if (context)
4137                 {
4138                   /* The template may be defined in a namespace, or
4139                      may be a member template.  */
4140                   gcc_assert (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL
4141                               || CLASS_TYPE_P (context));
4142                   cat (decl_as_string (DECL_CONTEXT (arg),
4143                                       TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4144                   cat ("::");
4145                 }
4146               cat (IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (arg)));
4147             }
4148           else
4149             /* Output the parameter declaration.  */
4150             cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4151           continue;
4152         }
4153       else
4154         gcc_assert (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL);
4155
4156       /* No need to check arglist against parmlist here; we did that
4157          in coerce_template_parms, called from lookup_template_class.  */
4158       cat (expr_as_string (arg, TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4159     }
4160   {
4161     char *bufp = obstack_next_free (&scratch_obstack);
4162     int offset = 0;
4163     while (bufp[offset - 1] == ' ')
4164       offset--;
4165     obstack_blank_fast (&scratch_obstack, offset);
4166
4167     /* B<C<char> >, not B<C<char>> */
4168     if (bufp[offset - 1] == '>')
4169       ccat (' ');
4170   }
4171   ccat ('>');
4172   ccat ('\0');
4173   return (char *) obstack_base (&scratch_obstack);
4174 }
4175
4176 static tree
4177 classtype_mangled_name (tree t)
4178 {
4179   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t)
4180       /* Specializations have already had their names set up in
4181          lookup_template_class.  */
4182       && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
4183     {
4184       tree tmpl = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
4185
4186       /* For non-primary templates, the template parameters are
4187          implicit from their surrounding context.  */
4188       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4189         {
4190           tree name = DECL_NAME (tmpl);
4191           char *mangled_name = mangle_class_name_for_template
4192             (IDENTIFIER_POINTER (name),
4193              DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
4194              CLASSTYPE_TI_ARGS (t));
4195           tree id = get_identifier (mangled_name);
4196           IDENTIFIER_TEMPLATE (id) = name;
4197           return id;
4198         }
4199     }
4200
4201   return TYPE_IDENTIFIER (t);
4202 }
4203
4204 static void
4205 add_pending_template (tree d)
4206 {
4207   tree ti = (TYPE_P (d)
4208              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
4209              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
4210   tree pt;
4211   int level;
4212
4213   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
4214     return;
4215
4216   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
4217      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
4218      Compensate.  */
4219   level = !(current_tinst_level && TINST_DECL (current_tinst_level) == d);
4220
4221   if (level)
4222     push_tinst_level (d);
4223
4224   pt = tree_cons (current_tinst_level, d, NULL_TREE);
4225   if (last_pending_template)
4226     TREE_CHAIN (last_pending_template) = pt;
4227   else
4228     pending_templates = pt;
4229
4230   last_pending_template = pt;
4231
4232   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
4233
4234   if (level)
4235     pop_tinst_level ();
4236 }
4237
4238
4239 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
4240    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
4241    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
4242
4243 tree
4244 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
4245 {
4246   tree type;
4247
4248   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
4249     return error_mark_node;
4250
4251   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
4252   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
4253                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
4254
4255   if (BASELINK_P (fns))
4256     {
4257       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
4258                                          unknown_type_node,
4259                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
4260                                          arglist);
4261       return fns;
4262     }
4263
4264   type = TREE_TYPE (fns);
4265   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
4266     type = unknown_type_node;
4267
4268   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
4269 }
4270
4271 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
4272    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
4273    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
4274    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
4275    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
4276    DECL is returned.  */
4277
4278 tree
4279 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
4280 {
4281   return (decl != NULL_TREE
4282           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4283           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
4284           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4285           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
4286     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
4287 }
4288
4289 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
4290    parameters, find the desired type.
4291
4292    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
4293
4294    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
4295    instantiate.
4296
4297    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
4298    the class we are looking up.
4299
4300    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
4301
4302    If the template class is really a local class in a template
4303    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
4304    being instantiated.
4305
4306    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
4307    template-id: the first time from the parser, while creating the
4308    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
4309    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
4310    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
4311    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
4312
4313 tree
4314 lookup_template_class (tree d1,
4315                        tree arglist,
4316                        tree in_decl,
4317                        tree context,
4318                        int entering_scope,
4319                        tsubst_flags_t complain)
4320 {
4321   tree template = NULL_TREE, parmlist;
4322   tree t;
4323
4324   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
4325
4326   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
4327     {
4328       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
4329       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
4330         template = value;
4331       else
4332         {
4333           if (context)
4334             push_decl_namespace (context);
4335           template = lookup_name (d1, /*prefer_type=*/0);
4336           template = maybe_get_template_decl_from_type_decl (template);
4337           if (context)
4338             pop_decl_namespace ();
4339         }
4340       if (template)
4341         context = DECL_CONTEXT (template);
4342     }
4343   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && IS_AGGR_TYPE (TREE_TYPE (d1)))
4344     {
4345       tree type = TREE_TYPE (d1);
4346
4347       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
4348          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
4349       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
4350         type = TREE_TYPE (type);
4351
4352       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4353         {
4354           template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4355           d1 = DECL_NAME (template);
4356         }
4357     }
4358   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
4359            || (TYPE_P (d1) && IS_AGGR_TYPE (d1)))
4360     {
4361       template = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
4362       d1 = DECL_NAME (template);
4363     }
4364   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
4365            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
4366     {
4367       template = d1;
4368       d1 = DECL_NAME (template);
4369       context = DECL_CONTEXT (template);
4370     }
4371
4372   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
4373   if (! template)
4374     {
4375       if (complain & tf_error)
4376         error ("%qT is not a template", d1);
4377       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4378     }
4379
4380   if (TREE_CODE (template) != TEMPLATE_DECL
4381          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
4382             the user.  */
4383       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (template)
4384           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)))
4385     {
4386       if (complain & tf_error)
4387         {
4388           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
4389           if (in_decl)
4390             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
4391         }
4392       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4393     }
4394
4395   complain &= ~tf_user;
4396
4397   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (template))
4398     {
4399       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
4400          template arguments */
4401
4402       tree parm;
4403       tree arglist2;
4404
4405       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (template);
4406
4407       /* Consider an example where a template template parameter declared as
4408
4409            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
4410
4411          The template parameter level of T and U are one level larger than
4412          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
4413          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
4414          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
4415          available when not appearing as default template argument, can be
4416          obtained from `current_template_args ()'.
4417
4418          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
4419          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
4420          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
4421          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
4422
4423       if (current_template_parms)
4424         arglist = add_to_template_args (current_template_args (), arglist);
4425
4426       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, template,
4427                                         complain, /*require_all_args=*/1);
4428       if (arglist2 == error_mark_node
4429           || (!uses_template_parms (arglist2)
4430               && check_instantiated_args (template, arglist2, complain)))
4431         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4432
4433       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (template), arglist2);
4434       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
4435     }
4436   else
4437     {
4438       tree template_type = TREE_TYPE (template);
4439       tree gen_tmpl;
4440       tree type_decl;
4441       tree found = NULL_TREE;
4442       int arg_depth;
4443       int parm_depth;
4444       int is_partial_instantiation;
4445
4446       gen_tmpl = most_general_template (template);
4447       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
4448       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
4449       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4450
4451       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
4452         {
4453           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
4454              For example, given:
4455
4456                template <class T> struct S1 {
4457                  template <class U> struct S2 {};
4458                  template <class U> struct S2<U*> {};
4459                 };
4460
4461              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
4462              TEMPLATE will be `template <class T> template
4463              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
4464              arguments.  */
4465           arglist
4466             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (template)),
4467                                            arglist);
4468           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4469         }
4470
4471       /* Now we should have enough arguments.  */
4472       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
4473
4474       /* From here on, we're only interested in the most general
4475          template.  */
4476       template = gen_tmpl;
4477
4478       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
4479          actually tsubst'd into the definition to create the
4480          instantiation.  */
4481       if (parm_depth > 1)
4482         {
4483           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
4484           int i;
4485           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4486
4487           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
4488
4489           for (i = saved_depth,
4490                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (template);
4491                i > 0 && t != NULL_TREE;
4492                --i, t = TREE_CHAIN (t))
4493             {
4494               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
4495                                               arglist, template,
4496                                               complain, /*require_all_args=*/1);
4497
4498               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
4499               if (a == error_mark_node)
4500                 {
4501                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4502                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4503                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4504                 }
4505
4506               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
4507
4508               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
4509                  that coerce_template_parms will see only the arguments
4510                  corresponding to the template parameters it is
4511                  examining.  */
4512               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4513             }
4514
4515           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4516           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4517
4518           arglist = bound_args;
4519         }
4520       else
4521         arglist
4522           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
4523                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4524                                    template,
4525                                    complain, /*require_all_args=*/1);
4526
4527       if (arglist == error_mark_node)
4528         /* We were unable to bind the arguments.  */
4529         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4530
4531       /* In the scope of a template class, explicit references to the
4532          template class refer to the type of the template, not any
4533          instantiation of it.  For example, in:
4534
4535            template <class T> class C { void f(C<T>); }
4536
4537          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
4538          class, however, such a reference is an instantiation.  */
4539       if (comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
4540                               arglist))
4541         {
4542           found = template_type;
4543
4544           if (!entering_scope && PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4545             {
4546               tree ctx;
4547
4548               for (ctx = current_class_type;
4549                    ctx && TREE_CODE (ctx) != NAMESPACE_DECL;
4550                    ctx = (TYPE_P (ctx)
4551                           ? TYPE_CONTEXT (ctx)
4552                           : DECL_CONTEXT (ctx)))
4553                 if (TYPE_P (ctx) && same_type_p (ctx, template_type))
4554                   goto found_ctx;
4555
4556               /* We're not in the scope of the class, so the
4557                  TEMPLATE_TYPE is not the type we want after all.  */
4558               found = NULL_TREE;
4559             found_ctx:;
4560             }
4561         }
4562       if (found)
4563         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4564
4565       /* If we already have this specialization, return it.  */
4566       found = retrieve_specialization (template, arglist,
4567                                        /*class_specializations_p=*/false);
4568       if (found)
4569         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4570
4571       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
4572          arguments still involve template parameters.  Note that we set
4573          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
4574          well.  */
4575       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
4576
4577       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
4578          failed.  */
4579       if (!is_partial_instantiation
4580           && check_instantiated_args (template,
4581                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4582                                       complain))
4583         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4584
4585       if (!is_partial_instantiation
4586           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)
4587           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (template)) == NAMESPACE_DECL)
4588         {
4589           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (template),
4590                                       DECL_NAME (template),
4591                                       /*tag_scope=*/ts_global);
4592           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4593         }
4594
4595       context = tsubst (DECL_CONTEXT (template), arglist,
4596                         complain, in_decl);
4597       if (!context)
4598         context = global_namespace;
4599
4600       /* Create the type.  */
4601       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
4602         {
4603           if (!is_partial_instantiation)
4604             {
4605               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
4606               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type));
4607             }
4608           else
4609             /* We don't want to call start_enum for this type, since
4610                the values for the enumeration constants may involve
4611                template parameters.  And, no one should be interested
4612                in the enumeration constants for such a type.  */
4613             t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
4614         }
4615       else
4616         {
4617           t = make_aggr_type (TREE_CODE (template_type));
4618           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
4619             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
4620           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
4621           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
4622
4623           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
4624           if (context == current_function_decl)
4625             pushtag (DECL_NAME (template), t, /*tag_scope=*/ts_current);
4626         }
4627
4628       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
4629          will already be set up.  */
4630       if (!TYPE_NAME (t))
4631         {
4632           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
4633
4634           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (template), t);
4635           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
4636           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
4637           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
4638             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4639         }
4640       else
4641         type_decl = TYPE_NAME (t);
4642
4643       TREE_PRIVATE (type_decl)
4644         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4645       TREE_PROTECTED (type_decl)
4646         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4647       DECL_IN_SYSTEM_HEADER (type_decl)
4648         = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (template);
4649       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
4650         {
4651           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
4652           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
4653         }
4654
4655       /* Set up the template information.  We have to figure out which
4656          template is the immediate parent if this is a full
4657          instantiation.  */
4658       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
4659           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4660         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
4661         found = template;
4662       else
4663         {
4664           /* This is a full instantiation of a member template.  Look
4665              for a partial instantiation of which this is an instance.  */
4666
4667           for (found = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template);
4668                found; found = TREE_CHAIN (found))
4669             {
4670               int success;
4671               tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (found));
4672
4673               /* We only want partial instantiations, here, not
4674                  specializations or full instantiations.  */
4675               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_VALUE (found))
4676                   || !uses_template_parms (TREE_VALUE (found)))
4677                 continue;
4678
4679               /* Temporarily reduce by one the number of levels in the
4680                  ARGLIST and in FOUND so as to avoid comparing the
4681                  last set of arguments.  */
4682               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4683               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found)) --;
4684
4685               /* See if the arguments match.  If they do, then TMPL is
4686                  the partial instantiation we want.  */
4687               success = comp_template_args (TREE_PURPOSE (found), arglist);
4688
4689               /* Restore the argument vectors to their full size.  */
4690               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4691               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found))++;
4692
4693               if (success)
4694                 {
4695                   found = tmpl;
4696                   break;
4697                 }
4698             }
4699
4700           if (!found)
4701             {
4702               /* There was no partial instantiation. This happens
4703                  where C<T> is a member template of A<T> and it's used
4704                  in something like
4705
4706                   template <typename T> struct B { A<T>::C<int> m; };
4707                   B<float>;
4708
4709                  Create the partial instantiation.
4710                */
4711               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4712               found = tsubst (template, arglist, complain, NULL_TREE);
4713               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4714             }
4715         }
4716
4717       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));
4718       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template)
4719         = tree_cons (arglist, t,
4720                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template));
4721
4722       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE
4723           && !is_partial_instantiation)
4724         /* Now that the type has been registered on the instantiations
4725            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
4726            constants may involve the enumeration type itself, we make
4727            sure to register the type first, and then create the
4728            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
4729            constants won't result in recursive calls here; we'll find
4730            the instantiation and exit above.  */
4731         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
4732
4733       /* Reset the name of the type, now that CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO
4734          is set up.  */
4735       if (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE)
4736         DECL_NAME (type_decl) = classtype_mangled_name (t);
4737       if (is_partial_instantiation)
4738         /* If the type makes use of template parameters, the
4739            code that generates debugging information will crash.  */
4740         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
4741
4742       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
4743     }
4744   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
4745 }
4746 \f
4747 struct pair_fn_data
4748 {
4749   tree_fn_t fn;
4750   void *data;
4751   struct pointer_set_t *visited;
4752 };
4753
4754 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
4755
4756 static tree
4757 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
4758 {
4759   tree t = *tp;
4760   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
4761   tree_fn_t fn = pfd->fn;
4762   void *data = pfd->data;
4763
4764   if (TYPE_P (t)
4765       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited))
4766     return error_mark_node;
4767
4768   switch (TREE_CODE (t))
4769     {
4770     case RECORD_TYPE:
4771       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
4772         break;
4773       /* Fall through.  */
4774
4775     case UNION_TYPE:
4776     case ENUMERAL_TYPE:
4777       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
4778         *walk_subtrees = 0;
4779       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
4780                                        fn, data, pfd->visited))
4781         return error_mark_node;
4782       break;
4783
4784     case METHOD_TYPE:
4785       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
4786          explicitly here.  */
4787       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
4788                                   pfd->visited))
4789         return error_mark_node;
4790       /* Fall through.  */
4791
4792     case FUNCTION_TYPE:
4793       /* Check the return type.  */
4794       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4795         return error_mark_node;
4796
4797       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
4798          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
4799          contain expressions that involve template parameters.  But,
4800          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
4801          instantiated, they don't contain template parameters, so
4802          there's no point in looking at them then, either.  */
4803       {
4804         tree parm;
4805
4806         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
4807           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
4808                                       pfd->visited))
4809             return error_mark_node;
4810
4811         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
4812            want walk_tree walking into them itself.  */
4813         *walk_subtrees = 0;
4814       }
4815       break;
4816
4817     case TYPEOF_TYPE:
4818       if (for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
4819                                   pfd->visited))
4820         return error_mark_node;
4821       break;
4822
4823     case FUNCTION_DECL:
4824     case VAR_DECL:
4825       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
4826           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
4827                                      pfd->visited))
4828         return error_mark_node;
4829       /* Fall through.  */
4830
4831     case PARM_DECL:
4832     case CONST_DECL:
4833       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
4834           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
4835                                      pfd->visited))
4836         return error_mark_node;
4837       if (DECL_CONTEXT (t)
4838           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
4839                                      pfd->visited))
4840         return error_mark_node;
4841       break;
4842
4843     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4844       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
4845       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited))
4846         return error_mark_node;
4847       /* Fall through.  */
4848
4849     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4850     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
4851     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
4852       if (fn && (*fn)(t, data))
4853         return error_mark_node;
4854       else if (!fn)
4855         return error_mark_node;
4856       break;
4857
4858     case TEMPLATE_DECL:
4859       /* A template template parameter is encountered.  */
4860       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
4861           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4862         return error_mark_node;
4863
4864       /* Already substituted template template parameter */
4865       *walk_subtrees = 0;
4866       break;
4867
4868     case TYPENAME_TYPE:
4869       if (!fn
4870           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
4871                                      data, pfd->visited))
4872         return error_mark_node;
4873       break;
4874
4875     case CONSTRUCTOR:
4876       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
4877           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
4878                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
4879                                      pfd->visited))
4880         return error_mark_node;
4881       break;
4882
4883     case INDIRECT_REF:
4884     case COMPONENT_REF:
4885       /* If there's no type, then this thing must be some expression
4886          involving template parameters.  */
4887       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
4888         return error_mark_node;
4889       break;
4890
4891     case MODOP_EXPR:
4892     case CAST_EXPR:
4893     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
4894     case CONST_CAST_EXPR:
4895     case STATIC_CAST_EXPR:
4896     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
4897     case ARROW_EXPR:
4898     case DOTSTAR_EXPR:
4899     case TYPEID_EXPR:
4900     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
4901       if (!fn)
4902         return error_mark_node;
4903       break;
4904
4905     case BASELINK:
4906       /* If we do not handle this case specially, we end up walking
4907          the BINFO hierarchy, which is circular, and therefore
4908          confuses walk_tree.  */
4909       *walk_subtrees = 0;
4910       if (for_each_template_parm (BASELINK_FUNCTIONS (*tp), fn, data,
4911                                   pfd->visited))
4912         return error_mark_node;
4913       break;
4914
4915     default:
4916       break;
4917     }
4918
4919   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
4920   return NULL_TREE;
4921 }
4922
4923 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
4924    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
4925    call FN with the parameter and the DATA.
4926    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
4927    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
4928    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
4929    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
4930    considered to be the function which always returns 1.  */
4931
4932 static int
4933 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
4934                         struct pointer_set_t *visited)
4935 {
4936   struct pair_fn_data pfd;
4937   int result;
4938
4939   /* Set up.  */
4940   pfd.fn = fn;
4941   pfd.data = data;
4942
4943   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
4944      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
4945      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
4946      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
4947      visited list.)  */
4948   if (visited)
4949     pfd.visited = visited;
4950   else
4951     pfd.visited = pointer_set_create ();
4952   result = walk_tree (&t,
4953                       for_each_template_parm_r,
4954                       &pfd,
4955                       pfd.visited) != NULL_TREE;
4956
4957   /* Clean up.  */
4958   if (!visited)
4959     {
4960       pointer_set_destroy (pfd.visited);
4961       pfd.visited = 0;
4962     }
4963
4964   return result;
4965 }
4966
4967 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
4968
4969 int
4970 uses_template_parms (tree t)
4971 {
4972   bool dependent_p;
4973   int saved_processing_template_decl;
4974
4975   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4976   if (!saved_processing_template_decl)
4977     processing_template_decl = 1;
4978   if (TYPE_P (t))
4979     dependent_p = dependent_type_p (t);
4980   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
4981     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
4982   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
4983     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
4984                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
4985   else if (DECL_P (t)
4986            || EXPR_P (t)
4987            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4988            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
4989            || TREE_CODE (t) == BASELINK
4990            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
4991            || CONSTANT_CLASS_P (t))
4992     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
4993                    || value_dependent_expression_p (t));
4994   else
4995     {
4996       gcc_assert (t == error_mark_node);
4997       dependent_p = false;
4998     }
4999
5000   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
5001
5002   return dependent_p;
5003 }
5004
5005 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
5006
5007 int
5008 uses_template_parms_level (tree t, int level)
5009 {
5010   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL);
5011 }
5012
5013 static int tinst_depth;
5014 extern int max_tinst_depth;
5015 #ifdef GATHER_STATISTICS
5016 int depth_reached;
5017 #endif
5018 static int tinst_level_tick;
5019 static int last_template_error_tick;
5020
5021 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
5022    for diagnostics and to restore it later.  */
5023
5024 int
5025 push_tinst_level (tree d)
5026 {
5027   tree new;
5028
5029   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
5030     {
5031       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
5032          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
5033          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
5034       if (uses_template_parms (d))
5035         return 0;
5036
5037       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
5038       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
5039              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
5040              max_tinst_depth, d);
5041
5042       print_instantiation_context ();
5043
5044       return 0;
5045     }
5046
5047   new = make_node (TINST_LEVEL);
5048   TINST_DECL (new) = d;
5049   TINST_LOCATION (new) = input_location;
5050   TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (new) = in_system_header;
5051   TREE_CHAIN (new) = current_tinst_level;
5052   current_tinst_level = new;
5053
5054   ++tinst_depth;
5055 #ifdef GATHER_STATISTICS
5056   if (tinst_depth > depth_reached)
5057     depth_reached = tinst_depth;
5058 #endif
5059
5060   ++tinst_level_tick;
5061   return 1;
5062 }
5063
5064 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
5065    context.  */
5066
5067 void
5068 pop_tinst_level (void)
5069 {
5070   tree old = current_tinst_level;
5071
5072   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
5073      this instantiation.  */
5074   input_location = TINST_LOCATION (old);
5075   in_system_header = TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (old);
5076   current_tinst_level = TREE_CHAIN (old);
5077   --tinst_depth;
5078   ++tinst_level_tick;
5079 }
5080
5081 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
5082    instantiation context in which the instantiation was requested, which
5083    is one step out from LEVEL.  */
5084
5085 static void
5086 reopen_tinst_level (tree level)
5087 {
5088   tree t;
5089
5090   tinst_depth = 0;
5091   for (t = level; t; t = TREE_CHAIN (t))
5092     ++tinst_depth;
5093
5094   current_tinst_level = level;
5095   pop_tinst_level ();
5096 }
5097
5098 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
5099    vector of template arguments, as for tsubst.
5100
5101    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
5102
5103 static tree
5104 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
5105 {
5106   tree new_friend;
5107
5108   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
5109       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
5110       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
5111     /* This was a friend declared with an explicit template
5112        argument list, e.g.:
5113
5114        friend void f<>(T);
5115
5116        to indicate that f was a template instantiation, not a new
5117        function declaration.  Now, we have to figure out what
5118        instantiation of what template.  */
5119     {
5120       tree template_id, arglist, fns;
5121       tree new_args;
5122       tree tmpl;
5123       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
5124
5125       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
5126          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
5127          current cless with same name.  */
5128       push_nested_namespace (ns);
5129       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
5130                          tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5131       pop_nested_namespace (ns);
5132       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
5133                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5134       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
5135
5136       new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5137       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
5138                                        &new_args,
5139                                        /*need_member_template=*/0,
5140                                        TREE_VEC_LENGTH (args));
5141       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
5142     }
5143
5144   new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5145
5146   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
5147      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
5148      the language.  For example, we might have had:
5149
5150      template <class T> struct S {
5151        template <class U> friend void f(T, U);
5152      };
5153
5154      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
5155      instantiation of anything.  */
5156   if (new_friend == error_mark_node)
5157     return error_mark_node;
5158
5159   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
5160   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
5161     {
5162       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
5163       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
5164         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
5165     }
5166
5167   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
5168      is not a template instantiation and should not be mangled like
5169      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
5170      later if we need it.  */
5171   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
5172     {
5173       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
5174       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
5175     }
5176
5177   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
5178     {
5179       tree old_decl;
5180       tree new_friend_template_info;
5181       tree new_friend_result_template_info;
5182       tree ns;
5183       int  new_friend_is_defn;
5184
5185       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
5186          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
5187          possible.  */
5188       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
5189       new_friend_is_defn =
5190             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
5191                            (template_for_substitution (new_friend)))
5192              != NULL_TREE);
5193       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
5194         {
5195           /* This declaration is a `primary' template.  */
5196           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
5197
5198           new_friend_result_template_info
5199             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
5200         }
5201       else
5202         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
5203
5204       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
5205          current namespace. However, the friend function should go
5206          into the namespace of the template.  */
5207       ns = decl_namespace_context (new_friend);
5208       push_nested_namespace (ns);
5209       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
5210       pop_nested_namespace (ns);
5211
5212       if (old_decl != new_friend)
5213         {
5214           /* This new friend declaration matched an existing
5215              declaration.  For example, given:
5216
5217                template <class T> void f(T);
5218                template <class U> class C {
5219                  template <class T> friend void f(T) {}
5220                };
5221
5222              the friend declaration actually provides the definition
5223              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
5224              old_decl will be the out-of-class template declaration,
5225              while new_friend is the in-class definition.
5226
5227              But, if `f' was called before this point, the
5228              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
5229              to `T' but not to `U', references to which might appear
5230              in the definition of `f'.  Previously, the most general
5231              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
5232              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
5233              run through all specialization of `f', adding to their
5234              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
5235              new set of outer arguments, corresponding to the
5236              arguments for this class instantiation.
5237
5238              The same situation can arise with something like this:
5239
5240                friend void f(int);
5241                template <class T> class C {
5242                  friend void f(T) {}
5243                };
5244
5245              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
5246              in the class.  */
5247
5248           if (!new_friend_is_defn)
5249             /* On the other hand, if the in-class declaration does
5250                *not* provide a definition, then we don't want to alter
5251                existing definitions.  We can just leave everything
5252                alone.  */
5253             ;
5254           else
5255             {
5256               /* Overwrite whatever template info was there before, if
5257                  any, with the new template information pertaining to
5258                  the declaration.  */
5259               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
5260
5261               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
5262                 reregister_specialization (new_friend,
5263                                            most_general_template (old_decl),
5264                                            old_decl);
5265               else
5266                 {
5267                   tree t;
5268                   tree new_friend_args;
5269
5270                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
5271                     = new_friend_result_template_info;
5272
5273                   new_friend_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
5274                   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl);
5275                        t != NULL_TREE;
5276                        t = TREE_CHAIN (t))
5277                     {
5278                       tree spec = TREE_VALUE (t);
5279
5280                       DECL_TI_ARGS (spec)
5281                         = add_outermost_template_args (new_friend_args,
5282                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
5283                     }
5284
5285                   /* Now, since specializations are always supposed to
5286                      hang off of the most general template, we must move
5287                      them.  */
5288                   t = most_general_template (old_decl);
5289                   if (t != old_decl)
5290                     {
5291                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t)
5292                         = chainon (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t),
5293                                    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl));
5294                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
5295                     }
5296                 }
5297             }
5298
5299           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
5300              by duplicate_decls.  */
5301           new_friend = old_decl;
5302         }
5303     }
5304   else
5305     {
5306       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
5307       bool dependent_p;
5308
5309       /* In the code
5310            template <class T> class C {
5311              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
5312              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
5313            };
5314          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
5315          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
5316          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
5317          this isn't true for case 2.  */
5318       ++processing_template_decl;
5319       dependent_p = dependent_type_p (context);
5320       --processing_template_decl;
5321
5322       if (!dependent_p
5323           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
5324         return error_mark_node;
5325
5326       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
5327         {
5328           /* Check to see that the declaration is really present, and,
5329              possibly obtain an improved declaration.  */
5330           tree fn = check_classfn (context,
5331                                    new_friend, NULL_TREE);
5332
5333           if (fn)
5334             new_friend = fn;
5335         }
5336     }
5337
5338   return new_friend;
5339 }
5340
5341 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
5342    template arguments, as for tsubst.
5343
5344    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
5345    failure.  */
5346
5347 static tree
5348 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
5349 {
5350   tree friend_type;
5351   tree tmpl;
5352   tree context;
5353
5354   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
5355
5356   if (context)
5357     {
5358       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5359         push_nested_namespace (context);
5360       else
5361         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
5362     }
5363
5364   /* First, we look for a class template.  */
5365   tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/0);
5366
5367   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
5368      situation like this:
5369
5370        template <class T>
5371        struct S {
5372          template <class U>
5373          friend struct S;
5374        };
5375
5376      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
5377      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
5378   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5379     {
5380       tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/1);
5381       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
5382     }
5383
5384   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5385     {
5386       /* The friend template has already been declared.  Just
5387          check to see that the declarations match, and install any new
5388          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
5389          of course.  We only need the innermost template parameters
5390          because that is all that redeclare_class_template will look
5391          at.  */
5392       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
5393           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
5394         {
5395           tree parms;
5396           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
5397                                          args, tf_error | tf_warning);
5398           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
5399         }
5400
5401       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
5402     }
5403   else
5404     {
5405       /* The friend template has not already been declared.  In this
5406          case, the instantiation of the template class will cause the
5407          injection of this template into the global scope.  */
5408       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5409
5410       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
5411          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
5412          the new type because that is supposed to be the corresponding
5413          template decl, i.e., TMPL.  */
5414       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
5415       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
5416       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
5417       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
5418         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
5419
5420       /* Inject this template into the global scope.  */
5421       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
5422     }
5423
5424   if (context)
5425     {
5426       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5427         pop_nested_namespace (context);
5428       else
5429         pop_nested_class ();
5430     }
5431
5432   return friend_type;
5433 }
5434
5435 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
5436    Otherwise returns one.  */
5437
5438 static int
5439 can_complete_type_without_circularity (tree type)
5440 {
5441   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
5442     return 0;
5443   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
5444     return 1;
5445   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
5446     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
5447   else if (CLASS_TYPE_P (type)
5448            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
5449     return 0;
5450   else
5451     return 1;
5452 }
5453
5454 tree
5455 instantiate_class_template (tree type)
5456 {
5457   tree template, args, pattern, t, member;
5458   tree typedecl;
5459   tree pbinfo;
5460   tree base_list;
5461
5462   if (type == error_mark_node)
5463     return error_mark_node;
5464
5465   if (TYPE_BEING_DEFINED (type)
5466       || COMPLETE_TYPE_P (type)
5467       || dependent_type_p (type))
5468     return type;
5469
5470   /* Figure out which template is being instantiated.  */
5471   template = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
5472   gcc_assert (TREE_CODE (template) == TEMPLATE_DECL);
5473
5474   /* Figure out which arguments are being used to do the
5475      instantiation.  */
5476   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
5477
5478   /* Determine what specialization of the original template to
5479      instantiate.  */
5480   t = most_specialized_class (template, args);
5481   if (t == error_mark_node)
5482     {
5483       const char *str = "candidates are:";
5484       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
5485       for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (template); t;
5486            t = TREE_CHAIN (t))
5487         {
5488           if (get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args))
5489             {
5490               error ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
5491               str = "               ";
5492             }
5493         }
5494       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5495       return error_mark_node;
5496     }
5497
5498   if (t)
5499     pattern = TREE_TYPE (t);
5500   else
5501     pattern = TREE_TYPE (template);
5502
5503   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
5504      there's nothing we can do.  */
5505   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
5506     return type;
5507
5508   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
5509   if (! push_tinst_level (type))
5510     return type;
5511
5512   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
5513      the process of being defined.  */
5514   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5515
5516   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
5517      it now.  */
5518   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
5519
5520   push_to_top_level ();
5521
5522   if (t)
5523     {
5524       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
5525          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
5526          the arguments appropriate for substitution.  For example,
5527          given:
5528
5529            template <class T> struct S {};
5530            template <class T> struct S<T*> {};
5531
5532          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
5533          present be {int*} but we need {int}.  */
5534       tree inner_args
5535         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t),
5536                               args);
5537
5538       /* If there were multiple levels in ARGS, replacing the
5539          innermost level would alter CLASSTYPE_TI_ARGS, which we don't
5540          want, so we make a copy first.  */
5541       if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
5542         {
5543           args = copy_node (args);
5544           SET_TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args), inner_args);
5545         }
5546       else
5547         args = inner_args;
5548     }
5549
5550   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
5551
5552   /* Set the input location to the template definition. This is needed
5553      if tsubsting causes an error.  */
5554   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (type);
5555   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5556   in_system_header = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (typedecl);
5557
5558   TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (pattern);
5559   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
5560   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
5561   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
5562   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
5563   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
5564   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
5565   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
5566   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
5567   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
5568   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
5569   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
5570   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
5571   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
5572   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
5573     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
5574   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
5575     {
5576       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
5577       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
5578     }
5579
5580   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
5581
5582   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
5583      class; we need to look up the nested class by name before we can
5584      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
5585      class.  */
5586   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
5587               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
5588               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
5589
5590   base_list = NULL_TREE;
5591   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
5592     {
5593       tree pbase_binfo;
5594       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
5595       tree pushed_scope;
5596       int i;
5597
5598       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
5599          the accessibility of types named in dependent bases are
5600          looked up from.  */
5601       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
5602
5603       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
5604          basetypes.  */
5605       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
5606         {
5607           tree base;
5608           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
5609
5610           /* Substitute to figure out the base class.  */
5611           base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, NULL_TREE);
5612           if (base == error_mark_node)
5613             continue;
5614
5615           base_list = tree_cons (access, base, base_list);
5616           if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
5617             TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
5618         }
5619
5620       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
5621       base_list = nreverse (base_list);
5622
5623       if (pushed_scope)
5624         pop_scope (pushed_scope);
5625     }
5626   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
5627      information.  */
5628   xref_basetypes (type, base_list);
5629
5630
5631   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
5632      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
5633      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
5634      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
5635      class.  */
5636   pushclass (type);
5637
5638   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
5639   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
5640        member; member = TREE_CHAIN (member))
5641     {
5642       tree t = TREE_VALUE (member);
5643
5644       if (TREE_PURPOSE (member))
5645         {
5646           if (TYPE_P (t))
5647             {
5648               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
5649
5650               tree tag = t;
5651               tree name = TYPE_IDENTIFIER (tag);
5652               tree newtag;
5653               bool class_template_p;
5654
5655               class_template_p = (TREE_CODE (tag) != ENUMERAL_TYPE
5656                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (tag)
5657                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (tag));
5658               /* If the member is a class template, then -- even after
5659                  substitution -- there may be dependent types in the
5660                  template argument list for the class.  We increment
5661                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
5662                  that function will assume that no types are dependent
5663                  when outside of a template.  */
5664               if (class_template_p)
5665                 ++processing_template_decl;
5666               newtag = tsubst (tag, args, tf_error, NULL_TREE);
5667               if (class_template_p)
5668                 --processing_template_decl;
5669               if (newtag == error_mark_node)
5670                 continue;
5671
5672               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
5673                 {
5674                   if (class_template_p)
5675                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
5676                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
5677                        instantiation (i.e., for the type of a member
5678                        template class nested within a template class.)
5679                        This behavior is required for
5680                        maybe_process_partial_specialization to work
5681                        correctly, but is not accurate in this case;
5682                        the TAG is not an instantiation of anything.
5683                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
5684                        instantiation, but the TYPE is not.) */
5685                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
5686
5687                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
5688                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
5689                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
5690                      this for enums because it will already have been done in
5691                      tsubst_enum.  */
5692                   if (name)
5693                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
5694                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
5695                 }
5696             }
5697           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5698                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
5699             {
5700               /* Build new TYPE_METHODS.  */
5701               tree r;
5702
5703               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5704                 ++processing_template_decl;
5705               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5706               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5707                 --processing_template_decl;
5708               set_current_access_from_decl (r);
5709               grok_special_member_properties (r);
5710               finish_member_declaration (r);
5711             }
5712           else
5713             {
5714               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
5715
5716               if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
5717                 {
5718                   tree r;
5719
5720                   /* The the file and line for this declaration, to
5721                      assist in error message reporting.  Since we
5722                      called push_tinst_level above, we don't need to
5723                      restore these.  */
5724                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5725
5726                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5727                     ++processing_template_decl;
5728                   r = tsubst (t, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5729                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5730                     --processing_template_decl;
5731                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
5732                     {
5733                       /* In [temp.inst]:
5734
5735                            [t]he initialization (and any associated
5736                            side-effects) of a static data member does
5737                            not occur unless the static data member is
5738                            itself used in a way that requires the
5739                            definition of the static data member to
5740                            exist.  
5741
5742                          Therefore, we do not substitute into the
5743                          initialized for the static data member here.  */
5744                       finish_static_data_member_decl 
5745                         (r, 
5746                          /*init=*/NULL_TREE, 
5747                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE, 
5748                          /*flags=*/0);
5749                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5750                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
5751                     }
5752                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
5753                     {
5754                       /* Determine whether R has a valid type and can be
5755                          completed later.  If R is invalid, then it is
5756                          replaced by error_mark_node so that it will not be
5757                          added to TYPE_FIELDS.  */
5758                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
5759                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
5760                         complete_type (rtype);
5761
5762                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
5763                         {
5764                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
5765                           r = error_mark_node;
5766                         }
5767                     }
5768
5769                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
5770                      such a thing will already have been added to the field
5771                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
5772                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
5773                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
5774                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
5775                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
5776                     {
5777                       set_current_access_from_decl (r);
5778                       finish_member_declaration (r);
5779                     }
5780                 }
5781             }
5782         }
5783       else
5784         {
5785           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
5786             {
5787               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
5788
5789               tree friend_type = t;
5790               bool adjust_processing_template_decl = false;
5791
5792               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5793                 {
5794                   /* template <class T> friend class C;  */
5795                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
5796                   adjust_processing_template_decl = true;
5797                 }
5798               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5799                 {
5800                   /* template <class T> friend class C::D;  */
5801                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5802                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5803                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5804                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
5805                   adjust_processing_template_decl = true;
5806                 }
5807               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
5808                 {
5809                   /* This could be either
5810
5811                        friend class T::C;
5812
5813                      when dependent_type_p is false or
5814
5815                        template <class U> friend class T::C;
5816
5817                      otherwise.  */
5818                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5819                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5820                   /* Bump processing_template_decl for correct
5821                      dependent_type_p calculation.  */
5822                   ++processing_template_decl;
5823                   if (dependent_type_p (friend_type))
5824                     adjust_processing_template_decl = true;
5825                   --processing_template_decl;
5826                 }
5827               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
5828                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
5829                 {
5830                   /* friend class C;
5831
5832                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
5833                      from namespace scope directly, bypassing any name that
5834                      come from dependent base class.  */
5835                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
5836
5837                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
5838                      classes.  */
5839                   push_nested_namespace (ns);
5840                   friend_type =
5841                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
5842                                         /*tag_scope=*/ts_current);
5843                   pop_nested_namespace (ns);
5844                 }
5845               else if (uses_template_parms (friend_type))
5846                 /* friend class C<T>;  */
5847                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
5848                                       tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5849               /* Otherwise it's
5850
5851                    friend class C;
5852
5853                  where C is already declared or
5854
5855                    friend class C<int>;
5856
5857                  We don't have to do anything in these cases.  */
5858
5859               if (adjust_processing_template_decl)
5860                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
5861                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
5862                    important that we use make_friend_class since it will
5863                    perform some error-checking and output cross-reference
5864                    information.  */
5865                 ++processing_template_decl;
5866
5867               if (friend_type != error_mark_node)
5868                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
5869
5870               if (adjust_processing_template_decl)
5871                 --processing_template_decl;
5872             }
5873           else
5874             {
5875               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
5876               tree r;
5877
5878               /* The the file and line for this declaration, to
5879                  assist in error message reporting.  Since we
5880                  called push_tinst_level above, we don't need to
5881                  restore these.  */
5882               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5883
5884               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5885                 {
5886                   ++processing_template_decl;
5887                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
5888                 }
5889
5890               r = tsubst_friend_function (t, args);
5891               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
5892               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5893                 {
5894                   pop_deferring_access_checks ();
5895                   --processing_template_decl;
5896                 }
5897             }
5898         }
5899     }
5900
5901   /* Set the file and line number information to whatever is given for
5902      the class itself.  This puts error messages involving generated
5903      implicit functions at a predictable point, and the same point
5904      that would be used for non-template classes.  */
5905   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5906
5907   unreverse_member_declarations (type);
5908   finish_struct_1 (type);
5909   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
5910
5911   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
5912      any member functions.  We don't do this earlier because the
5913      default arguments may reference members of the class.  */
5914   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
5915     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
5916       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5917           /* Implicitly generated member functions will not have template
5918              information; they are not instantiations, but instead are
5919              created "fresh" for each instantiation.  */
5920           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
5921         tsubst_default_arguments (t);
5922
5923   popclass ();
5924   pop_from_top_level ();
5925   pop_deferring_access_checks ();
5926   pop_tinst_level ();
5927
5928   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
5929      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
5930      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
5931      the keyed_classes list.  */
5932   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
5933     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
5934
5935   return type;
5936 }
5937
5938 static tree
5939 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5940 {
5941   tree r;
5942
5943   if (!t)
5944     r = t;
5945   else if (TYPE_P (t))
5946     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
5947   else
5948     {
5949       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl);
5950       r = fold_non_dependent_expr (r);
5951     }
5952   return r;
5953 }
5954
5955 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
5956
5957 static tree
5958 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5959 {
5960   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
5961   int need_new = 0, i;
5962   tree *elts = alloca (len * sizeof (tree));
5963
5964   for (i = 0; i < len; i++)
5965     {
5966       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
5967       tree new_arg;
5968
5969       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
5970         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
5971       else
5972         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
5973
5974       if (new_arg == error_mark_node)
5975         return error_mark_node;
5976
5977       elts[i] = new_arg;
5978       if (new_arg != orig_arg)
5979         need_new = 1;
5980     }
5981
5982   if (!need_new)
5983     return t;
5984
5985   t = make_tree_vec (len);
5986   for (i = 0; i < len; i++)
5987     TREE_VEC_ELT (t, i) = elts[i];
5988
5989   return t;
5990 }
5991
5992 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
5993    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
5994    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
5995    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
5996    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
5997    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
5998
5999 static tree
6000 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
6001 {
6002   tree r = NULL_TREE;
6003   tree* new_parms;
6004
6005   for (new_parms = &r;
6006        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6007        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
6008          parms = TREE_CHAIN (parms))
6009     {
6010       tree new_vec =
6011         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
6012       int i;
6013
6014       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
6015         {
6016           tree tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
6017           tree default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
6018           tree parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
6019
6020           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
6021           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
6022               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
6023             parm_decl = error_mark_node;
6024           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
6025                                                complain, NULL_TREE);
6026
6027           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
6028           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
6029         }
6030
6031       *new_parms =
6032         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
6033                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
6034                    new_vec, NULL_TREE);
6035     }
6036
6037   return r;
6038 }
6039
6040 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
6041    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
6042    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
6043    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
6044    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
6045
6046 static tree
6047 tsubst_aggr_type (tree t,
6048                   tree args,
6049                   tsubst_flags_t complain,
6050                   tree in_decl,
6051                   int entering_scope)
6052 {
6053   if (t == NULL_TREE)
6054     return NULL_TREE;
6055
6056   switch (TREE_CODE (t))
6057     {
6058     case RECORD_TYPE:
6059       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6060         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6061
6062       /* Else fall through.  */
6063     case ENUMERAL_TYPE:
6064     case UNION_TYPE:
6065       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6066         {
6067           tree argvec;
6068           tree context;
6069           tree r;
6070           bool saved_skip_evaluation;
6071
6072           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
6073           saved_skip_evaluation = skip_evaluation;
6074           skip_evaluation = false;
6075
6076           /* First, determine the context for the type we are looking
6077              up.  */
6078           context = TYPE_CONTEXT (t);
6079           if (context)
6080             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
6081                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6082
6083           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
6084              type we are trying to find.  For example, given:
6085
6086                template <class T> struct S;
6087                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
6088
6089              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
6090              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
6091              S we only want {double}.  */
6092           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
6093                                          complain, in_decl);
6094           if (argvec == error_mark_node)
6095             r = error_mark_node;
6096           else
6097             {
6098               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
6099                                          entering_scope, complain);
6100               r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
6101             }
6102           
6103           skip_evaluation = saved_skip_evaluation;
6104
6105           return r;
6106         }
6107       else
6108         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
6109         return t;
6110
6111     default:
6112       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
6113     }
6114 }
6115
6116 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
6117    FN), which has the indicated TYPE.  */
6118
6119 tree
6120 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
6121 {
6122   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
6123   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
6124
6125   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
6126      default argument here, not in tsubst.  In the case of
6127      something like:
6128
6129        template <class T>
6130        struct S {
6131          static T t();
6132          void f(T = t());
6133        };
6134
6135      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
6136      rather than in the current class.  */
6137   push_access_scope (fn);
6138   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
6139   if (cfun)
6140     {
6141       saved_class_ptr = current_class_ptr;
6142       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
6143       saved_class_ref = current_class_ref;
6144       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
6145     }
6146
6147   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
6148   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
6149                      tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
6150   pop_deferring_access_checks();
6151
6152   /* Restore the "this" pointer.  */
6153   if (cfun)
6154     {
6155       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
6156       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
6157     }
6158
6159   pop_access_scope (fn);
6160
6161   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
6162   arg = check_default_argument (type, arg);
6163
6164   return arg;
6165 }
6166
6167 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
6168
6169 static void
6170 tsubst_default_arguments (tree fn)
6171 {
6172   tree arg;
6173   tree tmpl_args;
6174
6175   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
6176
6177   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
6178      its default arguments.  */
6179   if (uses_template_parms (tmpl_args))
6180     return;
6181
6182   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
6183        arg;
6184        arg = TREE_CHAIN (arg))
6185     if (TREE_PURPOSE (arg))
6186       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
6187                                                     TREE_VALUE (arg),
6188                                                     TREE_PURPOSE (arg));
6189 }
6190
6191 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
6192    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
6193    control of COMPLAIN.  */
6194
6195 static tree
6196 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
6197 {
6198   location_t saved_loc;
6199   tree r = NULL_TREE;
6200   tree in_decl = t;
6201
6202   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
6203   saved_loc = input_location;
6204   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6205
6206   switch (TREE_CODE (t))
6207     {
6208     case TEMPLATE_DECL:
6209       {
6210         /* We can get here when processing a member function template,
6211            member class template, and template template parameter of
6212            a template class.  */
6213         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
6214         tree spec;
6215         tree tmpl_args;
6216         tree full_args;
6217
6218         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
6219           {
6220             /* Template template parameter is treated here.  */
6221             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6222             if (new_type == error_mark_node)
6223               return error_mark_node;
6224
6225             r = copy_decl (t);
6226             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6227             TREE_TYPE (r) = new_type;
6228             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
6229               = build_decl (TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
6230             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6231               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6232                                        complain);
6233             TYPE_NAME (new_type) = r;
6234             break;
6235           }
6236
6237         /* We might already have an instance of this template.
6238            The ARGS are for the surrounding class type, so the
6239            full args contain the tsubst'd args for the context,
6240            plus the innermost args from the template decl.  */
6241         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
6242           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
6243           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
6244         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
6245                                           complain, in_decl);
6246         if (full_args == error_mark_node)
6247           return error_mark_node;
6248
6249         /* tsubst_template_args doesn't copy the vector if
6250            nothing changed.  But, *something* should have
6251            changed.  */
6252         gcc_assert (full_args != tmpl_args);
6253
6254         spec = retrieve_specialization (t, full_args,
6255                                         /*class_specializations_p=*/true);
6256         if (spec != NULL_TREE)
6257           {
6258             r = spec;
6259             break;
6260           }
6261
6262         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
6263            original, but will record the current template arguments.
6264            We also create a new function declaration, which is just
6265            like the old one, but points to this new template, rather
6266            than the old one.  */
6267         r = copy_decl (t);
6268         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
6269         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6270
6271         DECL_CONTEXT (r)
6272           = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6273                               complain, in_decl,
6274                               /*entering_scope=*/1);
6275         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
6276
6277         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
6278           {
6279             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6280             if (new_type == error_mark_node)
6281               return error_mark_node;
6282
6283             TREE_TYPE (r) = new_type;
6284             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
6285             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
6286             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
6287           }
6288         else
6289           {
6290             tree new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
6291             if (new_decl == error_mark_node)
6292               return error_mark_node;
6293
6294             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
6295             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
6296             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
6297             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
6298           }
6299
6300         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6301         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
6302         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
6303
6304         /* The template parameters for this new template are all the
6305            template parameters for the old template, except the
6306            outermost level of parameters.  */
6307         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6308           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6309                                    complain);
6310
6311         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
6312           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
6313
6314         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
6315           /* Record this non-type partial instantiation.  */
6316           register_specialization (r, t,
6317                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
6318                                    false);
6319       }
6320       break;
6321
6322     case FUNCTION_DECL:
6323       {
6324         tree ctx;
6325         tree argvec = NULL_TREE;
6326         tree *friends;
6327         tree gen_tmpl;
6328         tree type;
6329         int member;
6330         int args_depth;
6331         int parms_depth;
6332
6333         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
6334         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
6335
6336         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
6337           {
6338             tree spec;
6339             bool dependent_p;
6340
6341             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
6342                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
6343                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
6344                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
6345             ++processing_template_decl;
6346             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
6347             --processing_template_decl;
6348             if (!dependent_p)
6349               return t;
6350
6351             /* Calculate the most general template of which R is a
6352                specialization, and the complete set of arguments used to
6353                specialize R.  */
6354             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
6355             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
6356                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
6357                                            args, complain, in_decl);
6358
6359             /* Check to see if we already have this specialization.  */
6360             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6361                                             /*class_specializations_p=*/false);
6362
6363             if (spec)
6364               {
6365                 r = spec;
6366                 break;
6367               }
6368
6369             /* We can see more levels of arguments than parameters if
6370                there was a specialization of a member template, like
6371                this:
6372
6373                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
6374                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
6375
6376                Here, we'll be substituting into the specialization,
6377                because that's where we can find the code we actually
6378                want to generate, but we'll have enough arguments for
6379                the most general template.
6380
6381                We also deal with the peculiar case:
6382
6383                  template <class T> struct S {
6384                    template <class U> friend void f();
6385                  };
6386                  template <class U> void f() {}
6387                  template S<int>;
6388                  template void f<double>();
6389
6390                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
6391                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
6392                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
6393                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
6394                situations like:
6395
6396                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
6397                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
6398
6399                which we can spot because the pattern will be a
6400                specialization in this case.  */
6401             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6402             parms_depth =
6403               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
6404             if (args_depth > parms_depth
6405                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
6406               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
6407           }
6408         else
6409           {
6410             /* This special case arises when we have something like this:
6411
6412                  template <class T> struct S {
6413                    friend void f<int>(int, double);
6414                  };
6415
6416                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
6417                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
6418                tsubst_friend_function, and we want only to create a
6419                new decl (R) with appropriate types so that we can call
6420                determine_specialization.  */
6421             gen_tmpl = NULL_TREE;
6422           }
6423
6424         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6425           {
6426             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
6427               member = 2;
6428             else
6429               member = 1;
6430             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6431                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
6432           }
6433         else
6434           {
6435             member = 0;
6436             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6437           }
6438         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6439         if (type == error_mark_node)
6440           return error_mark_node;
6441
6442         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
6443            point, as they may not represent instantiations of this
6444            template, and in any case are considered separate under the
6445            discrete model.  */
6446         r = copy_decl (t);
6447         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
6448         TREE_TYPE (r) = type;
6449         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6450         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6451         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6452         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6453         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6454
6455         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
6456           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
6457              case it's the name of one of the template's parameters.  */
6458           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
6459
6460         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
6461                                      complain, t);
6462         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
6463
6464         TREE_STATIC (r) = 0;
6465         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
6466         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6467         /* If this is an instantiation of a function with internal
6468            linkage, we already know what object file linkage will be
6469            assigned to the instantiation.  */
6470         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
6471         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
6472         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6473         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
6474         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
6475         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
6476         TREE_USED (r) = 0;
6477         if (DECL_CLONED_FUNCTION (r))
6478           {
6479             DECL_CLONED_FUNCTION (r) = tsubst (DECL_CLONED_FUNCTION (t),
6480                                                args, complain, t);
6481             TREE_CHAIN (r) = TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r));
6482             TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r)) = r;
6483           }
6484
6485         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
6486            this in the special friend case mentioned above where
6487            GEN_TMPL is NULL.  */
6488         if (gen_tmpl)
6489           {
6490             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
6491               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
6492             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6493             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false);
6494
6495             /* We're not supposed to instantiate default arguments
6496                until they are called, for a template.  But, for a
6497                declaration like:
6498
6499                  template <class T> void f ()
6500                  { extern void g(int i = T()); }
6501
6502                we should do the substitution when the template is
6503                instantiated.  We handle the member function case in
6504                instantiate_class_template since the default arguments
6505                might refer to other members of the class.  */
6506             if (!member
6507                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6508                 && !uses_template_parms (argvec))
6509               tsubst_default_arguments (r);
6510           }
6511         else
6512           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
6513
6514         /* Copy the list of befriending classes.  */
6515         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
6516              *friends;
6517              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
6518           {
6519             *friends = copy_node (*friends);
6520             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
6521                                             args, complain,
6522                                             in_decl);
6523           }
6524
6525         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
6526           {
6527             maybe_retrofit_in_chrg (r);
6528             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
6529               grok_ctor_properties (ctx, r);
6530             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
6531                If it isn't, that'll be handled by
6532                clone_constructors_and_destructors.  */
6533             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6534               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
6535           }
6536         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r)))
6537           grok_op_properties (r, (complain & tf_error) != 0);
6538
6539         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
6540           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
6541                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
6542                                             args, complain, in_decl));
6543       }
6544       break;
6545
6546     case PARM_DECL:
6547       {
6548         tree type;
6549
6550         r = copy_node (t);
6551         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
6552           SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
6553
6554         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6555         type = type_decays_to (type);
6556         TREE_TYPE (r) = type;
6557         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6558
6559         if (DECL_INITIAL (r))
6560           {
6561             if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
6562               DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
6563             else
6564               DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
6565                                          complain, in_decl);
6566           }
6567
6568         DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
6569
6570         if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
6571           DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
6572         if (TREE_CHAIN (t))
6573           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
6574                                    complain, TREE_CHAIN (t));
6575       }
6576       break;
6577
6578     case FIELD_DECL:
6579       {
6580         tree type;
6581
6582         r = copy_decl (t);
6583         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6584         if (type == error_mark_node)
6585           return error_mark_node;
6586         TREE_TYPE (r) = type;
6587         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6588
6589         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
6590            finish_member_declaration.  */
6591         DECL_INITIAL (r) = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
6592                                         complain, in_decl);
6593         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6594         if (VOID_TYPE_P (type))
6595           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
6596       }
6597       break;
6598
6599     case USING_DECL:
6600       /* We reach here only for member using decls.  */
6601       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
6602         {
6603           r = do_class_using_decl
6604             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
6605              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
6606           if (!r)
6607             r = error_mark_node;
6608         }
6609       else
6610         {
6611           r = copy_node (t);
6612           TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6613         }
6614       break;
6615
6616     case TYPE_DECL:
6617     case VAR_DECL:
6618       {
6619         tree argvec = NULL_TREE;
6620         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
6621         tree spec;
6622         tree tmpl = NULL_TREE;
6623         tree ctx;
6624         tree type = NULL_TREE;
6625         int local_p;
6626
6627         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6628           {
6629             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6630             if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6631                 || t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
6632               {
6633                 /* If this is the canonical decl, we don't have to
6634                    mess with instantiations, and often we can't (for
6635                    typename, template type parms and such).  Note that
6636                    TYPE_NAME is not correct for the above test if
6637                    we've copied the type for a typedef.  */
6638                 r = TYPE_NAME (type);
6639                 break;
6640               }
6641           }
6642
6643         /* Assume this is a non-local variable.  */
6644         local_p = 0;
6645
6646         if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (t)))
6647           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6648                                   complain,
6649                                   in_decl, /*entering_scope=*/1);
6650         else if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
6651           ctx = DECL_CONTEXT (t);
6652         else
6653           {
6654             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
6655             ctx = NULL_TREE;
6656             local_p = 1;
6657           }
6658
6659         /* Check to see if we already have this specialization.  */
6660         if (!local_p)
6661           {
6662             tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
6663             gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
6664             argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
6665             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6666                                             /*class_specializations_p=*/false);
6667           }
6668         else
6669           spec = retrieve_local_specialization (t);
6670
6671         if (spec)
6672           {
6673             r = spec;
6674             break;
6675           }
6676
6677         r = copy_decl (t);
6678         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6679           {
6680             /* Even if the original location is out of scope, the
6681                newly substituted one is not.  */
6682             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
6683             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
6684             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
6685             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6686             if (type == error_mark_node)
6687               return error_mark_node;
6688             type = complete_type (type);
6689             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
6690               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
6691             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
6692
6693             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
6694               {
6695                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
6696                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl);
6697                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
6698               }
6699           }
6700         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
6701           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
6702         TREE_TYPE (r) = type;
6703         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6704         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6705         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6706         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6707         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6708           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6709         /* The initializer must not be expanded until it is required;
6710            see [temp.inst].  */
6711         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6712         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6713           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6714         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
6715
6716         if (!local_p)
6717           {
6718             /* A static data member declaration is always marked
6719                external when it is declared in-class, even if an
6720                initializer is present.  We mimic the non-template
6721                processing here.  */
6722             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6723
6724             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false);
6725             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
6726             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6727           }
6728         else
6729           register_local_specialization (r, t);
6730
6731         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6732         layout_decl (r, 0);
6733       }
6734       break;
6735
6736     default:
6737       gcc_unreachable ();
6738     }
6739
6740   /* Restore the file and line information.  */
6741   input_location = saved_loc;
6742
6743   return r;
6744 }
6745
6746 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
6747
6748 static tree
6749 tsubst_arg_types (tree arg_types,
6750                   tree args,
6751                   tsubst_flags_t complain,
6752                   tree in_decl)
6753 {
6754   tree remaining_arg_types;
6755   tree type;
6756   tree default_arg;
6757   tree result = NULL_TREE;
6758
6759   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
6760     return arg_types;
6761
6762   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
6763                                           args, complain, in_decl);
6764   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
6765     return error_mark_node;
6766
6767   type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
6768   if (type == error_mark_node)
6769     return error_mark_node;
6770   if (VOID_TYPE_P (type))
6771     {
6772       if (complain & tf_error)
6773         {
6774           error ("invalid parameter type %qT", type);
6775           if (in_decl)
6776             error ("in declaration %q+D", in_decl);
6777         }
6778       return error_mark_node;
6779     }
6780
6781   /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
6782      top-level qualifiers as required.  */
6783   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
6784
6785   /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
6786      mandates that they be instantiated only when needed, which is
6787      done in build_over_call.  */
6788   default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
6789
6790   if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
6791     {
6792       /* We've instantiated a template before its default arguments
6793          have been parsed.  This can happen for a nested template
6794          class, and is not an error unless we require the default
6795          argument in a call of this function.  */
6796       result = tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
6797       VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), result);
6798     }
6799   else
6800     result = hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
6801
6802   return result;
6803 }
6804
6805 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
6806    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
6807    initial substitution of explicitly provided template parameters
6808    during argument deduction forbids substitution into the
6809    exception-specification:
6810
6811      [temp.deduct]
6812
6813      All references in the function type of the function template to  the
6814      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
6815      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
6816      in  the function type of the function template results in an invalid
6817      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
6818      exception specifications is done only when the function is instanti-
6819      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
6820      results in an invalid type.]  */
6821
6822 static tree
6823 tsubst_function_type (tree t,
6824                       tree args,
6825                       tsubst_flags_t complain,
6826                       tree in_decl)
6827 {
6828   tree return_type;
6829   tree arg_types;
6830   tree fntype;
6831
6832   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
6833   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
6834
6835   /* Substitute the return type.  */
6836   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6837   if (return_type == error_mark_node)
6838     return error_mark_node;
6839   /* The standard does not presently indicate that creation of a
6840      function type with an invalid return type is a deduction failure.
6841      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
6842      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
6843   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
6844       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
6845     {
6846       if (complain & tf_error)
6847         {
6848           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
6849             error ("function returning an array");
6850           else
6851             error ("function returning a function");
6852         }
6853       return error_mark_node;
6854     }
6855
6856   /* Substitute the argument types.  */
6857   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
6858                                 complain, in_decl);
6859   if (arg_types == error_mark_node)
6860     return error_mark_node;
6861
6862   /* Construct a new type node and return it.  */
6863   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
6864     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
6865   else
6866     {
6867       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
6868       if (! IS_AGGR_TYPE (r))
6869         {
6870           /* [temp.deduct]
6871
6872              Type deduction may fail for any of the following
6873              reasons:
6874
6875              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
6876              is not a class type.  */
6877           if (complain & tf_error)
6878             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
6879                       r);
6880           return error_mark_node;
6881         }
6882
6883       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
6884                                            TREE_CHAIN (arg_types));
6885     }
6886   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
6887   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
6888
6889   return fntype;
6890 }
6891
6892 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
6893    ARGS into that specification, and return the substituted
6894    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
6895
6896 static tree
6897 tsubst_exception_specification (tree fntype,
6898                                 tree args,
6899                                 tsubst_flags_t complain,
6900                                 tree in_decl)
6901 {
6902   tree specs;
6903   tree new_specs;
6904
6905   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
6906   new_specs = NULL_TREE;
6907   if (specs)
6908     {
6909       if (! TREE_VALUE (specs))
6910         new_specs = specs;
6911       else
6912         while (specs)
6913           {
6914             tree spec;
6915             spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
6916             if (spec == error_mark_node)
6917               return spec;
6918             new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, complain);
6919             specs = TREE_CHAIN (specs);
6920           }
6921     }
6922   return new_specs;
6923 }
6924
6925 /* Substitute into the PARMS of a call-declarator.  */
6926
6927 static tree
6928 tsubst_call_declarator_parms (tree parms,
6929                               tree args,
6930                               tsubst_flags_t complain,
6931                               tree in_decl)
6932 {
6933   tree new_parms;
6934   tree type;
6935   tree defarg;
6936
6937   if (!parms || parms == void_list_node)
6938     return parms;
6939
6940   new_parms = tsubst_call_declarator_parms (TREE_CHAIN (parms),
6941                                             args, complain, in_decl);
6942
6943   /* Figure out the type of this parameter.  */
6944   type = tsubst (TREE_VALUE (parms), args, complain, in_decl);
6945
6946   /* Figure out the default argument as well.  Note that we use
6947      tsubst_expr since the default argument is really an expression.  */
6948   defarg = tsubst_expr (TREE_PURPOSE (parms), args, complain, in_decl);
6949
6950   /* Chain this parameter on to the front of those we have already
6951      processed.  We don't use hash_tree_cons because that function
6952      doesn't check TREE_PARMLIST.  */
6953   new_parms = tree_cons (defarg, type, new_parms);
6954
6955   return new_parms;
6956 }
6957
6958 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
6959    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
6960    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
6961    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
6962    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
6963    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
6964    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
6965    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
6966    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
6967    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
6968    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
6969    yet.
6970
6971    This function is used for dealing with types, decls and the like;
6972    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
6973
6974 static tree
6975 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6976 {
6977   tree type, r;
6978
6979   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
6980       || t == integer_type_node
6981       || t == void_type_node
6982       || t == char_type_node
6983       || t == unknown_type_node
6984       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
6985     return t;
6986
6987   if (DECL_P (t))
6988     return tsubst_decl (t, args, complain);
6989
6990   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
6991     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
6992   else
6993     type = TREE_TYPE (t);
6994
6995   gcc_assert (type != unknown_type_node);
6996
6997   if (type
6998       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
6999       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
7000       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
7001       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
7002     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
7003   if (type == error_mark_node)
7004     return error_mark_node;
7005
7006   switch (TREE_CODE (t))
7007     {
7008     case RECORD_TYPE:
7009     case UNION_TYPE:
7010     case ENUMERAL_TYPE:
7011       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
7012                                /*entering_scope=*/0);
7013
7014     case ERROR_MARK:
7015     case IDENTIFIER_NODE:
7016     case VOID_TYPE:
7017     case REAL_TYPE:
7018     case COMPLEX_TYPE:
7019     case VECTOR_TYPE:
7020     case BOOLEAN_TYPE:
7021     case INTEGER_CST:
7022     case REAL_CST:
7023     case STRING_CST:
7024       return t;
7025
7026     case INTEGER_TYPE:
7027       if (t == integer_type_node)
7028         return t;
7029
7030       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
7031           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
7032         return t;
7033
7034       {
7035         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
7036
7037         /* The array dimension behaves like a non-type template arg,
7038            in that we want to fold it as much as possible.  */
7039         max = tsubst_template_arg (omax, args, complain, in_decl);
7040         max = fold_decl_constant_value (max);
7041
7042         if (integer_zerop (omax))
7043           {
7044             /* Still allow an explicit array of size zero.  */
7045             if (pedantic)
7046               pedwarn ("creating array with size zero");
7047           }
7048         else if (integer_zerop (max)
7049                  || (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
7050                      && INT_CST_LT (max, integer_zero_node)))
7051           {
7052             /* [temp.deduct]
7053
7054                Type deduction may fail for any of the following
7055                reasons:
7056
7057                  Attempting to create an array with a size that is
7058                  zero or negative.  */
7059             if (complain & tf_error)
7060               error ("creating array with size zero (%qE)", max);
7061
7062             return error_mark_node;
7063           }
7064
7065         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
7066       }
7067
7068     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7069     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7070     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7071     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7072       {
7073         int idx;
7074         int level;
7075         int levels;
7076         tree arg = NULL_TREE;
7077
7078         r = NULL_TREE;
7079
7080         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
7081         if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7082             || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
7083             || TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7084           {
7085             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
7086             level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
7087           }
7088         else
7089           {
7090             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
7091             level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
7092           }
7093
7094         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7095         if (level <= levels)
7096           arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
7097
7098         if (arg == error_mark_node)
7099           return error_mark_node;
7100         else if (arg != NULL_TREE)
7101           {
7102             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
7103               {
7104                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
7105                 return cp_build_qualified_type_real
7106                   (arg, cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t),
7107                    complain | tf_ignore_bad_quals);
7108               }
7109             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7110               {
7111                 /* We are processing a type constructed from a
7112                    template template parameter.  */
7113                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
7114                                       args, complain, in_decl);
7115                 if (argvec == error_mark_node)
7116                   return error_mark_node;
7117
7118                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
7119                    are resolving nested-types in the signature of a
7120                    member function templates.  Otherwise ARG is a
7121                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
7122                    instantiated.  */
7123                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7124                   arg = TYPE_NAME (arg);
7125
7126                 r = lookup_template_class (arg,
7127                                            argvec, in_decl,
7128                                            DECL_CONTEXT (arg),
7129                                             /*entering_scope=*/0,
7130                                            complain);
7131                 return cp_build_qualified_type_real
7132                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7133               }
7134             else
7135               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
7136               return arg;
7137           }
7138
7139         if (level == 1)
7140           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
7141              unify.  This means that we don't yet have any information
7142              about the template parameter in question.  */
7143           return t;
7144
7145         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
7146            more deeply nested template.  Make a new version of this
7147            template parameter, but with a lower level.  */
7148         switch (TREE_CODE (t))
7149           {
7150           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7151           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7152           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7153             if (cp_type_quals (t))
7154               {
7155                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
7156                 r = cp_build_qualified_type_real
7157                   (r, cp_type_quals (t),
7158                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7159                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
7160               }
7161             else
7162               {
7163                 r = copy_type (t);
7164                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
7165                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
7166                                                 r, levels);
7167                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
7168                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
7169                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
7170                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
7171
7172                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7173                   {
7174                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
7175                                           complain, in_decl);
7176                     if (argvec == error_mark_node)
7177                       return error_mark_node;
7178
7179                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
7180                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
7181                   }
7182               }
7183             break;
7184
7185           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7186             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels);
7187             break;
7188
7189           default:
7190             gcc_unreachable ();
7191           }
7192
7193         return r;
7194       }
7195
7196     case TREE_LIST:
7197       {
7198         tree purpose, value, chain;
7199
7200         if (t == void_list_node)
7201           return t;
7202
7203         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7204         if (purpose)
7205           {
7206             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
7207             if (purpose == error_mark_node)
7208               return error_mark_node;
7209           }
7210         value = TREE_VALUE (t);
7211         if (value)
7212           {
7213             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
7214             if (value == error_mark_node)
7215               return error_mark_node;
7216           }
7217         chain = TREE_CHAIN (t);
7218         if (chain && chain != void_type_node)
7219           {
7220             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
7221             if (chain == error_mark_node)
7222               return error_mark_node;
7223           }
7224         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7225             && value == TREE_VALUE (t)
7226             && chain == TREE_CHAIN (t))
7227           return t;
7228         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
7229       }
7230
7231     case TREE_BINFO:
7232       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
7233       gcc_unreachable ();
7234
7235     case TREE_VEC:
7236       /* A vector of template arguments.  */
7237       gcc_assert (!type);
7238       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
7239
7240     case POINTER_TYPE:
7241     case REFERENCE_TYPE:
7242       {
7243         enum tree_code code;
7244
7245         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
7246           return t;
7247
7248         code = TREE_CODE (t);
7249
7250
7251         /* [temp.deduct]
7252
7253            Type deduction may fail for any of the following
7254            reasons:
7255
7256            -- Attempting to create a pointer to reference type.
7257            -- Attempting to create a reference to a reference type or
7258               a reference to void.  */
7259         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
7260             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
7261           {
7262             static location_t last_loc;
7263
7264             /* We keep track of the last time we issued this error
7265                message to avoid spewing a ton of messages during a
7266                single bad template instantiation.  */
7267             if (complain & tf_error
7268 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
7269                 && last_loc != input_location
7270 #else
7271                 && (last_loc.line != input_line
7272                     || last_loc.file != input_filename)
7273 #endif
7274                   )
7275               {
7276                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7277                   error ("forming reference to void");
7278                 else
7279                   error ("forming %s to reference type %qT",
7280                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
7281                          type);
7282                 last_loc = input_location;
7283               }
7284
7285             return error_mark_node;
7286           }
7287         else if (code == POINTER_TYPE)
7288           {
7289             r = build_pointer_type (type);
7290             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
7291               r = build_ptrmemfunc_type (r);
7292           }
7293         else
7294           r = build_reference_type (type);
7295         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7296
7297         if (r != error_mark_node)
7298           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
7299           layout_type (r);
7300
7301         return r;
7302       }
7303     case OFFSET_TYPE:
7304       {
7305         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
7306         if (r == error_mark_node || !IS_AGGR_TYPE (r))
7307           {
7308             /* [temp.deduct]
7309
7310                Type deduction may fail for any of the following
7311                reasons:
7312
7313                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7314                   is not a class type.  */
7315             if (complain & tf_error)
7316               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
7317             return error_mark_node;
7318           }
7319         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7320           {
7321             if (complain & tf_error)
7322               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
7323             return error_mark_node;
7324           }
7325         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7326           {
7327             if (complain & tf_error)
7328               error ("creating pointer to member of type void");
7329             return error_mark_node;
7330           }
7331         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
7332         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
7333           {
7334             /* The type of the implicit object parameter gets its
7335                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
7336             tree method_type;
7337             tree this_type = cp_build_qualified_type (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
7338                                                       cp_type_quals (type));
7339             tree memptr;
7340             method_type = build_method_type_directly (this_type,
7341                                                       TREE_TYPE (type),
7342                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
7343             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
7344             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
7345                                                  complain);
7346           }
7347         else
7348           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
7349                                                TYPE_QUALS (t),
7350                                                complain);
7351       }
7352     case FUNCTION_TYPE:
7353     case METHOD_TYPE:
7354       {
7355         tree fntype;
7356         tree specs;
7357         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
7358         if (fntype == error_mark_node)
7359           return error_mark_node;
7360
7361         /* Substitute the exception specification.  */
7362         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
7363                                                 in_decl);
7364         if (specs == error_mark_node)
7365           return error_mark_node;
7366         if (specs)
7367           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
7368         return fntype;
7369       }
7370     case ARRAY_TYPE:
7371       {
7372         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
7373         if (domain == error_mark_node)
7374           return error_mark_node;
7375
7376         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
7377            it will obviously be the same as T.  */
7378         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
7379           return t;
7380
7381         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
7382
7383            [temp.deduct]
7384
7385            The deduction may fail for any of the following reasons:
7386
7387            -- Attempting to create an array with an element type that
7388               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
7389               an abstract class type.  */
7390         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
7391             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
7392             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7393           {
7394             if (complain & tf_error)
7395               error ("creating array of %qT", type);
7396             return error_mark_node;
7397           }
7398         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
7399           {
7400             if (complain & tf_error)
7401               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
7402                      type);
7403             return error_mark_node;
7404           }
7405
7406         r = build_cplus_array_type (type, domain);
7407         return r;
7408       }
7409
7410     case PLUS_EXPR:
7411     case MINUS_EXPR:
7412       {
7413         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7414         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7415
7416         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7417           return error_mark_node;
7418
7419         return fold_build2 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
7420       }
7421
7422     case NEGATE_EXPR:
7423     case NOP_EXPR:
7424       {
7425         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7426         if (e == error_mark_node)
7427           return error_mark_node;
7428
7429         return fold_build1 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
7430       }
7431
7432     case TYPENAME_TYPE:
7433       {
7434         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7435                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7436         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
7437                               complain, in_decl);
7438
7439         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
7440           return error_mark_node;
7441
7442         if (!IS_AGGR_TYPE (ctx))
7443           {
7444             if (complain & tf_error)
7445               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
7446             return error_mark_node;
7447           }
7448         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
7449           {
7450             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
7451                have complete type in order to allow things like:
7452
7453                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
7454
7455                But, such constructs have already been resolved by this
7456                point, so here CTX really should have complete type, unless
7457                it's a partial instantiation.  */
7458             ctx = complete_type (ctx);
7459             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
7460               {
7461                 if (complain & tf_error)
7462                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
7463                 return error_mark_node;
7464               }
7465           }
7466
7467         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
7468                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
7469         if (f == error_mark_node)
7470           return f;
7471         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
7472           {
7473             complain |= tf_ignore_bad_quals;
7474             f = TREE_TYPE (f);
7475           }
7476
7477         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
7478           {
7479             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
7480               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
7481                      t, f);
7482             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
7483               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
7484                      t, f);
7485           }
7486
7487         return cp_build_qualified_type_real
7488           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
7489       }
7490
7491     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7492       {
7493         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7494                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7495         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7496         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
7497
7498         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
7499           return error_mark_node;
7500
7501         if (parm_list)
7502           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
7503         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
7504       }
7505
7506     case INDIRECT_REF:
7507     case ADDR_EXPR:
7508     case CALL_EXPR:
7509       gcc_unreachable ();
7510
7511     case ARRAY_REF:
7512       {
7513         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7514         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7515         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7516           return error_mark_node;
7517
7518         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
7519       }
7520
7521     case SCOPE_REF:
7522       {
7523         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7524         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7525         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7526           return error_mark_node;
7527
7528         return build_nt (TREE_CODE (t), e1, e2);
7529       }
7530
7531     case TYPEOF_TYPE:
7532       {
7533         tree type;
7534
7535         type = finish_typeof (tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
7536                                            complain, in_decl));
7537         return cp_build_qualified_type_real (type,
7538                                              cp_type_quals (t)
7539                                              | cp_type_quals (type),
7540                                              complain);
7541       }
7542
7543     default:
7544       sorry ("use of %qs in template",
7545              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
7546       return error_mark_node;
7547     }
7548 }
7549
7550 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
7551    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
7552    operator.  */
7553
7554 static tree
7555 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
7556                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7557 {
7558     tree name;
7559     tree qualifying_scope;
7560     tree fns;
7561     tree template_args = 0;
7562     bool template_id_p = false;
7563
7564     /* A baselink indicates a function from a base class.  The
7565        BASELINK_ACCESS_BINFO and BASELINK_BINFO are going to have
7566        non-dependent types; otherwise, the lookup could not have
7567        succeeded.  However, they may indicate bases of the template
7568        class, rather than the instantiated class.
7569
7570        In addition, lookups that were not ambiguous before may be
7571        ambiguous now.  Therefore, we perform the lookup again.  */
7572     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
7573     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7574     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7575       {
7576         template_id_p = true;
7577         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
7578         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
7579         if (template_args)
7580           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7581                                                 complain, in_decl);
7582       }
7583     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
7584     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
7585
7586     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
7587        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
7588        later by overload resolution will be marked as used at that
7589        point.)  */
7590     if (BASELINK_P (baselink))
7591       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7592     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
7593       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
7594
7595     /* Add back the template arguments, if present.  */
7596     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
7597       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
7598         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
7599                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
7600                     template_args);
7601
7602     if (!object_type)
7603       object_type = current_class_type;
7604     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
7605                                                    qualifying_scope,
7606                                                    object_type);
7607 }
7608
7609 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
7610    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
7611    itself; false if more of the postfix-expression follows the
7612    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
7613    of "&".  */
7614
7615 static tree
7616 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
7617                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
7618                      bool done, bool address_p)
7619 {
7620   tree expr;
7621   tree scope;
7622   tree name;
7623   bool is_template;
7624   tree template_args;
7625
7626   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
7627
7628   /* Figure out what name to look up.  */
7629   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
7630   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7631     {
7632       is_template = true;
7633       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
7634       if (template_args)
7635         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7636                                               complain, in_decl);
7637       name = TREE_OPERAND (name, 0);
7638     }
7639   else
7640     {
7641       is_template = false;
7642       template_args = NULL_TREE;
7643     }
7644
7645   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
7646      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
7647      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
7648      substituting will not help.  */
7649   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
7650   if (args)
7651     {
7652       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
7653       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7654     }
7655   else
7656     expr = name;
7657
7658   if (dependent_type_p (scope))
7659     return build_nt (SCOPE_REF, scope, expr);
7660
7661   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
7662     {
7663       expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
7664       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
7665                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
7666         {
7667           if (complain & tf_error)
7668             {
7669               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
7670                      "instantiation yields a type", qualified_id);
7671               inform ("say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
7672             }
7673           return error_mark_node;
7674         }
7675     }
7676
7677   if (DECL_P (expr))
7678     {
7679       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
7680                                            scope);
7681       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
7682       mark_used (expr);
7683     }
7684
7685   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
7686     {
7687       if (complain & tf_error)
7688         qualified_name_lookup_error (scope,
7689                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7690                                      expr);
7691       return error_mark_node;
7692     }
7693
7694   if (is_template)
7695     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
7696
7697   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
7698     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7699                                  expr);
7700   else if (TYPE_P (scope))
7701     {
7702       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
7703               (expr, scope, current_class_type));
7704       expr = finish_qualified_id_expr (scope, expr, done, address_p);
7705     }
7706
7707   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF)
7708     expr = convert_from_reference (expr);
7709
7710   return expr;
7711 }
7712
7713 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
7714    template parms; to finish processing the resultant expression, use
7715    tsubst_expr.  */
7716
7717 static tree
7718 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7719 {
7720   enum tree_code code;
7721   tree r;
7722
7723   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
7724     return t;
7725
7726   code = TREE_CODE (t);
7727
7728   switch (code)
7729     {
7730     case PARM_DECL:
7731       r = retrieve_local_specialization (t);
7732       gcc_assert (r != NULL);
7733       mark_used (r);
7734       return r;
7735
7736     case CONST_DECL:
7737       {
7738         tree enum_type;
7739         tree v;
7740
7741         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
7742           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
7743         /* There is no need to substitute into namespace-scope
7744            enumerators.  */
7745         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
7746           return t;
7747         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
7748         if (args == NULL_TREE)
7749           return integral_constant_value (t);
7750
7751         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
7752            Consider:
7753
7754              template <int I> int f() {
7755              enum E { a = I };
7756              struct S { void g() { E e = a; } };
7757              };
7758
7759            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
7760            clever enough to find f<7>::a.  */
7761         enum_type
7762           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
7763                               /*entering_scope=*/0);
7764
7765         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
7766              v != NULL_TREE;
7767              v = TREE_CHAIN (v))
7768           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
7769             return TREE_VALUE (v);
7770
7771           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
7772              name-lookup found it during preliminary parsing, we
7773              should find it again here during instantiation.  */
7774         gcc_unreachable ();
7775       }
7776       return t;
7777
7778     case FIELD_DECL:
7779       if (DECL_CONTEXT (t))
7780         {
7781           tree ctx;
7782
7783           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
7784                                   /*entering_scope=*/1);
7785           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
7786             {
7787               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
7788               if (!r)
7789                 {
7790                   if (complain & tf_error)
7791                     error ("using invalid field %qD", t);
7792                   return error_mark_node;
7793                 }
7794               return r;
7795             }
7796         }
7797
7798       return t;
7799
7800     case VAR_DECL:
7801     case FUNCTION_DECL:
7802       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7803           || local_variable_p (t))
7804         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
7805       mark_used (t);
7806       return t;
7807
7808     case BASELINK:
7809       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
7810
7811     case TEMPLATE_DECL:
7812       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
7813         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
7814                        args, complain, in_decl);
7815       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
7816         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7817       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
7818                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
7819         {
7820           /* Template template argument like the following example need
7821              special treatment:
7822
7823                template <template <class> class TT> struct C {};
7824                template <class T> struct D {
7825                  template <class U> struct E {};
7826                  C<E> c;                                // #1
7827                };
7828                D<int> d;                                // #2
7829
7830              We are processing the template argument `E' in #1 for
7831              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
7832              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
7833              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
7834
7835           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
7836           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
7837         }
7838       else
7839         /* Ordinary template template argument.  */
7840         return t;
7841
7842     case CAST_EXPR:
7843     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7844     case CONST_CAST_EXPR:
7845     case STATIC_CAST_EXPR:
7846     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7847     case NOP_EXPR:
7848       return build1
7849         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7850          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7851
7852     case INDIRECT_REF:
7853     case NEGATE_EXPR:
7854     case TRUTH_NOT_EXPR:
7855     case BIT_NOT_EXPR:
7856     case ADDR_EXPR:
7857     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
7858     case SIZEOF_EXPR:
7859     case ALIGNOF_EXPR:
7860     case ARROW_EXPR:
7861     case THROW_EXPR:
7862     case TYPEID_EXPR:
7863     case REALPART_EXPR:
7864     case IMAGPART_EXPR:
7865       return build1
7866         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7867          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7868
7869     case COMPONENT_REF:
7870       {
7871         tree object;
7872         tree name;
7873
7874         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7875         name = TREE_OPERAND (t, 1);
7876         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
7877           {
7878             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7879                                 complain, in_decl);
7880             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7881           }
7882         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
7883                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
7884           {
7885             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7886                                      complain, in_decl);
7887             name = TREE_OPERAND (name, 1);
7888             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7889                                 complain, in_decl);
7890             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7891             name = build_nt (SCOPE_REF, base, name);
7892           }
7893         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
7894           name = tsubst_baselink (name,
7895                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
7896                                   args, complain,
7897                                   in_decl);
7898         else
7899           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7900         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
7901       }
7902
7903     case PLUS_EXPR:
7904     case MINUS_EXPR:
7905     case MULT_EXPR:
7906     case TRUNC_DIV_EXPR:
7907     case CEIL_DIV_EXPR:
7908     case FLOOR_DIV_EXPR:
7909     case ROUND_DIV_EXPR:
7910     case EXACT_DIV_EXPR:
7911     case BIT_AND_EXPR:
7912     case BIT_IOR_EXPR:
7913     case BIT_XOR_EXPR:
7914     case TRUNC_MOD_EXPR:
7915     case FLOOR_MOD_EXPR:
7916     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
7917     case TRUTH_ORIF_EXPR:
7918     case TRUTH_AND_EXPR:
7919     case TRUTH_OR_EXPR:
7920     case RSHIFT_EXPR:
7921     case LSHIFT_EXPR:
7922     case RROTATE_EXPR:
7923     case LROTATE_EXPR:
7924     case EQ_EXPR:
7925     case NE_EXPR:
7926     case MAX_EXPR:
7927     case MIN_EXPR:
7928     case LE_EXPR:
7929     case GE_EXPR:
7930     case LT_EXPR:
7931     case GT_EXPR:
7932     case COMPOUND_EXPR:
7933     case SCOPE_REF:
7934     case DOTSTAR_EXPR:
7935     case MEMBER_REF:
7936     case PREDECREMENT_EXPR:
7937     case PREINCREMENT_EXPR:
7938     case POSTDECREMENT_EXPR:
7939     case POSTINCREMENT_EXPR:
7940       return build_nt
7941         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7942          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7943
7944     case ARRAY_REF:
7945       return build_nt
7946         (ARRAY_REF,
7947          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7948          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7949          NULL_TREE, NULL_TREE);
7950
7951     case CALL_EXPR:
7952       return build_nt (code,
7953                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args,
7954                                     complain, in_decl),
7955                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain,
7956                                     in_decl),
7957                        NULL_TREE);
7958
7959     case COND_EXPR:
7960     case MODOP_EXPR:
7961     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7962       {
7963         r = build_nt
7964           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7965            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7966            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7967         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
7968         return r;
7969       }
7970
7971     case NEW_EXPR:
7972       {
7973         r = build_nt
7974         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7975          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7976          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7977         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7978         return r;
7979       }
7980
7981     case DELETE_EXPR:
7982       {
7983         r = build_nt
7984         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7985          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7986         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7987         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
7988         return r;
7989       }
7990
7991     case TEMPLATE_ID_EXPR:
7992       {
7993         /* Substituted template arguments */
7994         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
7995         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
7996
7997         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
7998         if (targs)
7999           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8000
8001         return lookup_template_function (fn, targs);
8002       }
8003
8004     case TREE_LIST:
8005       {
8006         tree purpose, value, chain;
8007
8008         if (t == void_list_node)
8009           return t;
8010
8011         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8012         if (purpose)
8013           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
8014         value = TREE_VALUE (t);
8015         if (value)
8016           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
8017         chain = TREE_CHAIN (t);
8018         if (chain && chain != void_type_node)
8019           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
8020         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8021             && value == TREE_VALUE (t)
8022             && chain == TREE_CHAIN (t))
8023           return t;
8024         return tree_cons (purpose, value, chain);
8025       }
8026
8027     case RECORD_TYPE:
8028     case UNION_TYPE:
8029     case ENUMERAL_TYPE:
8030     case INTEGER_TYPE:
8031     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
8032     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8033     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8034     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
8035     case POINTER_TYPE:
8036     case REFERENCE_TYPE:
8037     case OFFSET_TYPE:
8038     case FUNCTION_TYPE:
8039     case METHOD_TYPE:
8040     case ARRAY_TYPE:
8041     case TYPENAME_TYPE:
8042     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
8043     case TYPEOF_TYPE:
8044     case TYPE_DECL:
8045       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8046
8047     case IDENTIFIER_NODE:
8048       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8049         {
8050           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8051           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8052         }
8053       else
8054         return t;
8055
8056     case CONSTRUCTOR:
8057       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
8058       gcc_unreachable ();
8059
8060     case VA_ARG_EXPR:
8061       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
8062                                           in_decl),
8063                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
8064
8065     case CLEANUP_POINT_EXPR:
8066       /* We shouldn't have built any of these during initial template
8067          generation.  Instead, they should be built during instantiation
8068          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
8069       gcc_unreachable ();
8070
8071     default:
8072       return t;
8073     }
8074 }
8075
8076 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
8077    processing.  */
8078
8079 static tree
8080 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8081 {
8082   tree stmt, tmp;
8083
8084   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8085     return t;
8086
8087   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
8088     input_location = EXPR_LOCATION (t);
8089   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
8090     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
8091
8092   switch (TREE_CODE (t))
8093     {
8094     case STATEMENT_LIST:
8095       {
8096         tree_stmt_iterator i;
8097         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
8098           tsubst_expr (tsi_stmt (i), args, complain, in_decl);
8099         break;
8100       }
8101
8102     case CTOR_INITIALIZER:
8103       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
8104                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
8105       break;
8106
8107     case RETURN_EXPR:
8108       finish_return_stmt (tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 0),
8109                                        args, complain, in_decl));
8110       break;
8111
8112     case EXPR_STMT:
8113       tmp = tsubst_expr (EXPR_STMT_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8114       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
8115         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
8116       else
8117         finish_expr_stmt (tmp);
8118       break;
8119
8120     case USING_STMT:
8121       do_using_directive (tsubst_expr (USING_STMT_NAMESPACE (t),
8122                                        args, complain, in_decl));
8123       break;
8124
8125     case DECL_EXPR:
8126       {
8127         tree decl;
8128         tree init;
8129
8130         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
8131         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
8132           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
8133         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
8134           {
8135             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
8136             tree name = DECL_NAME (decl);
8137             tree decl;
8138
8139             scope = tsubst_expr (scope, args, complain, in_decl);
8140             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
8141                                           /*is_type_p=*/false,
8142                                           /*complain=*/false);
8143             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
8144               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl);
8145             else
8146               do_local_using_decl (decl, scope, name);
8147           }
8148         else
8149           {
8150             init = DECL_INITIAL (decl);
8151             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8152             if (decl != error_mark_node)
8153               {
8154                 if (init)
8155                   DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
8156                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
8157                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
8158                    handle local variables, and since we've already done
8159                    all that needs to be done, that's the right thing to
8160                    do.  */
8161                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
8162                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8163                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8164                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
8165                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
8166                   finish_anon_union (decl);
8167                 else
8168                   {
8169                     maybe_push_decl (decl);
8170                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8171                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
8172                       {
8173                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
8174                            initializer.  */
8175                         const char *const name
8176                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
8177                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
8178                       }
8179                     else
8180                       init = tsubst_expr (init, args, complain, in_decl);
8181                     cp_finish_decl (decl, init, NULL_TREE, 0);
8182                   }
8183               }
8184           }
8185
8186         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
8187            clause of an if/for/while construct.  */
8188         return decl;
8189       }
8190
8191     case FOR_STMT:
8192       stmt = begin_for_stmt ();
8193       tsubst_expr (FOR_INIT_STMT (t), args, complain, in_decl);
8194       finish_for_init_stmt (stmt);
8195       tmp = tsubst_expr (FOR_COND (t), args, complain, in_decl);
8196       finish_for_cond (tmp, stmt);
8197       tmp = tsubst_expr (FOR_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8198       finish_for_expr (tmp, stmt);
8199       tsubst_expr (FOR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8200       finish_for_stmt (stmt);
8201       break;
8202
8203     case WHILE_STMT:
8204       stmt = begin_while_stmt ();
8205       tmp = tsubst_expr (WHILE_COND (t), args, complain, in_decl);
8206       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8207       tsubst_expr (WHILE_BODY (t), args, complain, in_decl);
8208       finish_while_stmt (stmt);
8209       break;
8210
8211     case DO_STMT:
8212       stmt = begin_do_stmt ();
8213       tsubst_expr (DO_BODY (t), args, complain, in_decl);
8214       finish_do_body (stmt);
8215       tmp = tsubst_expr (DO_COND (t), args, complain, in_decl);
8216       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8217       break;
8218
8219     case IF_STMT:
8220       stmt = begin_if_stmt ();
8221       tmp = tsubst_expr (IF_COND (t), args, complain, in_decl);
8222       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8223       tsubst_expr (THEN_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8224       finish_then_clause (stmt);
8225
8226       if (ELSE_CLAUSE (t))
8227         {
8228           begin_else_clause (stmt);
8229           tsubst_expr (ELSE_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8230           finish_else_clause (stmt);
8231         }
8232
8233       finish_if_stmt (stmt);
8234       break;
8235
8236     case BIND_EXPR:
8237       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8238         stmt = begin_function_body ();
8239       else
8240         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8241                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8242
8243       tsubst_expr (BIND_EXPR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8244
8245       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8246         finish_function_body (stmt);
8247       else
8248         finish_compound_stmt (stmt);
8249       break;
8250
8251     case BREAK_STMT:
8252       finish_break_stmt ();
8253       break;
8254
8255     case CONTINUE_STMT:
8256       finish_continue_stmt ();
8257       break;
8258
8259     case SWITCH_STMT:
8260       stmt = begin_switch_stmt ();
8261       tmp = tsubst_expr (SWITCH_STMT_COND (t), args, complain, in_decl);
8262       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8263       tsubst_expr (SWITCH_STMT_BODY (t), args, complain, in_decl);
8264       finish_switch_stmt (stmt);
8265       break;
8266
8267     case CASE_LABEL_EXPR:
8268       finish_case_label (tsubst_expr (CASE_LOW (t), args, complain, in_decl),
8269                          tsubst_expr (CASE_HIGH (t), args, complain,
8270                                       in_decl));
8271       break;
8272
8273     case LABEL_EXPR:
8274       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8275       break;
8276
8277     case GOTO_EXPR:
8278       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8279       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8280         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8281            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8282            will have no binding.  */
8283         tmp = tsubst_expr (tmp, args, complain, in_decl);
8284       else
8285         tmp = DECL_NAME (tmp);
8286       finish_goto_stmt (tmp);
8287       break;
8288
8289     case ASM_EXPR:
8290       tmp = finish_asm_stmt
8291         (ASM_VOLATILE_P (t),
8292          tsubst_expr (ASM_STRING (t), args, complain, in_decl),
8293          tsubst_expr (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8294          tsubst_expr (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
8295          tsubst_expr (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8296       {
8297         tree asm_expr = tmp;
8298         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8299           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8300         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8301       }
8302       break;
8303
8304     case TRY_BLOCK:
8305       if (CLEANUP_P (t))
8306         {
8307           stmt = begin_try_block ();
8308           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8309           finish_cleanup_try_block (stmt);
8310           finish_cleanup (tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args,
8311                                        complain, in_decl),
8312                           stmt);
8313         }
8314       else
8315         {
8316           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8317             stmt = begin_function_try_block ();
8318           else
8319             stmt = begin_try_block ();
8320
8321           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8322
8323           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8324             finish_function_try_block (stmt);
8325           else
8326             finish_try_block (stmt);
8327
8328           tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args, complain, in_decl);
8329           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8330             finish_function_handler_sequence (stmt);
8331           else
8332             finish_handler_sequence (stmt);
8333         }
8334       break;
8335
8336     case HANDLER:
8337       {
8338         tree decl;
8339
8340         stmt = begin_handler ();
8341         if (HANDLER_PARMS (t))
8342           {
8343             decl = HANDLER_PARMS (t);
8344             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8345             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8346                this variable.  We've already done all that needs to be
8347                done.  */
8348             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8349           }
8350         else
8351           decl = NULL_TREE;
8352         finish_handler_parms (decl, stmt);
8353         tsubst_expr (HANDLER_BODY (t), args, complain, in_decl);
8354         finish_handler (stmt);
8355       }
8356       break;
8357
8358     case TAG_DEFN:
8359       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8360       break;
8361
8362     default:
8363       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8364
8365       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8366                                     /*function_p=*/false);
8367     }
8368
8369   return NULL_TREE;
8370 }
8371
8372 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8373    call.  Return the substituted version of T.  */
8374
8375 static tree
8376 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
8377                                     tsubst_flags_t complain,
8378                                     tree in_decl)
8379 {
8380   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8381     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8382                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8383   else
8384     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8385                                /*function_p=*/false);
8386
8387   return t;
8388 }
8389
8390 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8391    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8392
8393 tree
8394 tsubst_copy_and_build (tree t,
8395                        tree args,
8396                        tsubst_flags_t complain,
8397                        tree in_decl,
8398                        bool function_p)
8399 {
8400 #define RECUR(NODE) \
8401   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false)
8402
8403   tree op1;
8404
8405   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8406     return t;
8407
8408   switch (TREE_CODE (t))
8409     {
8410     case USING_DECL:
8411       t = DECL_NAME (t);
8412       /* Fall through.  */
8413     case IDENTIFIER_NODE:
8414       {
8415         tree decl;
8416         cp_id_kind idk;
8417         tree qualifying_class;
8418         bool non_integral_constant_expression_p;
8419         const char *error_msg;
8420
8421         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8422           {
8423             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8424             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8425           }
8426
8427         /* Look up the name.  */
8428         decl = lookup_name (t, 0);
8429
8430         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8431            failure, not NULL_TREE.  */
8432         if (decl == NULL_TREE)
8433           decl = error_mark_node;
8434
8435         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8436                                      &idk,
8437                                      &qualifying_class,
8438                                      /*integral_constant_expression_p=*/false,
8439                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8440                                      &non_integral_constant_expression_p,
8441                                      &error_msg);
8442         if (error_msg)
8443           error (error_msg);
8444         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8445           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8446         return decl;
8447       }
8448
8449     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8450       {
8451         tree object;
8452         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8453         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8454
8455         if (targs)
8456           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8457
8458         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8459           {
8460             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8461             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8462           }
8463         else
8464           object = NULL_TREE;
8465         template = lookup_template_function (template, targs);
8466
8467         if (object)
8468           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template),
8469                          object, template, NULL_TREE);
8470         else
8471           return template;
8472       }
8473
8474     case INDIRECT_REF:
8475       {
8476         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8477
8478         if (REFERENCE_REF_P (t))
8479           {
8480             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
8481                such an indirect ref, but the substitution of the cast
8482                will have also added such an indirect ref.  */
8483             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
8484               r = convert_from_reference (r);
8485           }
8486         else
8487           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *");
8488         return r;
8489       }
8490
8491     case NOP_EXPR:
8492       return build_nop
8493         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8494          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8495
8496     case CAST_EXPR:
8497       return build_functional_cast
8498         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8499          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8500
8501     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8502       return build_reinterpret_cast
8503         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8504          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8505
8506     case CONST_CAST_EXPR:
8507       return build_const_cast
8508         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8509          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8510
8511     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8512       return build_dynamic_cast
8513         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8514          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8515
8516     case STATIC_CAST_EXPR:
8517       return build_static_cast
8518         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8519          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8520
8521     case POSTDECREMENT_EXPR:
8522     case POSTINCREMENT_EXPR:
8523       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8524                                                 args, complain, in_decl);
8525       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
8526
8527     case PREDECREMENT_EXPR:
8528     case PREINCREMENT_EXPR:
8529     case NEGATE_EXPR:
8530     case BIT_NOT_EXPR:
8531     case ABS_EXPR:
8532     case TRUTH_NOT_EXPR:
8533     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
8534     case REALPART_EXPR:
8535     case IMAGPART_EXPR:
8536       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8537
8538     case ADDR_EXPR:
8539       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8540       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
8541         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
8542                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
8543       else
8544         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
8545                                                   in_decl);
8546       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
8547         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
8548       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
8549
8550     case PLUS_EXPR:
8551     case MINUS_EXPR:
8552     case MULT_EXPR:
8553     case TRUNC_DIV_EXPR:
8554     case CEIL_DIV_EXPR:
8555     case FLOOR_DIV_EXPR:
8556     case ROUND_DIV_EXPR:
8557     case EXACT_DIV_EXPR:
8558     case BIT_AND_EXPR:
8559     case BIT_IOR_EXPR:
8560     case BIT_XOR_EXPR:
8561     case TRUNC_MOD_EXPR:
8562     case FLOOR_MOD_EXPR:
8563     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
8564     case TRUTH_ORIF_EXPR:
8565     case TRUTH_AND_EXPR:
8566     case TRUTH_OR_EXPR:
8567     case RSHIFT_EXPR:
8568     case LSHIFT_EXPR:
8569     case RROTATE_EXPR:
8570     case LROTATE_EXPR:
8571     case EQ_EXPR:
8572     case NE_EXPR:
8573     case MAX_EXPR:
8574     case MIN_EXPR:
8575     case LE_EXPR:
8576     case GE_EXPR:
8577     case LT_EXPR:
8578     case GT_EXPR:
8579     case MEMBER_REF:
8580     case DOTSTAR_EXPR:
8581       return build_x_binary_op
8582         (TREE_CODE (t),
8583          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8584          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8585          /*overloaded_p=*/NULL);
8586
8587     case SCOPE_REF:
8588       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
8589                                   /*address_p=*/false);
8590     case ARRAY_REF:
8591       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8592                                                 args, complain, in_decl);
8593       return build_x_binary_op (ARRAY_REF, op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8594                                 /*overloaded_p=*/NULL);
8595
8596     case SIZEOF_EXPR:
8597     case ALIGNOF_EXPR:
8598       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8599       if (!args)
8600         {
8601           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
8602              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
8603              the substitutions may not work.  */
8604           if (!TYPE_P (op1))
8605             op1 = TREE_TYPE (op1);
8606         }
8607       else
8608         {
8609           ++skip_evaluation;
8610           op1 = RECUR (op1);
8611           --skip_evaluation;
8612         }
8613       if (TYPE_P (op1))
8614         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
8615       else
8616         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
8617
8618     case MODOP_EXPR:
8619       {
8620         tree r = build_x_modify_expr
8621           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8622            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
8623            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8624         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
8625            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
8626            than plain assignment.  In the former case, it was already
8627            set and must be copied.  In the latter case,
8628            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
8629            here.  */
8630         if (TREE_NO_WARNING (t))
8631           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
8632         return r;
8633       }
8634
8635     case ARROW_EXPR:
8636       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8637                                                 args, complain, in_decl);
8638       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8639       if (DECL_P (op1))
8640         mark_used (op1);
8641       return build_x_arrow (op1);
8642
8643     case NEW_EXPR:
8644       return build_new
8645         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8646          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8647          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
8648          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
8649          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8650
8651     case DELETE_EXPR:
8652      return delete_sanity
8653        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8654         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8655         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
8656         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8657
8658     case COMPOUND_EXPR:
8659       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8660                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
8661
8662     case CALL_EXPR:
8663       {
8664         tree function;
8665         tree call_args;
8666         bool qualified_p;
8667         bool koenig_p;
8668
8669         function = TREE_OPERAND (t, 0);
8670         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
8671            not Koenig lookup should be performed.  */
8672         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
8673         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
8674           {
8675             qualified_p = true;
8676             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
8677                                             /*done=*/false,
8678                                             /*address_p=*/false);
8679           }
8680         else
8681           {
8682             qualified_p = (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF
8683                            && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (function, 1))
8684                                == SCOPE_REF));
8685             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
8686                                               in_decl,
8687                                               !qualified_p);
8688             if (BASELINK_P (function))
8689               qualified_p = true;
8690           }
8691
8692         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8693
8694         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
8695            lookup finds a non-function, in accordance with the
8696            expected resolution of DR 218.  */
8697         if (koenig_p
8698             && ((is_overloaded_fn (function)
8699                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
8700                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
8701                     to denote the function.  */
8702                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
8703                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
8704           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
8705
8706         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
8707           {
8708             unqualified_name_lookup_error (function);
8709             return error_mark_node;
8710           }
8711
8712         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8713         if (DECL_P (function))
8714           mark_used (function);
8715
8716         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
8717           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
8718         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
8719           {
8720             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
8721               return finish_call_expr (function, call_args,
8722                                        /*disallow_virtual=*/false,
8723                                        /*koenig_p=*/false);
8724             else
8725               return (build_new_method_call
8726                       (TREE_OPERAND (function, 0),
8727                        TREE_OPERAND (function, 1),
8728                        call_args, NULL_TREE,
8729                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL));
8730           }
8731         return finish_call_expr (function, call_args,
8732                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
8733                                  koenig_p);
8734       }
8735
8736     case COND_EXPR:
8737       return build_x_conditional_expr
8738         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8739          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8740          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8741
8742     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
8743       return finish_pseudo_destructor_expr
8744         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8745          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8746          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8747
8748     case TREE_LIST:
8749       {
8750         tree purpose, value, chain;
8751
8752         if (t == void_list_node)
8753           return t;
8754
8755         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8756         if (purpose)
8757           purpose = RECUR (purpose);
8758         value = TREE_VALUE (t);
8759         if (value)
8760           value = RECUR (value);
8761         chain = TREE_CHAIN (t);
8762         if (chain && chain != void_type_node)
8763           chain = RECUR (chain);
8764         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8765             && value == TREE_VALUE (t)
8766             && chain == TREE_CHAIN (t))
8767           return t;
8768         return tree_cons (purpose, value, chain);
8769       }
8770
8771     case COMPONENT_REF:
8772       {
8773         tree object;
8774         tree member;
8775
8776         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8777                                                      args, complain, in_decl);
8778         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8779         if (DECL_P (object))
8780           mark_used (object);
8781
8782         member = TREE_OPERAND (t, 1);
8783         if (BASELINK_P (member))
8784           member = tsubst_baselink (member,
8785                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
8786                                     args, complain, in_decl);
8787         else
8788           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
8789
8790         if (member == error_mark_node)
8791           return error_mark_node;
8792         else if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (object)))
8793           {
8794             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
8795               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
8796                                                     NULL_TREE,
8797                                                     TREE_TYPE (object));
8798             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8799                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
8800               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
8801                                                     object,
8802                                                     TREE_TYPE (object));
8803           }
8804         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8805                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
8806           {
8807             tree tmpl;
8808             tree args;
8809
8810             /* Lookup the template functions now that we know what the
8811                scope is.  */
8812             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
8813             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
8814             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
8815                                             /*is_type_p=*/false,
8816                                             /*complain=*/false);
8817             if (BASELINK_P (member))
8818               {
8819                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
8820                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
8821                               args);
8822                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
8823                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
8824                            TREE_TYPE (object)));
8825               }
8826             else
8827               {
8828                 qualified_name_lookup_error (TREE_TYPE (object), tmpl,
8829                                              member);
8830                 return error_mark_node;
8831               }
8832           }
8833         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8834                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
8835                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
8836           {
8837             if (complain & tf_error)
8838               {
8839                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
8840                   error ("%qT is not a class or namespace",
8841                          TREE_OPERAND (member, 0));
8842                 else
8843                   error ("%qD is not a class or namespace",
8844                          TREE_OPERAND (member, 0));
8845               }
8846             return error_mark_node;
8847           }
8848         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
8849           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
8850
8851         return finish_class_member_access_expr (object, member);
8852       }
8853
8854     case THROW_EXPR:
8855       return build_throw
8856         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8857
8858     case CONSTRUCTOR:
8859       {
8860         VEC(constructor_elt,gc) *n;
8861         constructor_elt *ce;
8862         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
8863         tree r;
8864         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8865         bool process_index_p;
8866
8867         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
8868         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
8869           return t;
8870
8871         /* We do not want to process the index of aggregate
8872            initializers as they are identifier nodes which will be
8873            looked up by digest_init.  */
8874         process_index_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
8875
8876         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
8877         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
8878           {
8879             if (ce->index && process_index_p)
8880               ce->index = RECUR (ce->index);
8881             ce->value = RECUR (ce->value);
8882           }
8883
8884         r = build_constructor (NULL_TREE, n);
8885         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
8886
8887         if (type)
8888           return digest_init (type, r);
8889         return r;
8890       }
8891
8892     case TYPEID_EXPR:
8893       {
8894         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8895         if (TYPE_P (operand_0))
8896           return get_typeid (operand_0);
8897         return build_typeid (operand_0);
8898       }
8899
8900     case VAR_DECL:
8901       if (!args)
8902         return t;
8903       /* Fall through */
8904
8905     case PARM_DECL:
8906       {
8907         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8908
8909         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
8910           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
8911              the appropriate INDIRECT_REF.  */
8912           r = convert_from_reference (r);
8913         return r;
8914       }
8915
8916     case VA_ARG_EXPR:
8917       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8918                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
8919                                           in_decl));
8920
8921     case OFFSETOF_EXPR:
8922       return fold_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8923
8924     case STMT_EXPR:
8925       {
8926         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
8927         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
8928
8929         cur_stmt_expr = stmt_expr;
8930         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl);
8931         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
8932         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
8933
8934         return stmt_expr;
8935       }
8936
8937     case CONST_DECL:
8938       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8939       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
8940          to their underlying values.  */
8941       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
8942         return DECL_INITIAL (t);
8943       return t;
8944
8945     default:
8946       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
8947       {
8948         tree subst
8949           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
8950                                          in_decl, /*function_p=*/false);
8951         if (subst)
8952           return subst;
8953       }
8954       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8955     }
8956
8957 #undef RECUR
8958 }
8959
8960 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
8961    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
8962    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
8963    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
8964
8965 static bool
8966 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
8967 {
8968   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
8969   bool result = false;
8970
8971   for (ix = 0; ix != len; ix++)
8972     {
8973       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
8974
8975       if (TYPE_P (t))
8976         {
8977           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
8978              of a class or enumeration declared in a local scope)
8979              shall not be used to declare an entity with linkage.
8980              This implies that names with no linkage cannot be used as
8981              template arguments.  */
8982           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
8983
8984           if (nt)
8985             {
8986               /* DR 488 makes use of a type with no linkage causes
8987                  type deduction to fail.  */ 
8988               if (complain & tf_error)
8989                 {
8990                   if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
8991                     error ("%qT is/uses anonymous type", t);
8992                   else
8993                     error ("%qT uses local type %qT", t, nt);
8994                 }
8995               result = true;
8996             }
8997           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
8998              allow variably-modified types as template arguments.  */
8999           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
9000             {
9001               if (complain & tf_error)
9002                 error ("%qT is a variably modified type", t);
9003               result = true;
9004             }
9005         }
9006       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
9007          constant.  */
9008       else if (TREE_TYPE (t)
9009                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
9010                && !TREE_CONSTANT (t))
9011         {
9012           if (complain & tf_error)
9013             error ("integral expression %qE is not constant", t);
9014           result = true;
9015         }
9016     }
9017   if (result && (complain & tf_error))
9018     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
9019   return result;
9020 }
9021
9022 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
9023    the template arguments in TARG_PTR.  */
9024
9025 tree
9026 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
9027 {
9028   tree fndecl;
9029   tree gen_tmpl;
9030   tree spec;
9031
9032   if (tmpl == error_mark_node)
9033     return error_mark_node;
9034
9035   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
9036
9037   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
9038   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
9039     {
9040       tree spec;
9041       tree clone;
9042
9043       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
9044                                    complain);
9045       if (spec == error_mark_node)
9046         return error_mark_node;
9047
9048       /* Look for the clone.  */
9049       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
9050         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
9051           return clone;
9052       /* We should always have found the clone by now.  */
9053       gcc_unreachable ();
9054       return NULL_TREE;
9055     }
9056
9057   /* Check to see if we already have this specialization.  */
9058   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr,
9059                                   /*class_specializations_p=*/false);
9060   if (spec != NULL_TREE)
9061     return spec;
9062
9063   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9064   if (tmpl != gen_tmpl)
9065     {
9066       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
9067          arguments we must add the arguments used to perform the
9068          partial instantiation.  */
9069       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
9070                                               targ_ptr);
9071
9072       /* Check to see if we already have this specialization.  */
9073       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
9074                                       /*class_specializations_p=*/false);
9075       if (spec != NULL_TREE)
9076         return spec;
9077     }
9078
9079   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
9080                                complain))
9081     return error_mark_node;
9082
9083   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
9084      parameters and return types have to be checked.  However this
9085      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
9086      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
9087      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
9088   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
9089
9090   /* Substitute template parameters.  */
9091   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
9092                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
9093
9094   /* Now we know the specialization, compute access previously
9095      deferred.  */
9096   push_access_scope (fndecl);
9097   perform_deferred_access_checks ();
9098   pop_access_scope (fndecl);
9099   pop_deferring_access_checks ();
9100
9101   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9102      template, not the most general template.  */
9103   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9104
9105   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9106      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9107      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9108      instantiating the template clones.  */
9109   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9110     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9111
9112   return fndecl;
9113 }
9114
9115 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9116    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9117    into which the deduced template arguments are placed.
9118
9119    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9120    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9121    printed only for an incomplete match.
9122
9123    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9124    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9125
9126    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9127    template-id.
9128
9129    The parameter STRICT is one of:
9130
9131    DEDUCE_CALL:
9132      We are deducing arguments for a function call, as in
9133      [temp.deduct.call].
9134
9135    DEDUCE_CONV:
9136      We are deducing arguments for a conversion function, as in
9137      [temp.deduct.conv].
9138
9139    DEDUCE_EXACT:
9140      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9141      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9142      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9143      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
9144
9145 int
9146 fn_type_unification (tree fn,
9147                      tree explicit_targs,
9148                      tree targs,
9149                      tree args,
9150                      tree return_type,
9151                      unification_kind_t strict,
9152                      int flags)
9153 {
9154   tree parms;
9155   tree fntype;
9156   int result;
9157
9158   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9159
9160   fntype = TREE_TYPE (fn);
9161   if (explicit_targs)
9162     {
9163       /* [temp.deduct]
9164
9165          The specified template arguments must match the template
9166          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9167          must not be more arguments than there are parameters;
9168          otherwise type deduction fails.
9169
9170          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9171          nontype template parameters, or must be convertible to the
9172          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9173          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9174
9175          All references in the function type of the function template
9176          to the corresponding template parameters are replaced by the
9177          specified template argument values.  If a substitution in a
9178          template parameter or in the function type of the function
9179          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9180       int i;
9181       tree converted_args;
9182       bool incomplete;
9183
9184       if (explicit_targs == error_mark_node)
9185         return 1;
9186
9187       converted_args
9188         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9189                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
9190                                   /*require_all_arguments=*/0));
9191       if (converted_args == error_mark_node)
9192         return 1;
9193
9194       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9195          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9196          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9197          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9198          processing during substitution as we could create partial
9199          instantiations.  */
9200       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9201       processing_template_decl += incomplete;
9202       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9203       processing_template_decl -= incomplete;
9204
9205       if (fntype == error_mark_node)
9206         return 1;
9207
9208       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9209       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9210         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9211     }
9212
9213   parms = TYPE_ARG_TYPES (fntype);
9214   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9215   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn))
9216     parms = TREE_CHAIN (parms);
9217
9218   if (return_type)
9219     {
9220       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9221       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9222     }
9223
9224   /* We allow incomplete unification without an error message here
9225      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9226      callers must be ready to deal with unification failures in any
9227      event.  */
9228   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9229                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9230                                   strict, flags);
9231
9232   if (result == 0)
9233     /* All is well so far.  Now, check:
9234
9235        [temp.deduct]
9236
9237        When all template arguments have been deduced, all uses of
9238        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9239        the corresponding deduced argument values.  If the
9240        substitution results in an invalid type, as described above,
9241        type deduction fails.  */
9242     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9243         == error_mark_node)
9244       return 1;
9245
9246   return result;
9247 }
9248
9249 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9250    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9251    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9252    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9253    the argument passed to the call, or the type of the value
9254    initialized with the result of the conversion function.  */
9255
9256 static int
9257 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
9258                                   tree* parm,
9259                                   tree* arg)
9260 {
9261   int result = 0;
9262
9263   switch (strict)
9264     {
9265     case DEDUCE_CALL:
9266       break;
9267
9268     case DEDUCE_CONV:
9269       {
9270         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9271            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9272            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9273         tree* temp = parm;
9274         parm = arg;
9275         arg = temp;
9276         break;
9277       }
9278
9279     case DEDUCE_EXACT:
9280       /* There is nothing to do in this case.  */
9281       return 0;
9282
9283     default:
9284       gcc_unreachable ();
9285     }
9286
9287   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9288     {
9289       /* [temp.deduct.call]
9290
9291          If P is not a reference type:
9292
9293          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9294          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9295          used in place of A for type deduction; otherwise,
9296
9297          --If A is a function type, the pointer type produced by
9298          the function-to-pointer standard conversion
9299          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9300          otherwise,
9301
9302          --If A is a cv-qualified type, the top level
9303          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9304          deduction.  */
9305       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9306         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9307       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9308         *arg = build_pointer_type (*arg);
9309       else
9310         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9311     }
9312
9313   /* [temp.deduct.call]
9314
9315      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9316      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9317      reference type, the type referred to by P is used for
9318      type deduction.  */
9319   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9320   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9321     {
9322       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9323       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9324     }
9325
9326   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9327      too (which has been swapped into ARG).  */
9328   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9329     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9330
9331   return result;
9332 }
9333
9334 /* Most parms like fn_type_unification.
9335
9336    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9337    arguments of a function or method parameter of a function
9338    template). */
9339
9340 static int
9341 type_unification_real (tree tparms,
9342                        tree targs,
9343                        tree xparms,
9344                        tree xargs,
9345                        int subr,
9346                        unification_kind_t strict,
9347                        int flags)
9348 {
9349   tree parm, arg;
9350   int i;
9351   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9352   int sub_strict;
9353   int saw_undeduced = 0;
9354   tree parms, args;
9355
9356   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9357   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9358   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9359   gcc_assert (ntparms > 0);
9360
9361   switch (strict)
9362     {
9363     case DEDUCE_CALL:
9364       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9365                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9366       break;
9367
9368     case DEDUCE_CONV:
9369       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9370       break;
9371
9372     case DEDUCE_EXACT:
9373       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9374       break;
9375
9376     default:
9377       gcc_unreachable ();
9378     }
9379
9380  again:
9381   parms = xparms;
9382   args = xargs;
9383
9384   while (parms && parms != void_list_node
9385          && args && args != void_list_node)
9386     {
9387       parm = TREE_VALUE (parms);
9388       parms = TREE_CHAIN (parms);
9389       arg = TREE_VALUE (args);
9390       args = TREE_CHAIN (args);
9391
9392       if (arg == error_mark_node)
9393         return 1;
9394       if (arg == unknown_type_node)
9395         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9396            template args from other function args.  */
9397         continue;
9398
9399       /* Conversions will be performed on a function argument that
9400          corresponds with a function parameter that contains only
9401          non-deducible template parameters and explicitly specified
9402          template parameters.  */
9403       if (!uses_template_parms (parm))
9404         {
9405           tree type;
9406
9407           if (!TYPE_P (arg))
9408             type = TREE_TYPE (arg);
9409           else
9410             type = arg;
9411
9412           if (same_type_p (parm, type))
9413             continue;
9414           if (strict != DEDUCE_EXACT
9415               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg, 
9416                                   flags))
9417             continue;
9418           
9419           return 1;
9420         }
9421
9422       if (!TYPE_P (arg))
9423         {
9424           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9425           if (type_unknown_p (arg))
9426             {
9427               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from
9428                  a pointer to function or pointer to member function
9429                  argument if the set of overloaded functions does not
9430                  contain function templates and at most one of a set of
9431                  overloaded functions provides a unique match.  */
9432
9433               if (resolve_overloaded_unification
9434                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict)
9435                   != 0)
9436                 return 1;
9437               continue;
9438             }
9439           arg = TREE_TYPE (arg);
9440           if (arg == error_mark_node)
9441             return 1;
9442         }
9443
9444       {
9445         int arg_strict = sub_strict;
9446
9447         if (!subr)
9448           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9449
9450         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
9451           return 1;
9452       }
9453     }
9454
9455   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
9456      are present, and the parm list isn't variadic.  */
9457   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
9458     return 1;
9459   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
9460   if (parms && parms != void_list_node
9461       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
9462     return 1;
9463
9464   if (!subr)
9465     for (i = 0; i < ntparms; i++)
9466       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
9467         {
9468           tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
9469
9470           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
9471              a type parameter, try another pass; its type may have been
9472              deduced from a later argument than the one from which
9473              this parameter can be deduced.  */
9474           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
9475               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
9476               && !saw_undeduced++)
9477             goto again;
9478
9479           return 2;
9480         }
9481
9482   return 0;
9483 }
9484
9485 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables at the
9486    call site.  ARG is an overloaded function (or template-id); we try
9487    deducing template args from each of the overloads, and if only one
9488    succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns 0 on success.  */
9489
9490 static int
9491 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
9492                                 tree targs,
9493                                 tree parm,
9494                                 tree arg,
9495                                 unification_kind_t strict,
9496                                 int sub_strict)
9497 {
9498   tree tempargs = copy_node (targs);
9499   int good = 0;
9500   bool addr_p;
9501
9502   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
9503     {
9504       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9505       addr_p = true;
9506     }
9507   else
9508     addr_p = false;
9509
9510   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
9511     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
9512        function name.  */
9513     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9514
9515   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
9516     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9517
9518   /* Strip baselink information.  */
9519   if (BASELINK_P (arg))
9520     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
9521
9522   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9523     {
9524       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
9525          the affected templates before we try to unify, in case the
9526          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
9527
9528       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
9529       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9530
9531       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9532         {
9533           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
9534           tree subargs, elem;
9535
9536           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
9537             continue;
9538
9539           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
9540                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
9541           if (subargs)
9542             {
9543               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
9544               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9545                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
9546             }
9547         }
9548     }
9549   else
9550     {
9551       gcc_assert (TREE_CODE (arg) == OVERLOAD
9552                   || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_DECL);
9553
9554       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9555         good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9556                                   TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
9557                                   strict, sub_strict, addr_p);
9558     }
9559
9560   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9561      to function or pointer to member function argument if the set of
9562      overloaded functions does not contain function templates and at most
9563      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9564
9565      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
9566      deduce anything.  */
9567
9568   if (good == 1)
9569     {
9570       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9571       for (; i--; )
9572         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
9573           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9574     }
9575   if (good)
9576     return 0;
9577
9578   return 1;
9579 }
9580
9581 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
9582    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
9583    different overloads deduce different arguments for a given parm.
9584    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
9585    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
9586
9587    Returns 1 on success.  */
9588
9589 static int
9590 try_one_overload (tree tparms,
9591                   tree orig_targs,
9592                   tree targs,
9593                   tree parm,
9594                   tree arg,
9595                   unification_kind_t strict,
9596                   int sub_strict,
9597                   bool addr_p)
9598 {
9599   int nargs;
9600   tree tempargs;
9601   int i;
9602
9603   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9604      to function or pointer to member function argument if the set of
9605      overloaded functions does not contain function templates and at most
9606      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9607
9608      So if this is a template, just return success.  */
9609
9610   if (uses_template_parms (arg))
9611     return 1;
9612
9613   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9614     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
9615   else if (addr_p)
9616     arg = build_pointer_type (arg);
9617
9618   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9619
9620   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
9621      some template args from previous args, unify would complain when we
9622      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
9623      there isn't really a conflict.  */
9624   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9625   tempargs = make_tree_vec (nargs);
9626
9627   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
9628     return 0;
9629
9630   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
9631      explicitly specified args.  */
9632   for (i = nargs; i--; )
9633     {
9634       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9635       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
9636
9637       if (!elt)
9638         /*NOP*/;
9639       else if (uses_template_parms (elt))
9640         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
9641            template args used in the function parm list with our own
9642            template parms.  Discard them.  */
9643         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
9644       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
9645         return 0;
9646     }
9647
9648   for (i = nargs; i--; )
9649     {
9650       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9651
9652       if (elt)
9653         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
9654     }
9655
9656   return 1;
9657 }
9658
9659 /* Verify that nondeduce template argument agrees with the type
9660    obtained from argument deduction.  Return nonzero if the
9661    verification fails.
9662
9663    For example:
9664
9665      struct A { typedef int X; };
9666      template <class T, class U> struct C {};
9667      template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
9668
9669    Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
9670    `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
9671    is `int'.  This function ensure that they agree.
9672
9673    TARGS, PARMS are the same as the arguments of unify.
9674    ARGS contains template arguments from all levels.  */
9675
9676 static int
9677 verify_class_unification (tree targs, tree parms, tree args)
9678 {
9679   parms = tsubst (parms, add_outermost_template_args (args, targs),
9680                   tf_none, NULL_TREE);
9681   if (parms == error_mark_node)
9682     return 1;
9683
9684   return !comp_template_args (parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args));
9685 }
9686
9687 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
9688    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
9689    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
9690    TARGS are as for unify.  */
9691
9692 static tree
9693 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9694 {
9695   tree copy_of_targs;
9696
9697   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
9698       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
9699           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
9700     return NULL_TREE;
9701
9702   /* We need to make a new template argument vector for the call to
9703      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
9704      the attempted unification, even if this class didn't work out.
9705      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
9706      we've already done, since unification is supposed to be done on
9707      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
9708      following pathological case:
9709
9710        template <int I, int J, int K>
9711        struct S {};
9712
9713        template <int I, int J>
9714        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
9715
9716        template <int I, int J, int K>
9717        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
9718
9719        void g() {
9720          S<0, 0, 0> s0;
9721          S<0, 1, 2> s2;
9722
9723          f(s0, s2);
9724        }
9725
9726      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
9727      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
9728      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
9729      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
9730      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
9731      would reject the possibility I=1.  */
9732   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
9733
9734   /* If unification failed, we're done.  */
9735   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
9736              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
9737     return NULL_TREE;
9738
9739   return arg;
9740 }
9741
9742 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
9743    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
9744    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
9745    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
9746    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
9747    by unify.  */
9748
9749 static tree
9750 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9751 {
9752   tree rval = NULL_TREE;
9753   tree binfo;
9754
9755   gcc_assert (IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (arg)));
9756
9757   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
9758   if (!binfo)
9759     /* The type could not be completed.  */
9760     return NULL_TREE;
9761
9762   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
9763      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
9764   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
9765     {
9766       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
9767
9768       if (r)
9769         {
9770           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
9771
9772                [temp.deduct.call]
9773
9774               If they yield more than one possible deduced A, the type
9775               deduction fails.
9776
9777              applies.  */
9778           if (rval && !same_type_p (r, rval))
9779             return NULL_TREE;
9780
9781           rval = r;
9782         }
9783     }
9784
9785   return rval;
9786 }
9787
9788 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
9789
9790 static int
9791 template_decl_level (tree decl)
9792 {
9793   switch (TREE_CODE (decl))
9794     {
9795     case TYPE_DECL:
9796     case TEMPLATE_DECL:
9797       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
9798
9799     case PARM_DECL:
9800       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
9801
9802     default:
9803       gcc_unreachable ();
9804     }
9805   return 0;
9806 }
9807
9808 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
9809    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
9810    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
9811
9812 static int
9813 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
9814 {
9815   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
9816   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
9817
9818   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9819       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9820     {
9821       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
9822           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
9823           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
9824           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
9825           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
9826           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
9827       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
9828            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
9829            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9830           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
9831         return 0;
9832
9833       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
9834           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
9835         return 0;
9836     }
9837
9838   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9839       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
9840     return 0;
9841
9842   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
9843       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
9844     return 0;
9845
9846   return 1;
9847 }
9848
9849 /* Takes parameters as for type_unification.  Returns 0 if the
9850    type deduction succeeds, 1 otherwise.  The parameter STRICT is a
9851    bitwise or of the following flags:
9852
9853      UNIFY_ALLOW_NONE:
9854        Require an exact match between PARM and ARG.
9855      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
9856        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
9857        conversion) than ARG.
9858      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
9859        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
9860      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
9861        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
9862        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
9863        ARG.
9864      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
9865        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
9866        case for more information.
9867      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
9868        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
9869        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
9870        have const qualified pointers leading up to the inner type which
9871        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
9872        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
9873        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
9874      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
9875        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
9876        qualified at this point.
9877      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
9878        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
9879        qualified at this point.  */
9880
9881 static int
9882 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
9883 {
9884   int idx;
9885   tree targ;
9886   tree tparm;
9887   int strict_in = strict;
9888
9889   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
9890      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
9891      signedness is the only information lost, and I think that will be
9892      okay.  */
9893   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
9894     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
9895
9896   if (arg == error_mark_node)
9897     return 1;
9898   if (arg == unknown_type_node)
9899     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9900        template args from other function args.  */
9901     return 0;
9902
9903   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
9904      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
9905      template parameters.  We might need them if we're trying to
9906      figure out which of two things is more specialized.  */
9907   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
9908     return 0;
9909
9910   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
9911      cv-qualification mismatches.  */
9912   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9913       && TYPE_P (arg)
9914       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
9915          type, and the elements might be template type parms. We'll check
9916          when we recurse.  */
9917       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
9918       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
9919          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
9920          PARM `T' for example, when computing which of two templates
9921          is more specialized, for example.  */
9922       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
9923       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
9924     return 1;
9925
9926   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
9927       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
9928     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
9929   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
9930   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
9931   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9932   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
9933
9934   switch (TREE_CODE (parm))
9935     {
9936     case TYPENAME_TYPE:
9937     case SCOPE_REF:
9938     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
9939       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
9940          argument values cannot be deduced for template parameters used
9941          within the nested-name-specifier.  */
9942       return 0;
9943
9944     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9945     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9946     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9947       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
9948
9949       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
9950           != template_decl_level (tparm))
9951         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
9952            to see if it matches ARG.  */
9953         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9954                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
9955       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
9956       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
9957       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
9958
9959       /* Check for mixed types and values.  */
9960       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9961            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
9962           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9963               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
9964         return 1;
9965
9966       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9967         {
9968           /* ARG must be constructed from a template class or a template
9969              template parameter.  */
9970           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9971               && (TREE_CODE (arg) != RECORD_TYPE || !CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)))
9972             return 1;
9973
9974           {
9975             tree parmtmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (parm);
9976             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
9977             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
9978             tree argtmplvec
9979               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_TI_TEMPLATE (arg));
9980             int i;
9981
9982             /* The parameter and argument roles have to be switched here
9983                in order to handle default arguments properly.  For example,
9984                template<template <class> class TT> void f(TT<int>)
9985                should be able to accept vector<int> which comes from
9986                template <class T, class Allocator = allocator>
9987                class vector.  */
9988
9989             if (coerce_template_parms (argtmplvec, parmvec, parmtmpl, 0, 1)
9990                 == error_mark_node)
9991               return 1;
9992
9993             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
9994                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
9995                rather than the whole TREE_VEC since they can have
9996                different number of elements.  */
9997
9998             for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parmvec); ++i)
9999               {
10000                 if (unify (tparms, targs,
10001                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
10002                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
10003                            UNIFY_ALLOW_NONE))
10004                   return 1;
10005               }
10006           }
10007           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
10008
10009           /* Fall through to deduce template name.  */
10010         }
10011
10012       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10013           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10014         {
10015           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
10016
10017           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10018           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
10019             return 0;
10020           else if (targ)
10021             return 1;
10022         }
10023       else
10024         {
10025           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
10026              a match unless we are allowing additional qualification.
10027              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
10028              that binds `const int' to `T'.  */
10029           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
10030                                          arg, parm))
10031             return 1;
10032
10033           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
10034              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
10035           arg = cp_build_qualified_type_real
10036             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
10037           if (arg == error_mark_node)
10038             return 1;
10039
10040           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10041           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
10042             return 0;
10043           else if (targ)
10044             return 1;
10045
10046           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
10047              that were talking about variable-sized arrays (like
10048              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
10049              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
10050              the bound of the array will not be computable in an
10051              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
10052              ISO C++, so we can do as we please here.  */
10053           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
10054             return 1;
10055         }
10056
10057       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10058       return 0;
10059
10060     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10061       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10062
10063       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
10064           != template_decl_level (tparm))
10065         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10066            to see if it matches ARG.  */
10067         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10068                  && cp_tree_equal (parm, arg));
10069
10070       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
10071       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
10072
10073       if (targ)
10074         return !cp_tree_equal (targ, arg);
10075
10076       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
10077          with a non-type template-parameter, the non-type
10078          template-parameter is used in an expression in the function
10079          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
10080          deduced, the template-argument type shall match the type of the
10081          template-parameter exactly, except that a template-argument
10082          deduced from an array bound may be of any integral type.
10083          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
10084       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
10085       if (!TREE_TYPE (arg))
10086         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
10087            It will later be processed in convert_template_argument.  */
10088         ;
10089       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
10090         /* OK */;
10091       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
10092                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
10093                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
10094         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
10095            template argument must exactly match the types of the
10096            corresponding parameter.  */
10097         arg = fold (build_nop (TREE_TYPE (parm), arg));
10098       else if (uses_template_parms (tparm))
10099         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
10100            later.  */
10101         return 0;
10102       else
10103         return 1;
10104
10105       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10106       return 0;
10107
10108     case PTRMEM_CST:
10109      {
10110         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
10111          another constant.  */
10112       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
10113         return 1;
10114
10115       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
10116          wrong, depending on the strict flags) to unify also
10117          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
10118          arg refer to the same variable, even if through different
10119          classes. For instance:
10120
10121          struct A { int x; };
10122          struct B : A { };
10123
10124          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
10125       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
10126                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
10127      }
10128
10129     case POINTER_TYPE:
10130       {
10131         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
10132           return 1;
10133
10134         /* [temp.deduct.call]
10135
10136            A can be another pointer or pointer to member type that can
10137            be converted to the deduced A via a qualification
10138            conversion (_conv.qual_).
10139
10140            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
10141            This will allow for additional cv-qualification of the
10142            pointed-to types if appropriate.  */
10143
10144         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
10145           /* The derived-to-base conversion only persists through one
10146              level of pointers.  */
10147           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
10148
10149         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10150                       TREE_TYPE (arg), strict);
10151       }
10152
10153     case REFERENCE_TYPE:
10154       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
10155         return 1;
10156       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10157                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10158
10159     case ARRAY_TYPE:
10160       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
10161         return 1;
10162       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
10163           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
10164         return 1;
10165       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
10166         {
10167           tree parm_max;
10168           tree arg_max;
10169
10170           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
10171           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
10172
10173           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
10174              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
10175              not an integer constant.  */
10176           if (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR)
10177             {
10178               arg_max = fold_build2 (PLUS_EXPR,
10179                                      integer_type_node,
10180                                      arg_max,
10181                                      TREE_OPERAND (parm_max, 1));
10182               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
10183             }
10184
10185           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
10186             return 1;
10187         }
10188       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10189                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10190
10191     case REAL_TYPE:
10192     case COMPLEX_TYPE:
10193     case VECTOR_TYPE:
10194     case INTEGER_TYPE:
10195     case BOOLEAN_TYPE:
10196     case ENUMERAL_TYPE:
10197     case VOID_TYPE:
10198       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10199         return 1;
10200
10201       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
10202          function.  */
10203       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
10204         return 1;
10205
10206       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
10207          will invalidate it if necessary.  */
10208       return 0;
10209
10210       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
10211       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
10212     case INTEGER_CST:
10213       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
10214         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10215
10216       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
10217         return 1;
10218       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
10219
10220     case TREE_VEC:
10221       {
10222         int i;
10223         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
10224           return 1;
10225         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
10226           return 1;
10227         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
10228           if (unify (tparms, targs,
10229                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
10230                      UNIFY_ALLOW_NONE))
10231             return 1;
10232         return 0;
10233       }
10234
10235     case RECORD_TYPE:
10236     case UNION_TYPE:
10237       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10238         return 1;
10239
10240       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
10241         {
10242           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10243             return 1;
10244
10245           return unify (tparms, targs,
10246                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
10247                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
10248                         strict);
10249         }
10250
10251       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
10252         {
10253           tree t = NULL_TREE;
10254
10255           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
10256             {
10257               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
10258               t = try_class_unification (tparms, targs,
10259                                          parm, arg);
10260
10261               if (!t)
10262                 {
10263                   /* Fallback to the special case allowed in
10264                      [temp.deduct.call]:
10265
10266                        If P is a class, and P has the form
10267                        template-id, then A can be a derived class of
10268                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
10269                        a class of the form template-id, A can be a
10270                        pointer to a derived class pointed to by the
10271                        deduced A.  */
10272                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
10273
10274                   if (!t)
10275                     return 1;
10276                 }
10277             }
10278           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
10279                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
10280                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
10281             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
10282                Then, we should unify `int' and `U'.  */
10283             t = arg;
10284           else
10285             /* There's no chance of unification succeeding.  */
10286             return 1;
10287
10288           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10289                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
10290         }
10291       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
10292         return 1;
10293       return 0;
10294
10295     case METHOD_TYPE:
10296     case FUNCTION_TYPE:
10297       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10298         return 1;
10299
10300       /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
10301          match exactly.  We need to check them explicitly here,
10302          because type_unification_real treats them as any other
10303          cvqualified parameter.  */
10304       if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
10305           && (!check_cv_quals_for_unify
10306               (UNIFY_ALLOW_NONE,
10307                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
10308                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
10309         return 1;
10310
10311       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10312                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10313         return 1;
10314       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10315                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, DEDUCE_EXACT,
10316                                     LOOKUP_NORMAL);
10317
10318     case OFFSET_TYPE:
10319       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
10320          deduces the type of the member as a function type. */
10321       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10322         {
10323           tree method_type;
10324           tree fntype;
10325           cp_cv_quals cv_quals;
10326
10327           /* Check top-level cv qualifiers */
10328           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
10329             return 1;
10330
10331           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10332                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10333             return 1;
10334
10335           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
10336           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
10337           fntype =
10338             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
10339                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
10340
10341           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
10342              implicit object parameter and place them on the function
10343              type to be restored later. */
10344           cv_quals =
10345             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
10346           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
10347           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
10348         }
10349
10350       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10351         return 1;
10352       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10353                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10354         return 1;
10355       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10356                     strict);
10357
10358     case CONST_DECL:
10359       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10360         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10361       if (arg != integral_constant_value (parm))
10362         return 1;
10363       return 0;
10364
10365     case FIELD_DECL:
10366     case TEMPLATE_DECL:
10367       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10368       return 1;
10369
10370     default:
10371       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10372
10373       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10374          something like:
10375
10376            template <int I>
10377            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10378
10379          This is a "nondeduced context":
10380
10381            [deduct.type]
10382
10383            The nondeduced contexts are:
10384
10385            --A type that is a template-id in which one or more of
10386              the template-arguments is an expression that references
10387              a template-parameter.
10388
10389          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10390          actually infer any unifications.  */
10391
10392       if (!uses_template_parms (parm)
10393           && !template_args_equal (parm, arg))
10394         return 1;
10395       else
10396         return 0;
10397     }
10398 }
10399 \f
10400 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
10401    required.  */
10402
10403 static void
10404 mark_definable (tree decl)
10405 {
10406   tree clone;
10407   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
10408   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
10409     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
10410 }
10411
10412 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
10413    explicitly instantiated class.  */
10414
10415 void
10416 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
10417 {
10418   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
10419
10420   /* If this entity has already been written out, it's too late to
10421      make any modifications.  */
10422   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
10423     return;
10424
10425   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
10426     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
10427        set correctly by tsubst.  */
10428     TREE_PUBLIC (result) = 1;
10429
10430   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
10431   DECL_COMDAT (result) = 0;
10432
10433   if (extern_p)
10434     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
10435   else
10436     {
10437       mark_definable (result);
10438       /* Always make artificials weak.  */
10439       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
10440         comdat_linkage (result);
10441       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
10442          linkonce sections.  */
10443       else if (TREE_PUBLIC (result))
10444         maybe_make_one_only (result);
10445     }
10446
10447   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
10448      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
10449      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
10450      emitted here.  In neither circumstance do we want
10451      import_export_decl to adjust the linkage.  */
10452   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
10453 }
10454
10455 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
10456
10457    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
10458    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10459    0 if neither is more specialized.
10460
10461    LEN indicates the number of parameters we should consider
10462    (defaulted parameters should not be considered).
10463
10464    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
10465    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
10466    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
10467    the templates will be more specialized if all the *other*
10468    template's arguments deduce against its arguments and at least one
10469    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
10470    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
10471    The arguments used in deduction have reference and top level cv
10472    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
10473    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
10474    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
10475    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
10476    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
10477    we do *not* verify the deduced template argument values can be
10478    substituted into non-deduced contexts, nor do we have to verify
10479    that all template arguments have been deduced.  */
10480
10481 int
10482 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
10483 {
10484   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
10485   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
10486   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
10487   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
10488   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
10489   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
10490   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
10491   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
10492   int better1 = 0;
10493   int better2 = 0;
10494   
10495   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
10496      one is a non-static member function and the other is not a static
10497      member function, remove the first parameter from that function
10498      also.  This situation occurs for operator functions where we
10499      locate both a member function (with this pointer) and non-member
10500      operator (with explicit first operand).  */
10501   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
10502     {
10503       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
10504       args1 = TREE_CHAIN (args1);
10505       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
10506         args2 = TREE_CHAIN (args2);
10507     }
10508   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
10509     {
10510       args2 = TREE_CHAIN (args2);
10511       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
10512         {
10513           len--;
10514           args1 = TREE_CHAIN (args1);
10515         }
10516     }
10517     
10518   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
10519   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
10520     return 0;
10521
10522   /* Consider the return type for a conversion function */
10523   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
10524     {
10525       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
10526       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
10527       len++;
10528     }
10529
10530   processing_template_decl++;
10531
10532   while (len--)
10533     {
10534       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
10535       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
10536       int deduce1, deduce2;
10537       int quals1 = -1;
10538       int quals2 = -1;
10539
10540       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
10541         {
10542           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10543           quals1 = cp_type_quals (arg1);
10544         }
10545
10546       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
10547         {
10548           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10549           quals2 = cp_type_quals (arg2);
10550         }
10551
10552       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
10553         {
10554           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
10555              array/function pointer decay to it.  This is not part of
10556              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
10557              for the function call itself, and with our earlier
10558              implementation of the underspecified partial ordering
10559              rules.  (nathan).  */
10560           if (quals1 >= 0)
10561             {
10562               switch (TREE_CODE (arg1))
10563                 {
10564                 case ARRAY_TYPE:
10565                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10566                   /* FALLTHROUGH. */
10567                 case FUNCTION_TYPE:
10568                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
10569                   break;
10570
10571                 default:
10572                   break;
10573                 }
10574             }
10575           else
10576             {
10577               switch (TREE_CODE (arg2))
10578                 {
10579                 case ARRAY_TYPE:
10580                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10581                   /* FALLTHROUGH. */
10582                 case FUNCTION_TYPE:
10583                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
10584                   break;
10585
10586                 default:
10587                   break;
10588                 }
10589             }
10590         }
10591
10592       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
10593       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
10594
10595       deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
10596       deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
10597
10598       if (!deduce1)
10599         better2 = -1;
10600       if (!deduce2)
10601         better1 = -1;
10602       if (better1 < 0 && better2 < 0)
10603         /* We've failed to deduce something in either direction.
10604            These must be unordered.  */
10605         break;
10606
10607       if (deduce1 && deduce2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
10608         {
10609           /* Deduces in both directions, see if quals can
10610              disambiguate.  Pretend the worse one failed to deduce. */
10611           if ((quals1 & quals2) == quals2)
10612             deduce1 = 0;
10613           if ((quals1 & quals2) == quals1)
10614             deduce2 = 0;
10615         }
10616       if (deduce1 && !deduce2 && !better2)
10617         better2 = 1;
10618       if (deduce2 && !deduce1 && !better1)
10619         better1 = 1;
10620
10621       args1 = TREE_CHAIN (args1);
10622       args2 = TREE_CHAIN (args2);
10623     }
10624
10625   processing_template_decl--;
10626
10627   return (better1 > 0) - (better2 > 0);
10628 }
10629
10630 /* Given two class template specialization list nodes PAT1 and PAT2, return:
10631
10632    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.class.order].
10633    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10634    0 if neither is more specialized.
10635
10636    FULL_ARGS is the full set of template arguments that triggers this
10637    partial ordering.  */
10638
10639 int
10640 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2, tree full_args)
10641 {
10642   tree targs;
10643   int winner = 0;
10644
10645   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
10646      different class template specializations, we may encounter dependent
10647      types in the arguments, and we need our dependency check functions
10648      to behave correctly.  */
10649   ++processing_template_decl;
10650   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1), TREE_PURPOSE (pat1),
10651                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat2)));
10652   if (targs)
10653     --winner;
10654
10655   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2), TREE_PURPOSE (pat2),
10656                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat1)));
10657   if (targs)
10658     ++winner;
10659   --processing_template_decl;
10660
10661   return winner;
10662 }
10663
10664 /* Return the template arguments that will produce the function signature
10665    DECL from the function template FN, with the explicit template
10666    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
10667    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
10668    found.  */
10669
10670 static tree
10671 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
10672 {
10673   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
10674   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
10675   tree decl_type;
10676   tree decl_arg_types;
10677
10678   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
10679      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
10680      FN.  */
10681   decl_type = TREE_TYPE (decl);
10682   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
10683     {
10684       tree tmpl;
10685       tree converted_args;
10686
10687       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10688         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10689       else
10690         /* We can get here for some invalid specializations.  */
10691         return NULL_TREE;
10692
10693       converted_args
10694         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
10695                                   explicit_args, NULL_TREE,
10696                                   tf_none, /*require_all_arguments=*/0));
10697       if (converted_args == error_mark_node)
10698         return NULL_TREE;
10699
10700       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
10701       if (decl_type == error_mark_node)
10702         return NULL_TREE;
10703     }
10704
10705   decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
10706   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
10707   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
10708     decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
10709
10710   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
10711                            decl_arg_types,
10712                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
10713                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
10714                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
10715     return NULL_TREE;
10716
10717   return targs;
10718 }
10719
10720 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
10721    template specialization whose innermost template parameters are
10722    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
10723    ARGS.
10724
10725    For example, suppose we have:
10726
10727      template <class T, class U> struct S {};
10728      template <class T> struct S<T*, int> {};
10729
10730    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
10731    {T}, the PARMS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
10732    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
10733    is bound to `double'.  */
10734
10735 static tree
10736 get_class_bindings (tree tparms, tree parms, tree args)
10737 {
10738   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
10739   tree vec = make_tree_vec (ntparms);
10740
10741   if (unify (tparms, vec, parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
10742              UNIFY_ALLOW_NONE))
10743     return NULL_TREE;
10744
10745   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
10746     if (! TREE_VEC_ELT (vec, i))
10747       return NULL_TREE;
10748
10749   if (verify_class_unification (vec, parms, args))
10750     return NULL_TREE;
10751
10752   return vec;
10753 }
10754
10755 /* In INSTANTIATIONS is a list of <INSTANTIATION, TEMPLATE> pairs.
10756    Pick the most specialized template, and return the corresponding
10757    instantiation, or if there is no corresponding instantiation, the
10758    template itself.  If there is no most specialized template,
10759    error_mark_node is returned.  If there are no templates at all,
10760    NULL_TREE is returned.  */
10761
10762 tree
10763 most_specialized_instantiation (tree instantiations)
10764 {
10765   tree fn, champ;
10766
10767   if (!instantiations)
10768     return NULL_TREE;
10769
10770   ++processing_template_decl;
10771
10772   champ = instantiations;
10773   for (fn = TREE_CHAIN (instantiations); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10774     {
10775       int fate = 0;
10776
10777       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10778                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10779                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10780         fate--;
10781
10782       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10783                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10784                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10785         fate++;
10786
10787       if (fate != 1)
10788         {
10789           if (!fate)
10790             /* Equally specialized, move to next function.  If there
10791                is no next function, nothing's most specialized.  */
10792             fn = TREE_CHAIN (fn);
10793           champ = fn;
10794         }
10795     }
10796
10797   if (champ)
10798     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
10799        instantiation list.  */
10800     for (fn = instantiations; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
10801       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10802                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10803                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
10804           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10805                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10806                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10807         {
10808           champ = NULL_TREE;
10809           break;
10810         }
10811
10812   processing_template_decl--;
10813
10814   if (!champ)
10815     return error_mark_node;
10816
10817   return TREE_PURPOSE (champ) ? TREE_PURPOSE (champ) : TREE_VALUE (champ);
10818 }
10819
10820 /* Return the most specialized of the list of templates in FNS that can
10821    produce an instantiation matching DECL, given the explicit template
10822    arguments EXPLICIT_ARGS.  */
10823
10824 static tree
10825 most_specialized (tree fns, tree decl, tree explicit_args)
10826 {
10827   tree candidates = NULL_TREE;
10828   tree fn, args;
10829
10830   for (fn = fns; fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10831     {
10832       tree candidate = TREE_VALUE (fn);
10833
10834       args = get_bindings (candidate, decl, explicit_args, /*check_ret=*/true);
10835       if (args)
10836         candidates = tree_cons (NULL_TREE, candidate, candidates);
10837     }
10838
10839   return most_specialized_instantiation (candidates);
10840 }
10841
10842 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
10843    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
10844
10845    For example, given:
10846
10847      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
10848
10849    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
10850    the full template.  This function will not trace past partial
10851    specializations, however.  For example, given in addition:
10852
10853      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
10854
10855    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
10856    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
10857
10858 tree
10859 most_general_template (tree decl)
10860 {
10861   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
10862      an immediate specialization.  */
10863   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
10864     {
10865       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
10866         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10867
10868         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
10869            template friend.  */
10870         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
10871           return NULL_TREE;
10872       } else
10873         return NULL_TREE;
10874     }
10875
10876   /* Look for more and more general templates.  */
10877   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10878     {
10879       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
10880          (See cp-tree.h for details.)  */
10881       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
10882         break;
10883
10884       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
10885           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
10886         break;
10887
10888       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
10889       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
10890           && DECL_CONTEXT (decl)
10891           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
10892         break;
10893
10894       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10895     }
10896
10897   return decl;
10898 }
10899
10900 /* Return the most specialized of the class template specializations
10901    of TMPL which can produce an instantiation matching ARGS, or
10902    error_mark_node if the choice is ambiguous.  */
10903
10904 static tree
10905 most_specialized_class (tree tmpl, tree args)
10906 {
10907   tree list = NULL_TREE;
10908   tree t;
10909   tree champ;
10910   int fate;
10911
10912   tmpl = most_general_template (tmpl);
10913   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
10914     {
10915       tree spec_args
10916         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args);
10917       if (spec_args)
10918         {
10919           list = tree_cons (TREE_PURPOSE (t), TREE_VALUE (t), list);
10920           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
10921         }
10922     }
10923
10924   if (! list)
10925     return NULL_TREE;
10926
10927   t = list;
10928   champ = t;
10929   t = TREE_CHAIN (t);
10930   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
10931     {
10932       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10933       if (fate == 1)
10934         ;
10935       else
10936         {
10937           if (fate == 0)
10938             {
10939               t = TREE_CHAIN (t);
10940               if (! t)
10941                 return error_mark_node;
10942             }
10943           champ = t;
10944         }
10945     }
10946
10947   for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
10948     {
10949       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10950       if (fate != 1)
10951         return error_mark_node;
10952     }
10953
10954   return champ;
10955 }
10956
10957 /* Explicitly instantiate DECL.  */
10958
10959 void
10960 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
10961 {
10962   tree result = NULL_TREE;
10963   int extern_p = 0;
10964
10965   if (!decl)
10966     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
10967        an appropriate message.  */
10968     return;
10969   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
10970     {
10971       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
10972       return;
10973     }
10974   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
10975     {
10976       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
10977          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
10978          the latter, the DECL we get back will be marked as a
10979          template instantiation, and the appropriate
10980          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
10981          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
10982          should handle VAR_DECLs as it currently handles
10983          FUNCTION_DECLs.  */
10984       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
10985       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
10986         {
10987           error ("no matching template for %qD found", decl);
10988           return;
10989         }
10990     }
10991   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
10992     {
10993       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
10994       return;
10995     }
10996   else
10997     result = decl;
10998
10999   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
11000      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
11001      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
11002      until we get here.  */
11003
11004   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
11005     {
11006       /* DR 259 [temp.spec].
11007
11008          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11009          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11010          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11011
11012          For a given set of template parameters, if an explicit
11013          instantiation of a template appears after a declaration of an
11014          explicit specialization for that template, the explicit
11015          instantiation has no effect.  */
11016       return;
11017     }
11018   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
11019     {
11020       /* [temp.spec]
11021
11022          No program shall explicitly instantiate any template more
11023          than once.
11024
11025          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
11026          the first instantiation was `extern' and the second is not,
11027          and EXTERN_P for the opposite case.  */
11028       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
11029         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
11030       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
11031          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
11032       if (extern_p)
11033         return;
11034     }
11035   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
11036     {
11037       error ("no matching template for %qD found", result);
11038       return;
11039     }
11040   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
11041     {
11042       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
11043       return;
11044     }
11045
11046   if (storage == NULL_TREE)
11047     ;
11048   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11049     {
11050       if (pedantic && !in_system_header)
11051         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
11052                  "instantiations");
11053       extern_p = 1;
11054     }
11055   else
11056     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
11057   
11058   check_explicit_instantiation_namespace (result);
11059   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
11060   if (! extern_p)
11061     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1, 
11062                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11063 }
11064
11065 void
11066 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
11067 {
11068   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
11069   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
11070   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
11071   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
11072   if (! extern_p)
11073     {
11074       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
11075       rest_of_type_compilation (t, 1);
11076     }
11077 }
11078
11079 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
11080    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
11081 static void
11082 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
11083 {
11084   tree storage = *(tree *) data;
11085
11086   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
11087       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
11088     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
11089 }
11090
11091 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
11092    (a member function or a static member variable) of an
11093    explicitly instantiated class template.  */
11094 static void
11095 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
11096 {
11097   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
11098   if (! extern_p)
11099     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1, 
11100                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
11101 }
11102
11103 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
11104    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
11105    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
11106    since the standard is unclear (as detailed below).  */
11107
11108 void
11109 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
11110 {
11111   int extern_p = 0;
11112   int nomem_p = 0;
11113   int static_p = 0;
11114   int previous_instantiation_extern_p = 0;
11115
11116   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
11117     t = TREE_TYPE (t);
11118
11119   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
11120     {
11121       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
11122       return;
11123     }
11124
11125   complete_type (t);
11126
11127   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
11128     {
11129       if (complain & tf_error)
11130         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
11131                t);
11132       return;
11133     }
11134
11135   if (storage != NULL_TREE)
11136     {
11137       if (pedantic && !in_system_header)
11138         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations",
11139                 storage);
11140
11141       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
11142         nomem_p = 1;
11143       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11144         extern_p = 1;
11145       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
11146         static_p = 1;
11147       else
11148         {
11149           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
11150                  storage);
11151           extern_p = 0;
11152         }
11153     }
11154
11155   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
11156     {
11157       /* DR 259 [temp.spec].
11158
11159          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11160          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11161          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11162
11163          For a given set of template parameters, if an explicit
11164          instantiation of a template appears after a declaration of an
11165          explicit specialization for that template, the explicit
11166          instantiation has no effect.  */
11167       return;
11168     }
11169   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
11170     {
11171       /* [temp.spec]
11172
11173          No program shall explicitly instantiate any template more
11174          than once.
11175
11176          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
11177          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
11178          These cases are OK.  */
11179       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
11180
11181       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
11182           && (complain & tf_error))
11183         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
11184
11185       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
11186       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
11187         return;
11188     }
11189
11190   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
11191   mark_class_instantiated (t, extern_p);
11192
11193   if (nomem_p)
11194     return;
11195
11196   {
11197     tree tmp;
11198
11199     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
11200        declarations, and not the definitions, of members are
11201        instantiated, we have here:
11202
11203          [temp.explicit]
11204
11205          The explicit instantiation of a class template specialization
11206          implies the instantiation of all of its members not
11207          previously explicitly specialized in the translation unit
11208          containing the explicit instantiation.
11209
11210        Of course, we can't instantiate member template classes, since
11211        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
11212        is unclear on whether the instantiation of the members are
11213        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
11214        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
11215
11216     if (! static_p)
11217       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11218         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
11219             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11220           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11221
11222     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11223       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11224         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11225
11226     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11227       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11228                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11229   }
11230 }
11231
11232 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11233    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11234    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11235    should occur for DECL, not the most general template.
11236
11237    One reason for doing this is a scenario like this:
11238
11239      template <class T>
11240      void f(const T&, int i);
11241
11242      void g() { f(3, 7); }
11243
11244      template <class T>
11245      void f(const T& t, const int i) { }
11246
11247    Note that when the template is first instantiated, with
11248    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11249    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11250    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11251
11252 static void
11253 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11254 {
11255   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11256      template.  */
11257   tree args;
11258   tree code_pattern;
11259
11260   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11261   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11262
11263   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11264      correctly.  */
11265   push_access_scope (decl);
11266
11267   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11268     {
11269       tree decl_parm;
11270       tree pattern_parm;
11271       tree specs;
11272       int args_depth;
11273       int parms_depth;
11274
11275       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11276       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
11277       if (args_depth > parms_depth)
11278         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11279
11280       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11281                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11282       if (specs)
11283         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11284                                                     specs);
11285
11286       /* Merge parameter declarations.  */
11287       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
11288                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11289       pattern_parm
11290         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11291                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11292       while (decl_parm)
11293         {
11294           tree parm_type;
11295           tree attributes;
11296
11297           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11298             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11299           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11300                               NULL_TREE);
11301           parm_type = type_decays_to (parm_type);
11302           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11303             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11304           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
11305           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
11306             {
11307               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
11308               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
11309             }
11310           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11311           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11312         }
11313
11314       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11315       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11316           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11317         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11318       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11319         DECL_INLINE (decl) = 1;
11320     }
11321   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11322     DECL_INITIAL (decl) =
11323       tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
11324                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11325   else
11326     gcc_unreachable ();
11327
11328   pop_access_scope (decl);
11329 }
11330
11331 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11332    substituted to get DECL.  */
11333
11334 tree
11335 template_for_substitution (tree decl)
11336 {
11337   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11338
11339   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11340      for the instantiation.  This is not always the most general
11341      template.  Consider, for example:
11342
11343         template <class T>
11344         struct S { template <class U> void f();
11345                    template <> void f<int>(); };
11346
11347      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
11348      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
11349   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
11350             more general template.  */
11351          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11352            /* We must also deal with friend templates.  Given:
11353
11354                 template <class T> struct S {
11355                   template <class U> friend void f() {};
11356                 };
11357
11358               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
11359               so far as the language is concerned, but that's still
11360               where we get the pattern for the instantiation from.  On
11361               other hand, if the definition comes outside the class, say:
11362
11363                 template <class T> struct S {
11364                   template <class U> friend void f();
11365                 };
11366                 template <class U> friend void f() {}
11367
11368               we don't need to look any further.  That's what the check for
11369               DECL_INITIAL is for.  */
11370           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
11371               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11372               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
11373     {
11374       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
11375          were a definition, we should be using it!  Note that we
11376          cannot restructure the loop to just keep going until we find
11377          a template with a definition, since that might go too far if
11378          a specialization was declared, but not defined.  */
11379       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
11380                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
11381
11382       /* Fetch the more general template.  */
11383       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
11384     }
11385
11386   return tmpl;
11387 }
11388
11389 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
11390    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
11391    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
11392    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
11393    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
11394    explicitly instantiated class template.  */
11395
11396 tree
11397 instantiate_decl (tree d, int defer_ok, 
11398                   bool expl_inst_class_mem_p)
11399 {
11400   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
11401   tree gen_args;
11402   tree args;
11403   tree td;
11404   tree code_pattern;
11405   tree spec;
11406   tree gen_tmpl;
11407   bool pattern_defined;
11408   int need_push;
11409   location_t saved_loc = input_location;
11410   bool external_p;
11411
11412   /* This function should only be used to instantiate templates for
11413      functions and static member variables.  */
11414   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11415               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
11416
11417   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
11418      are instantiated right away.  That allows for better code in the
11419      case that an expression refers to the value of the variable --
11420      if the variable has a constant value the referring expression can
11421      take advantage of that fact.  */
11422   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11423     defer_ok = 0;
11424
11425   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
11426      functions they cloned.  */
11427   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
11428     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
11429
11430   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
11431     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
11432        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
11433        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
11434        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
11435        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
11436     return d;
11437
11438   /* If we already have a specialization of this declaration, then
11439      there's no reason to instantiate it.  Note that
11440      retrieve_specialization gives us both instantiations and
11441      specializations, so we must explicitly check
11442      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
11443   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
11444   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
11445   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
11446                                   /*class_specializations_p=*/false);
11447   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
11448     return spec;
11449
11450   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
11451   if (! push_tinst_level (d))
11452     return d;
11453
11454   timevar_push (TV_PARSE);
11455
11456   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11457      for the instantiation.  */
11458   td = template_for_substitution (d);
11459   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
11460
11461   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
11462       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
11463     /* In the case of a friend template whose definition is provided
11464        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
11465        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
11466     args = get_innermost_template_args
11467       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
11468   else
11469     args = gen_args;
11470
11471   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11472     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
11473   else
11474     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
11475
11476   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
11477   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
11478
11479   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
11480      the linkage of D, remember that a definition is available for
11481      this entity.  */
11482   if (pattern_defined
11483       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11484       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
11485     mark_definable (d);
11486
11487   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11488
11489   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
11490      and no definition is available, treat it like an implicit
11491      instantiation.  */ 
11492   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p 
11493       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)) 
11494     {
11495       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
11496       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
11497       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
11498     }
11499
11500   if (!defer_ok)
11501     {
11502       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
11503          about ignoring cv qualifiers.  */
11504       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
11505       tree type = TREE_TYPE (gen);
11506
11507       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11508          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
11509          right context.  */
11510       push_access_scope (d);
11511
11512       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
11513         {
11514           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11515           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
11516                   tf_error | tf_warning, d);
11517           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
11518              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
11519              The function arguments are the same as the decl_arguments
11520              without the top level cv qualifiers.  */
11521           type = TREE_TYPE (type);
11522         }
11523       tsubst (type, gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11524
11525       pop_access_scope (d);
11526     }
11527
11528   /* Check to see whether we know that this template will be
11529      instantiated in some other file, as with "extern template"
11530      extension.  */
11531   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
11532   /* In general, we do not instantiate such templates...  */
11533   if (external_p
11534       /* ... but we instantiate inline functions so that we can inline
11535          them and ... */
11536       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_INLINE (d))
11537       /* ... we instantiate static data members whose values are
11538          needed in integral constant expressions.  */
11539       && ! (TREE_CODE (d) == VAR_DECL 
11540             && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (d)))
11541     goto out;
11542   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
11543      forbidden from doing so.  */
11544   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
11545          template.  */
11546       ! pattern_defined 
11547       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
11548       || defer_ok
11549       /* If this is a static data member that will be defined
11550          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
11551          member, but we do want to instantiate the initializer so that
11552          we can substitute that elsewhere.  */
11553       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
11554     {
11555       /* The definition of the static data member is now required so
11556          we must substitute the initializer.  */
11557       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
11558           && !DECL_INITIAL (d) 
11559           && DECL_INITIAL (code_pattern))
11560         {
11561           tree ns;
11562           tree init;
11563
11564           ns = decl_namespace_context (d);
11565           push_nested_namespace (ns);
11566           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11567           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), 
11568                               args,
11569                               tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
11570           DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
11571           finish_static_data_member_decl (d, init, 
11572                                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
11573                                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
11574           pop_nested_class ();
11575           pop_nested_namespace (ns);
11576         }
11577
11578       /* We restore the source position here because it's used by
11579          add_pending_template.  */
11580       input_location = saved_loc;
11581
11582       if (at_eof && !pattern_defined
11583           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
11584         /* [temp.explicit]
11585
11586            The definition of a non-exported function template, a
11587            non-exported member function template, or a non-exported
11588            member function or static data member of a class template
11589            shall be present in every translation unit in which it is
11590            explicitly instantiated.  */
11591         pedwarn
11592           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
11593
11594       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
11595          when marked as "extern template".  */
11596       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
11597         add_pending_template (d);
11598       goto out;
11599     }
11600   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
11601      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
11602   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
11603     {
11604       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
11605          requested instantiation in the PCH it is still possible that
11606          an instantiation will be required in a file that includes the
11607          PCH.  */
11608       if (pch_file)
11609         add_pending_template (d);
11610       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
11611          job, even though we'll not be emitting a copy of this
11612          function.  */
11613       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11614             && flag_inline_trees
11615             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
11616         goto out;
11617     }
11618
11619   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
11620   if (need_push)
11621     push_to_top_level ();
11622
11623   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
11624      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
11625   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
11626
11627   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
11628      by a subsequent redeclaration.  */
11629   regenerate_decl_from_template (d, td);
11630
11631   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
11632      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
11633   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11634
11635   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11636     {
11637       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
11638          since we've reset the type of the declaration.  */
11639       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
11640       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
11641
11642       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
11643          initializer.  That function will defer actual emission until
11644          we have a chance to determine linkage.  */
11645       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
11646
11647       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
11648       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11649       cp_finish_decl (d, DECL_INITIAL (d), NULL_TREE, 0);
11650       pop_nested_class ();
11651     }
11652   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11653     {
11654       htab_t saved_local_specializations;
11655       tree subst_decl;
11656       tree tmpl_parm;
11657       tree spec_parm;
11658
11659       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
11660          template from within the body of another.  */
11661       saved_local_specializations = local_specializations;
11662
11663       /* Set up the list of local specializations.  */
11664       local_specializations = htab_create (37,
11665                                            hash_local_specialization,
11666                                            eq_local_specializations,
11667                                            NULL);
11668
11669       /* Set up context.  */
11670       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
11671
11672       /* Create substitution entries for the parameters.  */
11673       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
11674       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
11675       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
11676       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
11677         {
11678           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11679           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
11680           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
11681         }
11682       while (tmpl_parm)
11683         {
11684           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11685           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
11686           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
11687         }
11688       gcc_assert (!spec_parm);
11689
11690       /* Substitute into the body of the function.  */
11691       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
11692                    tf_error | tf_warning, tmpl);
11693
11694       /* We don't need the local specializations any more.  */
11695       htab_delete (local_specializations);
11696       local_specializations = saved_local_specializations;
11697
11698       /* Finish the function.  */
11699       d = finish_function (0);
11700       expand_or_defer_fn (d);
11701     }
11702
11703   /* We're not deferring instantiation any more.  */
11704   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
11705
11706   if (need_push)
11707     pop_from_top_level ();
11708
11709 out:
11710   input_location = saved_loc;
11711   pop_deferring_access_checks ();
11712   pop_tinst_level ();
11713
11714   timevar_pop (TV_PARSE);
11715
11716   return d;
11717 }
11718
11719 /* Run through the list of templates that we wish we could
11720    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
11721    number of times we retry pending template instantiation.  */
11722
11723 void
11724 instantiate_pending_templates (int retries)
11725 {
11726   tree *t;
11727   tree last = NULL_TREE;
11728   int reconsider;
11729   location_t saved_loc = input_location;
11730   int saved_in_system_header = in_system_header;
11731
11732   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
11733      may require further template instantiations.  We place a limit here
11734      to avoid infinite loop.  */
11735   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
11736     {
11737       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
11738             " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
11739             " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)",
11740             max_tinst_depth, TREE_VALUE (pending_templates));
11741       return;
11742     }
11743
11744   do
11745     {
11746       reconsider = 0;
11747
11748       t = &pending_templates;
11749       while (*t)
11750         {
11751           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
11752
11753           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
11754
11755           if (TYPE_P (instantiation))
11756             {
11757               tree fn;
11758
11759               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11760                 {
11761                   instantiate_class_template (instantiation);
11762                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
11763                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
11764                          fn;
11765                          fn = TREE_CHAIN (fn))
11766                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
11767                         instantiate_decl (fn, 
11768                                           /*defer_ok=*/0,
11769                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11770                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11771                     reconsider = 1;
11772                 }
11773
11774               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11775                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11776                    need to consider it again in the future.  */
11777                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11778               else
11779                 {
11780                   last = *t;
11781                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11782                 }
11783             }
11784           else
11785             {
11786               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11787                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11788                 {
11789                   instantiation 
11790                     = instantiate_decl (instantiation,
11791                                         /*defer_ok=*/0,
11792                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11793                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11794                     reconsider = 1;
11795                 }
11796
11797               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11798                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11799                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11800                    need to consider it again in the future.  */
11801                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11802               else
11803                 {
11804                   last = *t;
11805                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11806                 }
11807             }
11808           tinst_depth = 0;
11809           current_tinst_level = NULL_TREE;
11810         }
11811       last_pending_template = last;
11812     }
11813   while (reconsider);
11814
11815   input_location = saved_loc;
11816   in_system_header = saved_in_system_header;
11817 }
11818
11819 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
11820    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
11821    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
11822    instantiate_decl.  */
11823
11824 static tree
11825 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
11826 {
11827   tree inits = NULL_TREE;
11828
11829   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11830     {
11831       tree decl;
11832       tree init;
11833
11834       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11835                           NULL_TREE);
11836       decl = expand_member_init (decl);
11837       if (decl && !DECL_P (decl))
11838         in_base_initializer = 1;
11839
11840       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11841                           NULL_TREE);
11842       in_base_initializer = 0;
11843
11844       if (decl)
11845         {
11846           init = build_tree_list (decl, init);
11847           TREE_CHAIN (init) = inits;
11848           inits = init;
11849         }
11850     }
11851   return inits;
11852 }
11853
11854 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
11855
11856 static void
11857 set_current_access_from_decl (tree decl)
11858 {
11859   if (TREE_PRIVATE (decl))
11860     current_access_specifier = access_private_node;
11861   else if (TREE_PROTECTED (decl))
11862     current_access_specifier = access_protected_node;
11863   else
11864     current_access_specifier = access_public_node;
11865 }
11866
11867 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
11868    is the instantiation (which should have been created with
11869    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
11870
11871 static void
11872 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
11873 {
11874   tree e;
11875
11876   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
11877     {
11878       tree value;
11879       tree decl;
11880
11881       decl = TREE_VALUE (e);
11882       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
11883          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
11884       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
11885                            args, tf_error | tf_warning,
11886                            NULL_TREE);
11887
11888       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
11889       set_current_access_from_decl (decl);
11890
11891       /* Actually build the enumerator itself.  */
11892       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
11893     }
11894
11895   finish_enum (newtag);
11896   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
11897     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
11898 }
11899
11900 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
11901    its type -- but without substituting the innermost set of template
11902    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
11903    the type.  */
11904
11905 tree
11906 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
11907 {
11908   tree fn_type;
11909   tree tmpl;
11910   tree targs;
11911   tree tparms;
11912   int parm_depth;
11913
11914   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11915   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
11916   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
11917   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
11918
11919   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
11920      of parameters.  */
11921   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
11922
11923   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
11924
11925   if (parm_depth == 1)
11926     /* No substitution is necessary.  */
11927     ;
11928   else
11929     {
11930       int i, save_access_control;
11931       tree partial_args;
11932
11933       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
11934          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
11935       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
11936       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
11937         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
11938                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
11939       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
11940                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
11941                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
11942
11943       /* Disable access control as this function is used only during
11944          name-mangling.  */
11945       save_access_control = flag_access_control;
11946       flag_access_control = 0;
11947
11948       ++processing_template_decl;
11949       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
11950          appropriate function type.  */
11951       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
11952       --processing_template_decl;
11953
11954       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
11955          innermost set of parameters.  This step is important if the
11956          innermost set of template parameters contains value
11957          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
11958       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
11959       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
11960
11961       flag_access_control = save_access_control;
11962     }
11963
11964   return fn_type;
11965 }
11966
11967 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
11968    the last one involved in diagnostics.  */
11969 int
11970 problematic_instantiation_changed (void)
11971 {
11972   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
11973 }
11974
11975 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
11976 void
11977 record_last_problematic_instantiation (void)
11978 {
11979   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
11980 }
11981
11982 tree
11983 current_instantiation (void)
11984 {
11985   return current_tinst_level;
11986 }
11987
11988 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
11989    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
11990    warning messages under control of COMPLAIN.  */
11991
11992 static int
11993 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
11994 {
11995   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
11996     return 0;
11997   else if (POINTER_TYPE_P (type))
11998     return 0;
11999   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
12000     return 0;
12001   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12002     return 0;
12003   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
12004     return 0;
12005
12006   if (complain & tf_error)
12007     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
12008   return 1;
12009 }
12010
12011 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
12012    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
12013
12014 static bool
12015 dependent_type_p_r (tree type)
12016 {
12017   tree scope;
12018
12019   /* [temp.dep.type]
12020
12021      A type is dependent if it is:
12022
12023      -- a template parameter. Template template parameters are types
12024         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
12025         them here.  */
12026   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
12027       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12028     return true;
12029   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
12030         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
12031         names a dependent type.  */
12032   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
12033     return true;
12034   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
12035         dependent.  */
12036   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
12037   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
12038   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
12039     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
12040             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
12041                                            (type)));
12042   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
12043            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
12044     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12045   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
12046            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
12047     {
12048       tree arg_type;
12049
12050       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
12051         return true;
12052       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
12053            arg_type;
12054            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
12055         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
12056           return true;
12057       return false;
12058     }
12059   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
12060         size is specified by a constant expression that is
12061         value-dependent.  */
12062   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
12063     {
12064       if (TYPE_DOMAIN (type)
12065           && ((value_dependent_expression_p
12066                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
12067               || (type_dependent_expression_p
12068                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
12069         return true;
12070       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12071     }
12072
12073   /* -- a template-id in which either the template name is a template
12074      parameter ...  */
12075   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12076     return true;
12077   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
12078         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
12079   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
12080            && (any_dependent_template_arguments_p
12081                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
12082     return true;
12083
12084   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
12085      expression is not type-dependent, then it should already been
12086      have resolved.  */
12087   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
12088     return true;
12089
12090   /* The standard does not specifically mention types that are local
12091      to template functions or local classes, but they should be
12092      considered dependent too.  For example:
12093
12094        template <int I> void f() {
12095          enum E { a = I };
12096          S<sizeof (E)> s;
12097        }
12098
12099      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
12100      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
12101   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12102   if (scope && TYPE_P (scope))
12103     return dependent_type_p (scope);
12104   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
12105     return type_dependent_expression_p (scope);
12106
12107   /* Other types are non-dependent.  */
12108   return false;
12109 }
12110
12111 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
12112    [temp.dep.type].  */
12113
12114 bool
12115 dependent_type_p (tree type)
12116 {
12117   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
12118      any dependent types.  */
12119   if (!processing_template_decl)
12120     return false;
12121
12122   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
12123      in question; in that case, the type is dependent.  */
12124   if (!type)
12125     return true;
12126
12127   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
12128   if (type == error_mark_node)
12129     return false;
12130
12131   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
12132      do so now.  */
12133   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
12134     {
12135       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
12136       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
12137     }
12138
12139   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
12140 }
12141
12142 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
12143
12144 static bool
12145 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
12146 {
12147   tree scope;
12148   tree name;
12149
12150   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
12151
12152   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12153     return true;
12154
12155   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
12156   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
12157
12158   /* [temp.dep.expr]
12159
12160      An id-expression is type-dependent if it contains a
12161      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
12162      dependent type.  */
12163   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
12164      qualifying type is the current class, then we must peek
12165      inside it.  */
12166   if (DECL_P (name)
12167       && currently_open_class (scope)
12168       && !criterion (name))
12169     return false;
12170   if (dependent_type_p (scope))
12171     return true;
12172
12173   return false;
12174 }
12175
12176 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
12177    [temp.dep.constexpr] */
12178
12179 bool
12180 value_dependent_expression_p (tree expression)
12181 {
12182   if (!processing_template_decl)
12183     return false;
12184
12185   /* A name declared with a dependent type.  */
12186   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
12187     return true;
12188
12189   switch (TREE_CODE (expression))
12190     {
12191     case IDENTIFIER_NODE:
12192       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
12193       return true;
12194
12195     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12196       /* A non-type template parm.  */
12197       return true;
12198
12199     case CONST_DECL:
12200       /* A non-type template parm.  */
12201       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12202         return true;
12203       return false;
12204
12205     case VAR_DECL:
12206        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
12207           with an expression that is value-dependent.  */
12208       if (DECL_INITIAL (expression)
12209           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
12210           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
12211         return true;
12212       return false;
12213
12214     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12215     case STATIC_CAST_EXPR:
12216     case CONST_CAST_EXPR:
12217     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12218     case CAST_EXPR:
12219       /* These expressions are value-dependent if the type to which
12220          the cast occurs is dependent or the expression being casted
12221          is value-dependent.  */
12222       {
12223         tree type = TREE_TYPE (expression);
12224
12225         if (dependent_type_p (type))
12226           return true;
12227
12228         /* A functional cast has a list of operands.  */
12229         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12230         if (!expression)
12231           {
12232             /* If there are no operands, it must be an expression such
12233                as "int()". This should not happen for aggregate types
12234                because it would form non-constant expressions.  */
12235             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
12236
12237             return false;
12238           }
12239
12240         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
12241           {
12242             for (; expression; expression = TREE_CHAIN (expression))
12243               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (expression)))
12244                 return true;
12245             return false;
12246           }
12247
12248         return value_dependent_expression_p (expression);
12249       }
12250
12251     case SIZEOF_EXPR:
12252     case ALIGNOF_EXPR:
12253       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
12254          type-dependent.  */
12255       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12256       if (TYPE_P (expression))
12257         return dependent_type_p (expression);
12258       return type_dependent_expression_p (expression);
12259
12260     case SCOPE_REF:
12261       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
12262
12263     case COMPONENT_REF:
12264       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
12265               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
12266
12267     case CALL_EXPR:
12268       /* A CALL_EXPR is value-dependent if any argument is
12269          value-dependent.  Why do we have to handle CALL_EXPRs in this
12270          function at all?  First, some function calls, those for which
12271          value_dependent_expression_p is true, man appear in constant
12272          expressions.  Second, there appear to be bugs which result in
12273          other CALL_EXPRs reaching this point. */
12274       {
12275         tree function = TREE_OPERAND (expression, 0);
12276         tree args = TREE_OPERAND (expression, 1);
12277
12278         if (value_dependent_expression_p (function))
12279           return true;
12280
12281         if (! args)
12282           return false;
12283
12284         if (TREE_CODE (args) == TREE_LIST)
12285           {
12286             for (; args; args = TREE_CHAIN (args))
12287               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (args)))
12288                 return true;
12289             return false;
12290           }
12291
12292         return value_dependent_expression_p (args);
12293       }
12294
12295     default:
12296       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
12297          value-dependent.  */
12298       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12299         {
12300         case tcc_reference:
12301         case tcc_unary:
12302           return (value_dependent_expression_p
12303                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12304
12305         case tcc_comparison:
12306         case tcc_binary:
12307           return ((value_dependent_expression_p
12308                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12309                   || (value_dependent_expression_p
12310                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12311
12312         case tcc_expression:
12313           {
12314             int i;
12315             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12316               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12317                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12318                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12319                  make the expression dependent.  */
12320               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12321                   && (value_dependent_expression_p
12322                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12323                 return true;
12324             return false;
12325           }
12326
12327         default:
12328           break;
12329         }
12330     }
12331
12332   /* The expression is not value-dependent.  */
12333   return false;
12334 }
12335
12336 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
12337    [temp.dep.expr].  */
12338
12339 bool
12340 type_dependent_expression_p (tree expression)
12341 {
12342   if (!processing_template_decl)
12343     return false;
12344
12345   if (expression == error_mark_node)
12346     return false;
12347
12348   /* An unresolved name is always dependent.  */
12349   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12350     return true;
12351
12352   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
12353   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
12354       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
12355       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
12356       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
12357       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
12358       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
12359       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
12360     return false;
12361
12362   /* The types of these expressions depends only on the type to which
12363      the cast occurs.  */
12364   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
12365       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
12366       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
12367       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
12368       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
12369     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
12370
12371   /* The types of these expressions depends only on the type created
12372      by the expression.  */
12373   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
12374       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
12375     {
12376       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
12377          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
12378          operand 1.  */
12379       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
12380       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
12381         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
12382            as well.  */
12383         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
12384                || value_dependent_expression_p
12385                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
12386       else
12387         return dependent_type_p (type);
12388     }
12389
12390   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
12391       && dependent_scope_ref_p (expression,
12392                                 type_dependent_expression_p))
12393     return true;
12394
12395   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
12396       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
12397       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
12398       && (any_dependent_template_arguments_p
12399           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
12400     return true;
12401
12402   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
12403       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12404     return false;
12405
12406   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
12407     {
12408       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
12409         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
12410       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
12411           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
12412         {
12413           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12414             return true;
12415           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
12416           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12417             return false;
12418         }
12419       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
12420       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
12421         return false;
12422
12423       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
12424         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
12425
12426       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12427         {
12428           if (any_dependent_template_arguments_p
12429               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
12430             return true;
12431           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12432         }
12433       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
12434                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
12435
12436       while (expression)
12437         {
12438           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
12439             return true;
12440           expression = OVL_NEXT (expression);
12441         }
12442       return false;
12443     }
12444
12445   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
12446 }
12447
12448 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
12449    contains a type-dependent expression.  */
12450
12451 bool
12452 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
12453 {
12454   while (args)
12455     {
12456       tree arg = TREE_VALUE (args);
12457
12458       if (type_dependent_expression_p (arg))
12459         return true;
12460       args = TREE_CHAIN (args);
12461     }
12462   return false;
12463 }
12464
12465 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
12466
12467 static bool
12468 dependent_template_arg_p (tree arg)
12469 {
12470   if (!processing_template_decl)
12471     return false;
12472
12473   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
12474       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12475     return dependent_template_p (arg);
12476   else if (TYPE_P (arg))
12477     return dependent_type_p (arg);
12478   else
12479     return (type_dependent_expression_p (arg)
12480             || value_dependent_expression_p (arg));
12481 }
12482
12483 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
12484    any dependent arguments.  */
12485
12486 bool
12487 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
12488 {
12489   int i;
12490   int j;
12491
12492   if (!args)
12493     return false;
12494
12495   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
12496     {
12497       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
12498       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
12499         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
12500           return true;
12501     }
12502
12503   return false;
12504 }
12505
12506 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
12507
12508 bool
12509 dependent_template_p (tree tmpl)
12510 {
12511   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
12512     {
12513       while (tmpl)
12514         {
12515           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
12516             return true;
12517           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
12518         }
12519       return false;
12520     }
12521
12522   /* Template template parameters are dependent.  */
12523   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
12524       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12525     return true;
12526   /* So are names that have not been looked up.  */
12527   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
12528       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
12529     return true;
12530   /* So are member templates of dependent classes.  */
12531   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
12532     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
12533   return false;
12534 }
12535
12536 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
12537
12538 bool
12539 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
12540 {
12541   return (dependent_template_p (tmpl)
12542           || any_dependent_template_arguments_p (args));
12543 }
12544
12545 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
12546    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
12547    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
12548    templates and therefore should be used only in extremely limited
12549    situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this peering to the currently
12550    open classes hierarchy (which is required when comparing types).  */
12551
12552 tree
12553 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
12554 {
12555   tree scope;
12556   tree name;
12557   tree decl;
12558   int quals;
12559   tree pushed_scope;
12560
12561   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
12562
12563   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12564   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
12565
12566   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
12567      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
12568   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12569     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
12570   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
12571      TYPENAME_TYPE.  */
12572   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12573     return error_mark_node;
12574   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
12575      resolving the name.  */
12576   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12577     return type;
12578   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
12579      to look inside it.  */
12580   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
12581     return error_mark_node;
12582   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
12583      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
12584   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
12585   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
12586      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
12587      longer be considered a dependent type.  */
12588   pushed_scope = push_scope (scope);
12589   /* Look up the declaration.  */
12590   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
12591   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
12592   quals = cp_type_quals (type);
12593   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
12594      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
12595   if (!decl)
12596     type = error_mark_node;
12597   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
12598            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
12599     type = TREE_TYPE (decl);
12600   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
12601            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
12602     {
12603       tree tmpl;
12604       tree args;
12605       /* Obtain the template and the arguments.  */
12606       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
12607       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
12608       /* Instantiate the template.  */
12609       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
12610                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
12611     }
12612   else
12613     type = error_mark_node;
12614   /* Qualify the resulting type.  */
12615   if (type != error_mark_node && quals)
12616     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
12617   /* Leave the SCOPE.  */
12618   if (pushed_scope)
12619     pop_scope (pushed_scope);
12620
12621   return type;
12622 }
12623
12624 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
12625    for EXPR that can be used to compute the types of larger
12626    expressions containing EXPR.  */
12627
12628 tree
12629 build_non_dependent_expr (tree expr)
12630 {
12631   tree inner_expr;
12632
12633   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
12634      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
12635   if (null_ptr_cst_p (expr))
12636     return expr;
12637   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
12638      types.  */
12639   inner_expr = (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR ?
12640                 TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
12641   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
12642       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
12643     return expr;
12644   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
12645   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
12646     return expr;
12647   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
12648      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
12649      cannot be used to initialize a "char *".  */
12650   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
12651     return expr;
12652   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
12653      reason to create a new node.  */
12654   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
12655     return expr;
12656   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
12657      There is at least one place where we want to know that a
12658      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
12659      expression, there are special rules if the second or third
12660      argument is a throw-expression.  */
12661   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
12662     return expr;
12663
12664   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
12665     return build3 (COND_EXPR,
12666                    TREE_TYPE (expr),
12667                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12668                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
12669                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
12670                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
12671                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
12672   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
12673       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
12674     return build2 (COMPOUND_EXPR,
12675                    TREE_TYPE (expr),
12676                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12677                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
12678
12679   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
12680
12681      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
12682      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
12683      example:
12684
12685        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
12686
12687      In the body of "f", the expression for "g" will have
12688      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
12689      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
12690      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
12691      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
12692      stripped here.  */
12693   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
12694 }
12695
12696 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
12697    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
12698    equivalent non-dependent expressions.  */
12699
12700 tree
12701 build_non_dependent_args (tree args)
12702 {
12703   tree a;
12704   tree new_args;
12705
12706   new_args = NULL_TREE;
12707   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
12708     new_args = tree_cons (NULL_TREE,
12709                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
12710                           new_args);
12711   return nreverse (new_args);
12712 }
12713
12714 #include "gt-cp-pt.h"