OSDN Git Service

PR c++/13140
[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          ??? Why static5.C requires decay and subst1.C works fine
3618          even without it?  */
3619       if (!type_unknown_p (expr_type))
3620         {
3621           expr = decay_conversion (expr);
3622           if (expr == error_mark_node)
3623             return error_mark_node;
3624         }
3625
3626       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
3627       if (!expr || expr == error_mark_node)
3628         return expr;
3629     }
3630   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
3631
3632      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
3633      conversions apply. If the template-argument represents a set of
3634      overloaded functions, the matching function is selected from the set
3635      (_over.over_).  */
3636   else if (TYPE_REFFN_P (type))
3637     {
3638       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3639         {
3640           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3641                  "because it is a pointer", expr, type);
3642           inform ("try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
3643           return NULL_TREE;
3644         }
3645
3646       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
3647       if (!expr || expr == error_mark_node)
3648         return expr;
3649
3650       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3651     }
3652   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
3653
3654      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
3655      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
3656      overloaded member functions, the matching member function is selected
3657      from the set (_over.over_).  */
3658   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
3659     {
3660       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
3661       if (expr == error_mark_node)
3662         return error_mark_node;
3663
3664       /* There is no way to disable standard conversions in
3665          resolve_address_of_overloaded_function (called by
3666          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
3667          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
3668          to reject this conversion here.
3669
3670          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
3671          it would still be better to reject them here so that we can
3672          provide a superior diagnostic.  */
3673       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
3674         {
3675           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
3676           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
3677           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3678                  "because it is of type %qT", expr, type,
3679                  TREE_TYPE (expr));
3680           inform ("standard conversions are not allowed in this context");
3681           return NULL_TREE;
3682         }
3683     }
3684   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
3685
3686      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
3687      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
3688   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
3689     {
3690       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3691       if (expr == error_mark_node)
3692         return expr;
3693     }
3694   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
3695   else
3696     gcc_unreachable ();
3697
3698   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
3699      right type?  */
3700   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
3701   return expr;
3702 }
3703
3704
3705 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
3706    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
3707    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
3708    or PARM_DECL.
3709
3710    ARG_PARMS may contain more parameters than PARM_PARMS.  If this is
3711    the case, then extra parameters must have default arguments.
3712
3713    Consider the example:
3714      template <class T, class Allocator = allocator> class vector;
3715      template<template <class U> class TT> class C;
3716
3717    C<vector> is a valid instantiation.  PARM_PARMS for the above code
3718    contains a TYPE_DECL (for U),  ARG_PARMS contains two TYPE_DECLs (for
3719    T and Allocator) and OUTER_ARGS contains the argument that is used to
3720    substitute the TT parameter.  */
3721
3722 static int
3723 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
3724                                 tree arg_parms,
3725                                 tsubst_flags_t complain,
3726                                 tree in_decl,
3727                                 tree outer_args)
3728 {
3729   int nparms, nargs, i;
3730   tree parm, arg;
3731
3732   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
3733   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
3734
3735   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
3736   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
3737
3738   /* The rule here is opposite of coerce_template_parms.  */
3739   if (nargs < nparms
3740       || (nargs > nparms
3741           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, nparms)) == NULL_TREE))
3742     return 0;
3743
3744   for (i = 0; i < nparms; ++i)
3745     {
3746       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
3747       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
3748
3749       if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
3750           || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
3751         return 0;
3752
3753       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
3754         return 0;
3755
3756       switch (TREE_CODE (parm))
3757         {
3758         case TYPE_DECL:
3759           break;
3760
3761         case TEMPLATE_DECL:
3762           /* We encounter instantiations of templates like
3763                template <template <template <class> class> class TT>
3764                class C;  */
3765           {
3766             tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3767             tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3768
3769             if (!coerce_template_template_parms
3770                 (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
3771               return 0;
3772           }
3773           break;
3774
3775         case PARM_DECL:
3776           /* The tsubst call is used to handle cases such as
3777
3778                template <int> class C {};
3779                template <class T, template <T> class TT> class D {};
3780                D<int, C> d;
3781
3782              i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
3783           if (!dependent_type_p (TREE_TYPE (arg))
3784               && !same_type_p
3785                     (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
3786                              TREE_TYPE (arg)))
3787             return 0;
3788           break;
3789
3790         default:
3791           gcc_unreachable ();
3792         }
3793     }
3794   return 1;
3795 }
3796
3797 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
3798    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
3799    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
3800    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
3801    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
3802    the full set of template arguments deduced so far.  */
3803
3804 static tree
3805 convert_template_argument (tree parm,
3806                            tree arg,
3807                            tree args,
3808                            tsubst_flags_t complain,
3809                            int i,
3810                            tree in_decl)
3811 {
3812   tree val;
3813   tree inner_args;
3814   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
3815
3816   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3817
3818   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
3819       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
3820     {
3821       /* The template argument was the name of some
3822          member function.  That's usually
3823          invalid, but static members are OK.  In any
3824          case, grab the underlying fields/functions
3825          and issue an error later if required.  */
3826       arg = TREE_VALUE (arg);
3827       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
3828     }
3829
3830   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
3831   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
3832                    || requires_tmpl_type);
3833
3834   is_tmpl_type = ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
3835                    && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
3836                   || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3837                   || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
3838
3839   if (is_tmpl_type
3840       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3841           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
3842     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
3843
3844   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
3845
3846   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
3847       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
3848     {
3849       pedwarn ("to refer to a type member of a template parameter, "
3850                "use %<typename %E%>", arg);
3851
3852       arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
3853                                 TREE_OPERAND (arg, 1),
3854                                 typename_type,
3855                                 complain & tf_error);
3856       is_type = 1;
3857     }
3858   if (is_type != requires_type)
3859     {
3860       if (in_decl)
3861         {
3862           if (complain & tf_error)
3863             {
3864               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3865                      "parameter list for %qD",
3866                      i + 1, in_decl);
3867               if (is_type)
3868                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
3869                        TREE_TYPE (parm),
3870                        (is_tmpl_type ? DECL_NAME (arg) : arg));
3871               else if (requires_tmpl_type)
3872                 error ("  expected a class template, got %qE", arg);
3873               else
3874                 error ("  expected a type, got %qE", arg);
3875             }
3876         }
3877       return error_mark_node;
3878     }
3879   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
3880     {
3881       if (in_decl && (complain & tf_error))
3882         {
3883           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3884                  "parameter list for %qD",
3885                  i + 1, in_decl);
3886           if (is_tmpl_type)
3887             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
3888           else
3889             error ("  expected a class template, got %qT", arg);
3890         }
3891       return error_mark_node;
3892     }
3893
3894   if (is_type)
3895     {
3896       if (requires_tmpl_type)
3897         {
3898           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
3899             /* The number of argument required is not known yet.
3900                Just accept it for now.  */
3901             val = TREE_TYPE (arg);
3902           else
3903             {
3904               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3905               tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3906
3907               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
3908                                                   complain, in_decl,
3909                                                   inner_args))
3910                 {
3911                   val = arg;
3912
3913                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
3914                      TEMPLATE_DECL.  */
3915                   if (val != error_mark_node
3916                       && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
3917                     val = TREE_TYPE (val);
3918                 }
3919               else
3920                 {
3921                   if (in_decl && (complain & tf_error))
3922                     {
3923                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
3924                              "template parameter list for %qD",
3925                              i + 1, in_decl);
3926                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
3927                              parm, arg);
3928                     }
3929
3930                   val = error_mark_node;
3931                 }
3932             }
3933         }
3934       else
3935         val = arg;
3936     }
3937   else
3938     {
3939       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
3940
3941       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
3942         return error_mark_node;
3943
3944       if (!uses_template_parms (arg) && !uses_template_parms (t))
3945         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
3946            will report errors, which we don't want when complain
3947            is zero.  More importantly, digest_init will try too
3948            hard to convert things: for example, `0' should not be
3949            converted to pointer type at this point according to
3950            the standard.  Accepting this is not merely an
3951            extension, since deciding whether or not these
3952            conversions can occur is part of determining which
3953            function template to call, or whether a given explicit
3954            argument specification is valid.  */
3955         val = convert_nontype_argument (t, arg);
3956       else
3957         val = arg;
3958
3959       if (val == NULL_TREE)
3960         val = error_mark_node;
3961       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
3962         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  arg, t);
3963     }
3964
3965   return val;
3966 }
3967
3968 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
3969    return a vector containing the innermost resulting template
3970    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
3971    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
3972
3973    If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is nonzero, all arguments must be
3974    provided in ARGLIST, or else trailing parameters must have default
3975    values.  If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is zero, we will attempt argument
3976    deduction for any unspecified trailing arguments.  */
3977
3978 static tree
3979 coerce_template_parms (tree parms,
3980                        tree args,
3981                        tree in_decl,
3982                        tsubst_flags_t complain,
3983                        int require_all_arguments)
3984 {
3985   int nparms, nargs, i, lost = 0;
3986   tree inner_args;
3987   tree new_args;
3988   tree new_inner_args;
3989
3990   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3991   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
3992   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
3993
3994   if (nargs > nparms
3995       || (nargs < nparms
3996           && require_all_arguments
3997           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs)) == NULL_TREE))
3998     {
3999       if (complain & tf_error)
4000         {
4001           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
4002                  nargs, nparms);
4003
4004           if (in_decl)
4005             error ("provided for %q+D", in_decl);
4006         }
4007
4008       return error_mark_node;
4009     }
4010
4011   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
4012   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
4013   for (i = 0; i < nparms; i++)
4014     {
4015       tree arg;
4016       tree parm;
4017
4018       /* Get the Ith template parameter.  */
4019       parm = TREE_VEC_ELT (parms, i);
4020
4021       /* Calculate the Ith argument.  */
4022       if (i < nargs)
4023         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
4024       else if (require_all_arguments)
4025         /* There must be a default arg in this case.  */
4026         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
4027                                    complain, in_decl);
4028       else
4029         break;
4030
4031       gcc_assert (arg);
4032       if (arg == error_mark_node)
4033         {
4034           if (complain & tf_error)
4035             error ("template argument %d is invalid", i + 1);
4036         }
4037       else
4038         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
4039                                          arg, new_args, complain, i,
4040                                          in_decl);
4041
4042       if (arg == error_mark_node)
4043         lost++;
4044       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = arg;
4045     }
4046
4047   if (lost)
4048     return error_mark_node;
4049
4050   return new_inner_args;
4051 }
4052
4053 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
4054
4055 static int
4056 template_args_equal (tree ot, tree nt)
4057 {
4058   if (nt == ot)
4059     return 1;
4060
4061   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
4062     /* For member templates */
4063     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
4064   else if (TYPE_P (nt))
4065     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
4066   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
4067     return 0;
4068   else
4069     return cp_tree_equal (ot, nt);
4070 }
4071
4072 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
4073    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
4074
4075 int
4076 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
4077 {
4078   int i;
4079
4080   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
4081     return 0;
4082
4083   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
4084     {
4085       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
4086       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
4087
4088       if (! template_args_equal (ot, nt))
4089         return 0;
4090     }
4091   return 1;
4092 }
4093
4094 /* Given class template name and parameter list, produce a user-friendly name
4095    for the instantiation.  */
4096
4097 static char *
4098 mangle_class_name_for_template (const char* name, tree parms, tree arglist)
4099 {
4100   static struct obstack scratch_obstack;
4101   static char *scratch_firstobj;
4102   int i, nparms;
4103
4104   if (!scratch_firstobj)
4105     gcc_obstack_init (&scratch_obstack);
4106   else
4107     obstack_free (&scratch_obstack, scratch_firstobj);
4108   scratch_firstobj = obstack_alloc (&scratch_obstack, 1);
4109
4110 #define ccat(C) obstack_1grow (&scratch_obstack, (C));
4111 #define cat(S)  obstack_grow (&scratch_obstack, (S), strlen (S))
4112
4113   cat (name);
4114   ccat ('<');
4115   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4116   arglist = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
4117   gcc_assert (nparms == TREE_VEC_LENGTH (arglist));
4118   for (i = 0; i < nparms; i++)
4119     {
4120       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4121       tree arg = TREE_VEC_ELT (arglist, i);
4122
4123       if (i)
4124         ccat (',');
4125
4126       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
4127         {
4128           cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4129           continue;
4130         }
4131       else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4132         {
4133           if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
4134             {
4135               /* Already substituted with real template.  Just output
4136                  the template name here */
4137               tree context = DECL_CONTEXT (arg);
4138               if (context)
4139                 {
4140                   /* The template may be defined in a namespace, or
4141                      may be a member template.  */
4142                   gcc_assert (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL
4143                               || CLASS_TYPE_P (context));
4144                   cat (decl_as_string (DECL_CONTEXT (arg),
4145                                       TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4146                   cat ("::");
4147                 }
4148               cat (IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (arg)));
4149             }
4150           else
4151             /* Output the parameter declaration.  */
4152             cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4153           continue;
4154         }
4155       else
4156         gcc_assert (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL);
4157
4158       /* No need to check arglist against parmlist here; we did that
4159          in coerce_template_parms, called from lookup_template_class.  */
4160       cat (expr_as_string (arg, TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4161     }
4162   {
4163     char *bufp = obstack_next_free (&scratch_obstack);
4164     int offset = 0;
4165     while (bufp[offset - 1] == ' ')
4166       offset--;
4167     obstack_blank_fast (&scratch_obstack, offset);
4168
4169     /* B<C<char> >, not B<C<char>> */
4170     if (bufp[offset - 1] == '>')
4171       ccat (' ');
4172   }
4173   ccat ('>');
4174   ccat ('\0');
4175   return (char *) obstack_base (&scratch_obstack);
4176 }
4177
4178 static tree
4179 classtype_mangled_name (tree t)
4180 {
4181   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t)
4182       /* Specializations have already had their names set up in
4183          lookup_template_class.  */
4184       && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
4185     {
4186       tree tmpl = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
4187
4188       /* For non-primary templates, the template parameters are
4189          implicit from their surrounding context.  */
4190       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4191         {
4192           tree name = DECL_NAME (tmpl);
4193           char *mangled_name = mangle_class_name_for_template
4194             (IDENTIFIER_POINTER (name),
4195              DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
4196              CLASSTYPE_TI_ARGS (t));
4197           tree id = get_identifier (mangled_name);
4198           IDENTIFIER_TEMPLATE (id) = name;
4199           return id;
4200         }
4201     }
4202
4203   return TYPE_IDENTIFIER (t);
4204 }
4205
4206 static void
4207 add_pending_template (tree d)
4208 {
4209   tree ti = (TYPE_P (d)
4210              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
4211              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
4212   tree pt;
4213   int level;
4214
4215   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
4216     return;
4217
4218   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
4219      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
4220      Compensate.  */
4221   level = !(current_tinst_level && TINST_DECL (current_tinst_level) == d);
4222
4223   if (level)
4224     push_tinst_level (d);
4225
4226   pt = tree_cons (current_tinst_level, d, NULL_TREE);
4227   if (last_pending_template)
4228     TREE_CHAIN (last_pending_template) = pt;
4229   else
4230     pending_templates = pt;
4231
4232   last_pending_template = pt;
4233
4234   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
4235
4236   if (level)
4237     pop_tinst_level ();
4238 }
4239
4240
4241 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
4242    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
4243    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
4244
4245 tree
4246 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
4247 {
4248   tree type;
4249
4250   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
4251     return error_mark_node;
4252
4253   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
4254   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
4255                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
4256
4257   if (BASELINK_P (fns))
4258     {
4259       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
4260                                          unknown_type_node,
4261                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
4262                                          arglist);
4263       return fns;
4264     }
4265
4266   type = TREE_TYPE (fns);
4267   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
4268     type = unknown_type_node;
4269
4270   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
4271 }
4272
4273 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
4274    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
4275    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
4276    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
4277    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
4278    DECL is returned.  */
4279
4280 tree
4281 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
4282 {
4283   return (decl != NULL_TREE
4284           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4285           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
4286           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4287           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
4288     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
4289 }
4290
4291 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
4292    parameters, find the desired type.
4293
4294    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
4295
4296    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
4297    instantiate.
4298
4299    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
4300    the class we are looking up.
4301
4302    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
4303
4304    If the template class is really a local class in a template
4305    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
4306    being instantiated.
4307
4308    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
4309    template-id: the first time from the parser, while creating the
4310    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
4311    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
4312    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
4313    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
4314
4315 tree
4316 lookup_template_class (tree d1,
4317                        tree arglist,
4318                        tree in_decl,
4319                        tree context,
4320                        int entering_scope,
4321                        tsubst_flags_t complain)
4322 {
4323   tree template = NULL_TREE, parmlist;
4324   tree t;
4325
4326   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
4327
4328   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
4329     {
4330       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
4331       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
4332         template = value;
4333       else
4334         {
4335           if (context)
4336             push_decl_namespace (context);
4337           template = lookup_name (d1, /*prefer_type=*/0);
4338           template = maybe_get_template_decl_from_type_decl (template);
4339           if (context)
4340             pop_decl_namespace ();
4341         }
4342       if (template)
4343         context = DECL_CONTEXT (template);
4344     }
4345   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && IS_AGGR_TYPE (TREE_TYPE (d1)))
4346     {
4347       tree type = TREE_TYPE (d1);
4348
4349       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
4350          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
4351       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
4352         type = TREE_TYPE (type);
4353
4354       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4355         {
4356           template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4357           d1 = DECL_NAME (template);
4358         }
4359     }
4360   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
4361            || (TYPE_P (d1) && IS_AGGR_TYPE (d1)))
4362     {
4363       template = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
4364       d1 = DECL_NAME (template);
4365     }
4366   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
4367            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
4368     {
4369       template = d1;
4370       d1 = DECL_NAME (template);
4371       context = DECL_CONTEXT (template);
4372     }
4373
4374   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
4375   if (! template)
4376     {
4377       if (complain & tf_error)
4378         error ("%qT is not a template", d1);
4379       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4380     }
4381
4382   if (TREE_CODE (template) != TEMPLATE_DECL
4383          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
4384             the user.  */
4385       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (template)
4386           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)))
4387     {
4388       if (complain & tf_error)
4389         {
4390           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
4391           if (in_decl)
4392             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
4393         }
4394       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4395     }
4396
4397   complain &= ~tf_user;
4398
4399   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (template))
4400     {
4401       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
4402          template arguments */
4403
4404       tree parm;
4405       tree arglist2;
4406
4407       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (template);
4408
4409       /* Consider an example where a template template parameter declared as
4410
4411            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
4412
4413          The template parameter level of T and U are one level larger than
4414          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
4415          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
4416          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
4417          available when not appearing as default template argument, can be
4418          obtained from `current_template_args ()'.
4419
4420          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
4421          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
4422          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
4423          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
4424
4425       if (current_template_parms)
4426         arglist = add_to_template_args (current_template_args (), arglist);
4427
4428       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, template,
4429                                         complain, /*require_all_args=*/1);
4430       if (arglist2 == error_mark_node
4431           || (!uses_template_parms (arglist2)
4432               && check_instantiated_args (template, arglist2, complain)))
4433         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4434
4435       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (template), arglist2);
4436       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
4437     }
4438   else
4439     {
4440       tree template_type = TREE_TYPE (template);
4441       tree gen_tmpl;
4442       tree type_decl;
4443       tree found = NULL_TREE;
4444       int arg_depth;
4445       int parm_depth;
4446       int is_partial_instantiation;
4447
4448       gen_tmpl = most_general_template (template);
4449       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
4450       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
4451       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4452
4453       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
4454         {
4455           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
4456              For example, given:
4457
4458                template <class T> struct S1 {
4459                  template <class U> struct S2 {};
4460                  template <class U> struct S2<U*> {};
4461                 };
4462
4463              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
4464              TEMPLATE will be `template <class T> template
4465              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
4466              arguments.  */
4467           arglist
4468             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (template)),
4469                                            arglist);
4470           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4471         }
4472
4473       /* Now we should have enough arguments.  */
4474       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
4475
4476       /* From here on, we're only interested in the most general
4477          template.  */
4478       template = gen_tmpl;
4479
4480       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
4481          actually tsubst'd into the definition to create the
4482          instantiation.  */
4483       if (parm_depth > 1)
4484         {
4485           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
4486           int i;
4487           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4488
4489           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
4490
4491           for (i = saved_depth,
4492                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (template);
4493                i > 0 && t != NULL_TREE;
4494                --i, t = TREE_CHAIN (t))
4495             {
4496               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
4497                                               arglist, template,
4498                                               complain, /*require_all_args=*/1);
4499
4500               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
4501               if (a == error_mark_node)
4502                 {
4503                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4504                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4505                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4506                 }
4507
4508               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
4509
4510               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
4511                  that coerce_template_parms will see only the arguments
4512                  corresponding to the template parameters it is
4513                  examining.  */
4514               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4515             }
4516
4517           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4518           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4519
4520           arglist = bound_args;
4521         }
4522       else
4523         arglist
4524           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
4525                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4526                                    template,
4527                                    complain, /*require_all_args=*/1);
4528
4529       if (arglist == error_mark_node)
4530         /* We were unable to bind the arguments.  */
4531         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4532
4533       /* In the scope of a template class, explicit references to the
4534          template class refer to the type of the template, not any
4535          instantiation of it.  For example, in:
4536
4537            template <class T> class C { void f(C<T>); }
4538
4539          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
4540          class, however, such a reference is an instantiation.  */
4541       if (comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
4542                               arglist))
4543         {
4544           found = template_type;
4545
4546           if (!entering_scope && PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4547             {
4548               tree ctx;
4549
4550               for (ctx = current_class_type;
4551                    ctx && TREE_CODE (ctx) != NAMESPACE_DECL;
4552                    ctx = (TYPE_P (ctx)
4553                           ? TYPE_CONTEXT (ctx)
4554                           : DECL_CONTEXT (ctx)))
4555                 if (TYPE_P (ctx) && same_type_p (ctx, template_type))
4556                   goto found_ctx;
4557
4558               /* We're not in the scope of the class, so the
4559                  TEMPLATE_TYPE is not the type we want after all.  */
4560               found = NULL_TREE;
4561             found_ctx:;
4562             }
4563         }
4564       if (found)
4565         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4566
4567       /* If we already have this specialization, return it.  */
4568       found = retrieve_specialization (template, arglist,
4569                                        /*class_specializations_p=*/false);
4570       if (found)
4571         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4572
4573       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
4574          arguments still involve template parameters.  Note that we set
4575          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
4576          well.  */
4577       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
4578
4579       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
4580          failed.  */
4581       if (!is_partial_instantiation
4582           && check_instantiated_args (template,
4583                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4584                                       complain))
4585         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4586
4587       if (!is_partial_instantiation
4588           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)
4589           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (template)) == NAMESPACE_DECL)
4590         {
4591           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (template),
4592                                       DECL_NAME (template),
4593                                       /*tag_scope=*/ts_global);
4594           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4595         }
4596
4597       context = tsubst (DECL_CONTEXT (template), arglist,
4598                         complain, in_decl);
4599       if (!context)
4600         context = global_namespace;
4601
4602       /* Create the type.  */
4603       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
4604         {
4605           if (!is_partial_instantiation)
4606             {
4607               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
4608               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type));
4609             }
4610           else
4611             /* We don't want to call start_enum for this type, since
4612                the values for the enumeration constants may involve
4613                template parameters.  And, no one should be interested
4614                in the enumeration constants for such a type.  */
4615             t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
4616         }
4617       else
4618         {
4619           t = make_aggr_type (TREE_CODE (template_type));
4620           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
4621             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
4622           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
4623           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
4624
4625           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
4626           if (context == current_function_decl)
4627             pushtag (DECL_NAME (template), t, /*tag_scope=*/ts_current);
4628         }
4629
4630       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
4631          will already be set up.  */
4632       if (!TYPE_NAME (t))
4633         {
4634           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
4635
4636           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (template), t);
4637           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
4638           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
4639           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
4640             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4641         }
4642       else
4643         type_decl = TYPE_NAME (t);
4644
4645       TREE_PRIVATE (type_decl)
4646         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4647       TREE_PROTECTED (type_decl)
4648         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4649       DECL_IN_SYSTEM_HEADER (type_decl)
4650         = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (template);
4651       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
4652         {
4653           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
4654           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
4655         }
4656
4657       /* Set up the template information.  We have to figure out which
4658          template is the immediate parent if this is a full
4659          instantiation.  */
4660       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
4661           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4662         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
4663         found = template;
4664       else
4665         {
4666           /* This is a full instantiation of a member template.  Look
4667              for a partial instantiation of which this is an instance.  */
4668
4669           for (found = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template);
4670                found; found = TREE_CHAIN (found))
4671             {
4672               int success;
4673               tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (found));
4674
4675               /* We only want partial instantiations, here, not
4676                  specializations or full instantiations.  */
4677               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_VALUE (found))
4678                   || !uses_template_parms (TREE_VALUE (found)))
4679                 continue;
4680
4681               /* Temporarily reduce by one the number of levels in the
4682                  ARGLIST and in FOUND so as to avoid comparing the
4683                  last set of arguments.  */
4684               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4685               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found)) --;
4686
4687               /* See if the arguments match.  If they do, then TMPL is
4688                  the partial instantiation we want.  */
4689               success = comp_template_args (TREE_PURPOSE (found), arglist);
4690
4691               /* Restore the argument vectors to their full size.  */
4692               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4693               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found))++;
4694
4695               if (success)
4696                 {
4697                   found = tmpl;
4698                   break;
4699                 }
4700             }
4701
4702           if (!found)
4703             {
4704               /* There was no partial instantiation. This happens
4705                  where C<T> is a member template of A<T> and it's used
4706                  in something like
4707
4708                   template <typename T> struct B { A<T>::C<int> m; };
4709                   B<float>;
4710
4711                  Create the partial instantiation.
4712                */
4713               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4714               found = tsubst (template, arglist, complain, NULL_TREE);
4715               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4716             }
4717         }
4718
4719       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));
4720       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template)
4721         = tree_cons (arglist, t,
4722                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template));
4723
4724       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE
4725           && !is_partial_instantiation)
4726         /* Now that the type has been registered on the instantiations
4727            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
4728            constants may involve the enumeration type itself, we make
4729            sure to register the type first, and then create the
4730            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
4731            constants won't result in recursive calls here; we'll find
4732            the instantiation and exit above.  */
4733         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
4734
4735       /* Reset the name of the type, now that CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO
4736          is set up.  */
4737       if (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE)
4738         DECL_NAME (type_decl) = classtype_mangled_name (t);
4739       if (is_partial_instantiation)
4740         /* If the type makes use of template parameters, the
4741            code that generates debugging information will crash.  */
4742         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
4743
4744       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
4745     }
4746   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
4747 }
4748 \f
4749 struct pair_fn_data
4750 {
4751   tree_fn_t fn;
4752   void *data;
4753   struct pointer_set_t *visited;
4754 };
4755
4756 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
4757
4758 static tree
4759 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
4760 {
4761   tree t = *tp;
4762   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
4763   tree_fn_t fn = pfd->fn;
4764   void *data = pfd->data;
4765
4766   if (TYPE_P (t)
4767       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited))
4768     return error_mark_node;
4769
4770   switch (TREE_CODE (t))
4771     {
4772     case RECORD_TYPE:
4773       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
4774         break;
4775       /* Fall through.  */
4776
4777     case UNION_TYPE:
4778     case ENUMERAL_TYPE:
4779       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
4780         *walk_subtrees = 0;
4781       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
4782                                        fn, data, pfd->visited))
4783         return error_mark_node;
4784       break;
4785
4786     case METHOD_TYPE:
4787       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
4788          explicitly here.  */
4789       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
4790                                   pfd->visited))
4791         return error_mark_node;
4792       /* Fall through.  */
4793
4794     case FUNCTION_TYPE:
4795       /* Check the return type.  */
4796       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4797         return error_mark_node;
4798
4799       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
4800          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
4801          contain expressions that involve template parameters.  But,
4802          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
4803          instantiated, they don't contain template parameters, so
4804          there's no point in looking at them then, either.  */
4805       {
4806         tree parm;
4807
4808         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
4809           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
4810                                       pfd->visited))
4811             return error_mark_node;
4812
4813         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
4814            want walk_tree walking into them itself.  */
4815         *walk_subtrees = 0;
4816       }
4817       break;
4818
4819     case TYPEOF_TYPE:
4820       if (for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
4821                                   pfd->visited))
4822         return error_mark_node;
4823       break;
4824
4825     case FUNCTION_DECL:
4826     case VAR_DECL:
4827       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
4828           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
4829                                      pfd->visited))
4830         return error_mark_node;
4831       /* Fall through.  */
4832
4833     case PARM_DECL:
4834     case CONST_DECL:
4835       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
4836           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
4837                                      pfd->visited))
4838         return error_mark_node;
4839       if (DECL_CONTEXT (t)
4840           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
4841                                      pfd->visited))
4842         return error_mark_node;
4843       break;
4844
4845     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4846       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
4847       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited))
4848         return error_mark_node;
4849       /* Fall through.  */
4850
4851     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4852     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
4853     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
4854       if (fn && (*fn)(t, data))
4855         return error_mark_node;
4856       else if (!fn)
4857         return error_mark_node;
4858       break;
4859
4860     case TEMPLATE_DECL:
4861       /* A template template parameter is encountered.  */
4862       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
4863           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4864         return error_mark_node;
4865
4866       /* Already substituted template template parameter */
4867       *walk_subtrees = 0;
4868       break;
4869
4870     case TYPENAME_TYPE:
4871       if (!fn
4872           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
4873                                      data, pfd->visited))
4874         return error_mark_node;
4875       break;
4876
4877     case CONSTRUCTOR:
4878       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
4879           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
4880                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
4881                                      pfd->visited))
4882         return error_mark_node;
4883       break;
4884
4885     case INDIRECT_REF:
4886     case COMPONENT_REF:
4887       /* If there's no type, then this thing must be some expression
4888          involving template parameters.  */
4889       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
4890         return error_mark_node;
4891       break;
4892
4893     case MODOP_EXPR:
4894     case CAST_EXPR:
4895     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
4896     case CONST_CAST_EXPR:
4897     case STATIC_CAST_EXPR:
4898     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
4899     case ARROW_EXPR:
4900     case DOTSTAR_EXPR:
4901     case TYPEID_EXPR:
4902     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
4903       if (!fn)
4904         return error_mark_node;
4905       break;
4906
4907     case BASELINK:
4908       /* If we do not handle this case specially, we end up walking
4909          the BINFO hierarchy, which is circular, and therefore
4910          confuses walk_tree.  */
4911       *walk_subtrees = 0;
4912       if (for_each_template_parm (BASELINK_FUNCTIONS (*tp), fn, data,
4913                                   pfd->visited))
4914         return error_mark_node;
4915       break;
4916
4917     default:
4918       break;
4919     }
4920
4921   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
4922   return NULL_TREE;
4923 }
4924
4925 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
4926    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
4927    call FN with the parameter and the DATA.
4928    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
4929    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
4930    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
4931    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
4932    considered to be the function which always returns 1.  */
4933
4934 static int
4935 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
4936                         struct pointer_set_t *visited)
4937 {
4938   struct pair_fn_data pfd;
4939   int result;
4940
4941   /* Set up.  */
4942   pfd.fn = fn;
4943   pfd.data = data;
4944
4945   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
4946      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
4947      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
4948      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
4949      visited list.)  */
4950   if (visited)
4951     pfd.visited = visited;
4952   else
4953     pfd.visited = pointer_set_create ();
4954   result = walk_tree (&t,
4955                       for_each_template_parm_r,
4956                       &pfd,
4957                       pfd.visited) != NULL_TREE;
4958
4959   /* Clean up.  */
4960   if (!visited)
4961     {
4962       pointer_set_destroy (pfd.visited);
4963       pfd.visited = 0;
4964     }
4965
4966   return result;
4967 }
4968
4969 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
4970
4971 int
4972 uses_template_parms (tree t)
4973 {
4974   bool dependent_p;
4975   int saved_processing_template_decl;
4976
4977   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4978   if (!saved_processing_template_decl)
4979     processing_template_decl = 1;
4980   if (TYPE_P (t))
4981     dependent_p = dependent_type_p (t);
4982   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
4983     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
4984   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
4985     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
4986                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
4987   else if (DECL_P (t)
4988            || EXPR_P (t)
4989            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4990            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
4991            || TREE_CODE (t) == BASELINK
4992            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
4993            || CONSTANT_CLASS_P (t))
4994     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
4995                    || value_dependent_expression_p (t));
4996   else
4997     {
4998       gcc_assert (t == error_mark_node);
4999       dependent_p = false;
5000     }
5001
5002   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
5003
5004   return dependent_p;
5005 }
5006
5007 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
5008
5009 int
5010 uses_template_parms_level (tree t, int level)
5011 {
5012   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL);
5013 }
5014
5015 static int tinst_depth;
5016 extern int max_tinst_depth;
5017 #ifdef GATHER_STATISTICS
5018 int depth_reached;
5019 #endif
5020 static int tinst_level_tick;
5021 static int last_template_error_tick;
5022
5023 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
5024    for diagnostics and to restore it later.  */
5025
5026 int
5027 push_tinst_level (tree d)
5028 {
5029   tree new;
5030
5031   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
5032     {
5033       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
5034          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
5035          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
5036       if (uses_template_parms (d))
5037         return 0;
5038
5039       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
5040       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
5041              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
5042              max_tinst_depth, d);
5043
5044       print_instantiation_context ();
5045
5046       return 0;
5047     }
5048
5049   new = make_node (TINST_LEVEL);
5050   TINST_DECL (new) = d;
5051   TINST_LOCATION (new) = input_location;
5052   TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (new) = in_system_header;
5053   TREE_CHAIN (new) = current_tinst_level;
5054   current_tinst_level = new;
5055
5056   ++tinst_depth;
5057 #ifdef GATHER_STATISTICS
5058   if (tinst_depth > depth_reached)
5059     depth_reached = tinst_depth;
5060 #endif
5061
5062   ++tinst_level_tick;
5063   return 1;
5064 }
5065
5066 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
5067    context.  */
5068
5069 void
5070 pop_tinst_level (void)
5071 {
5072   tree old = current_tinst_level;
5073
5074   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
5075      this instantiation.  */
5076   input_location = TINST_LOCATION (old);
5077   in_system_header = TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (old);
5078   current_tinst_level = TREE_CHAIN (old);
5079   --tinst_depth;
5080   ++tinst_level_tick;
5081 }
5082
5083 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
5084    instantiation context in which the instantiation was requested, which
5085    is one step out from LEVEL.  */
5086
5087 static void
5088 reopen_tinst_level (tree level)
5089 {
5090   tree t;
5091
5092   tinst_depth = 0;
5093   for (t = level; t; t = TREE_CHAIN (t))
5094     ++tinst_depth;
5095
5096   current_tinst_level = level;
5097   pop_tinst_level ();
5098 }
5099
5100 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
5101    vector of template arguments, as for tsubst.
5102
5103    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
5104
5105 static tree
5106 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
5107 {
5108   tree new_friend;
5109
5110   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
5111       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
5112       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
5113     /* This was a friend declared with an explicit template
5114        argument list, e.g.:
5115
5116        friend void f<>(T);
5117
5118        to indicate that f was a template instantiation, not a new
5119        function declaration.  Now, we have to figure out what
5120        instantiation of what template.  */
5121     {
5122       tree template_id, arglist, fns;
5123       tree new_args;
5124       tree tmpl;
5125       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
5126
5127       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
5128          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
5129          current cless with same name.  */
5130       push_nested_namespace (ns);
5131       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
5132                          tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5133       pop_nested_namespace (ns);
5134       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
5135                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5136       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
5137
5138       new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5139       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
5140                                        &new_args,
5141                                        /*need_member_template=*/0,
5142                                        TREE_VEC_LENGTH (args));
5143       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
5144     }
5145
5146   new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5147
5148   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
5149      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
5150      the language.  For example, we might have had:
5151
5152      template <class T> struct S {
5153        template <class U> friend void f(T, U);
5154      };
5155
5156      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
5157      instantiation of anything.  */
5158   if (new_friend == error_mark_node)
5159     return error_mark_node;
5160
5161   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
5162   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
5163     {
5164       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
5165       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
5166         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
5167     }
5168
5169   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
5170      is not a template instantiation and should not be mangled like
5171      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
5172      later if we need it.  */
5173   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
5174     {
5175       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
5176       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
5177     }
5178
5179   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
5180     {
5181       tree old_decl;
5182       tree new_friend_template_info;
5183       tree new_friend_result_template_info;
5184       tree ns;
5185       int  new_friend_is_defn;
5186
5187       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
5188          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
5189          possible.  */
5190       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
5191       new_friend_is_defn =
5192             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
5193                            (template_for_substitution (new_friend)))
5194              != NULL_TREE);
5195       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
5196         {
5197           /* This declaration is a `primary' template.  */
5198           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
5199
5200           new_friend_result_template_info
5201             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
5202         }
5203       else
5204         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
5205
5206       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
5207          current namespace. However, the friend function should go
5208          into the namespace of the template.  */
5209       ns = decl_namespace_context (new_friend);
5210       push_nested_namespace (ns);
5211       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
5212       pop_nested_namespace (ns);
5213
5214       if (old_decl != new_friend)
5215         {
5216           /* This new friend declaration matched an existing
5217              declaration.  For example, given:
5218
5219                template <class T> void f(T);
5220                template <class U> class C {
5221                  template <class T> friend void f(T) {}
5222                };
5223
5224              the friend declaration actually provides the definition
5225              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
5226              old_decl will be the out-of-class template declaration,
5227              while new_friend is the in-class definition.
5228
5229              But, if `f' was called before this point, the
5230              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
5231              to `T' but not to `U', references to which might appear
5232              in the definition of `f'.  Previously, the most general
5233              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
5234              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
5235              run through all specialization of `f', adding to their
5236              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
5237              new set of outer arguments, corresponding to the
5238              arguments for this class instantiation.
5239
5240              The same situation can arise with something like this:
5241
5242                friend void f(int);
5243                template <class T> class C {
5244                  friend void f(T) {}
5245                };
5246
5247              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
5248              in the class.  */
5249
5250           if (!new_friend_is_defn)
5251             /* On the other hand, if the in-class declaration does
5252                *not* provide a definition, then we don't want to alter
5253                existing definitions.  We can just leave everything
5254                alone.  */
5255             ;
5256           else
5257             {
5258               /* Overwrite whatever template info was there before, if
5259                  any, with the new template information pertaining to
5260                  the declaration.  */
5261               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
5262
5263               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
5264                 reregister_specialization (new_friend,
5265                                            most_general_template (old_decl),
5266                                            old_decl);
5267               else
5268                 {
5269                   tree t;
5270                   tree new_friend_args;
5271
5272                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
5273                     = new_friend_result_template_info;
5274
5275                   new_friend_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
5276                   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl);
5277                        t != NULL_TREE;
5278                        t = TREE_CHAIN (t))
5279                     {
5280                       tree spec = TREE_VALUE (t);
5281
5282                       DECL_TI_ARGS (spec)
5283                         = add_outermost_template_args (new_friend_args,
5284                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
5285                     }
5286
5287                   /* Now, since specializations are always supposed to
5288                      hang off of the most general template, we must move
5289                      them.  */
5290                   t = most_general_template (old_decl);
5291                   if (t != old_decl)
5292                     {
5293                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t)
5294                         = chainon (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t),
5295                                    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl));
5296                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
5297                     }
5298                 }
5299             }
5300
5301           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
5302              by duplicate_decls.  */
5303           new_friend = old_decl;
5304         }
5305     }
5306   else
5307     {
5308       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
5309       bool dependent_p;
5310
5311       /* In the code
5312            template <class T> class C {
5313              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
5314              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
5315            };
5316          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
5317          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
5318          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
5319          this isn't true for case 2.  */
5320       ++processing_template_decl;
5321       dependent_p = dependent_type_p (context);
5322       --processing_template_decl;
5323
5324       if (!dependent_p
5325           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
5326         return error_mark_node;
5327
5328       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
5329         {
5330           /* Check to see that the declaration is really present, and,
5331              possibly obtain an improved declaration.  */
5332           tree fn = check_classfn (context,
5333                                    new_friend, NULL_TREE);
5334
5335           if (fn)
5336             new_friend = fn;
5337         }
5338     }
5339
5340   return new_friend;
5341 }
5342
5343 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
5344    template arguments, as for tsubst.
5345
5346    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
5347    failure.  */
5348
5349 static tree
5350 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
5351 {
5352   tree friend_type;
5353   tree tmpl;
5354   tree context;
5355
5356   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
5357
5358   if (context)
5359     {
5360       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5361         push_nested_namespace (context);
5362       else
5363         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
5364     }
5365
5366   /* First, we look for a class template.  */
5367   tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/0);
5368
5369   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
5370      situation like this:
5371
5372        template <class T>
5373        struct S {
5374          template <class U>
5375          friend struct S;
5376        };
5377
5378      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
5379      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
5380   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5381     {
5382       tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/1);
5383       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
5384     }
5385
5386   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5387     {
5388       /* The friend template has already been declared.  Just
5389          check to see that the declarations match, and install any new
5390          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
5391          of course.  We only need the innermost template parameters
5392          because that is all that redeclare_class_template will look
5393          at.  */
5394       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
5395           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
5396         {
5397           tree parms;
5398           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
5399                                          args, tf_error | tf_warning);
5400           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
5401         }
5402
5403       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
5404     }
5405   else
5406     {
5407       /* The friend template has not already been declared.  In this
5408          case, the instantiation of the template class will cause the
5409          injection of this template into the global scope.  */
5410       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5411
5412       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
5413          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
5414          the new type because that is supposed to be the corresponding
5415          template decl, i.e., TMPL.  */
5416       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
5417       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
5418       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
5419       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
5420         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
5421
5422       /* Inject this template into the global scope.  */
5423       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
5424     }
5425
5426   if (context)
5427     {
5428       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5429         pop_nested_namespace (context);
5430       else
5431         pop_nested_class ();
5432     }
5433
5434   return friend_type;
5435 }
5436
5437 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
5438    Otherwise returns one.  */
5439
5440 static int
5441 can_complete_type_without_circularity (tree type)
5442 {
5443   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
5444     return 0;
5445   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
5446     return 1;
5447   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
5448     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
5449   else if (CLASS_TYPE_P (type)
5450            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
5451     return 0;
5452   else
5453     return 1;
5454 }
5455
5456 tree
5457 instantiate_class_template (tree type)
5458 {
5459   tree template, args, pattern, t, member;
5460   tree typedecl;
5461   tree pbinfo;
5462   tree base_list;
5463
5464   if (type == error_mark_node)
5465     return error_mark_node;
5466
5467   if (TYPE_BEING_DEFINED (type)
5468       || COMPLETE_TYPE_P (type)
5469       || dependent_type_p (type))
5470     return type;
5471
5472   /* Figure out which template is being instantiated.  */
5473   template = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
5474   gcc_assert (TREE_CODE (template) == TEMPLATE_DECL);
5475
5476   /* Figure out which arguments are being used to do the
5477      instantiation.  */
5478   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
5479
5480   /* Determine what specialization of the original template to
5481      instantiate.  */
5482   t = most_specialized_class (template, args);
5483   if (t == error_mark_node)
5484     {
5485       const char *str = "candidates are:";
5486       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
5487       for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (template); t;
5488            t = TREE_CHAIN (t))
5489         {
5490           if (get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args))
5491             {
5492               error ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
5493               str = "               ";
5494             }
5495         }
5496       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5497       return error_mark_node;
5498     }
5499
5500   if (t)
5501     pattern = TREE_TYPE (t);
5502   else
5503     pattern = TREE_TYPE (template);
5504
5505   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
5506      there's nothing we can do.  */
5507   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
5508     return type;
5509
5510   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
5511   if (! push_tinst_level (type))
5512     return type;
5513
5514   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
5515      the process of being defined.  */
5516   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5517
5518   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
5519      it now.  */
5520   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
5521
5522   push_to_top_level ();
5523
5524   if (t)
5525     {
5526       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
5527          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
5528          the arguments appropriate for substitution.  For example,
5529          given:
5530
5531            template <class T> struct S {};
5532            template <class T> struct S<T*> {};
5533
5534          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
5535          present be {int*} but we need {int}.  */
5536       tree inner_args
5537         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t),
5538                               args);
5539
5540       /* If there were multiple levels in ARGS, replacing the
5541          innermost level would alter CLASSTYPE_TI_ARGS, which we don't
5542          want, so we make a copy first.  */
5543       if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
5544         {
5545           args = copy_node (args);
5546           SET_TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args), inner_args);
5547         }
5548       else
5549         args = inner_args;
5550     }
5551
5552   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
5553
5554   /* Set the input location to the template definition. This is needed
5555      if tsubsting causes an error.  */
5556   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (type);
5557   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5558   in_system_header = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (typedecl);
5559
5560   TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (pattern);
5561   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
5562   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
5563   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
5564   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
5565   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
5566   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
5567   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
5568   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
5569   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
5570   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
5571   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
5572   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
5573   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
5574   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
5575     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
5576   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
5577     {
5578       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
5579       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
5580     }
5581
5582   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
5583
5584   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
5585      class; we need to look up the nested class by name before we can
5586      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
5587      class.  */
5588   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
5589               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
5590               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
5591
5592   base_list = NULL_TREE;
5593   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
5594     {
5595       tree pbase_binfo;
5596       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
5597       tree pushed_scope;
5598       int i;
5599
5600       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
5601          the accessibility of types named in dependent bases are
5602          looked up from.  */
5603       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
5604
5605       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
5606          basetypes.  */
5607       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
5608         {
5609           tree base;
5610           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
5611
5612           /* Substitute to figure out the base class.  */
5613           base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, NULL_TREE);
5614           if (base == error_mark_node)
5615             continue;
5616
5617           base_list = tree_cons (access, base, base_list);
5618           if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
5619             TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
5620         }
5621
5622       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
5623       base_list = nreverse (base_list);
5624
5625       if (pushed_scope)
5626         pop_scope (pushed_scope);
5627     }
5628   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
5629      information.  */
5630   xref_basetypes (type, base_list);
5631
5632
5633   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
5634      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
5635      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
5636      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
5637      class.  */
5638   pushclass (type);
5639
5640   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
5641   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
5642        member; member = TREE_CHAIN (member))
5643     {
5644       tree t = TREE_VALUE (member);
5645
5646       if (TREE_PURPOSE (member))
5647         {
5648           if (TYPE_P (t))
5649             {
5650               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
5651
5652               tree tag = t;
5653               tree name = TYPE_IDENTIFIER (tag);
5654               tree newtag;
5655               bool class_template_p;
5656
5657               class_template_p = (TREE_CODE (tag) != ENUMERAL_TYPE
5658                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (tag)
5659                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (tag));
5660               /* If the member is a class template, then -- even after
5661                  substitution -- there may be dependent types in the
5662                  template argument list for the class.  We increment
5663                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
5664                  that function will assume that no types are dependent
5665                  when outside of a template.  */
5666               if (class_template_p)
5667                 ++processing_template_decl;
5668               newtag = tsubst (tag, args, tf_error, NULL_TREE);
5669               if (class_template_p)
5670                 --processing_template_decl;
5671               if (newtag == error_mark_node)
5672                 continue;
5673
5674               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
5675                 {
5676                   if (class_template_p)
5677                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
5678                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
5679                        instantiation (i.e., for the type of a member
5680                        template class nested within a template class.)
5681                        This behavior is required for
5682                        maybe_process_partial_specialization to work
5683                        correctly, but is not accurate in this case;
5684                        the TAG is not an instantiation of anything.
5685                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
5686                        instantiation, but the TYPE is not.) */
5687                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
5688
5689                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
5690                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
5691                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
5692                      this for enums because it will already have been done in
5693                      tsubst_enum.  */
5694                   if (name)
5695                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
5696                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
5697                 }
5698             }
5699           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5700                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
5701             {
5702               /* Build new TYPE_METHODS.  */
5703               tree r;
5704
5705               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5706                 ++processing_template_decl;
5707               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5708               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5709                 --processing_template_decl;
5710               set_current_access_from_decl (r);
5711               grok_special_member_properties (r);
5712               finish_member_declaration (r);
5713             }
5714           else
5715             {
5716               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
5717
5718               if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
5719                 {
5720                   tree r;
5721
5722                   /* The the file and line for this declaration, to
5723                      assist in error message reporting.  Since we
5724                      called push_tinst_level above, we don't need to
5725                      restore these.  */
5726                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5727
5728                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5729                     ++processing_template_decl;
5730                   r = tsubst (t, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5731                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5732                     --processing_template_decl;
5733                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
5734                     {
5735                       /* In [temp.inst]:
5736
5737                            [t]he initialization (and any associated
5738                            side-effects) of a static data member does
5739                            not occur unless the static data member is
5740                            itself used in a way that requires the
5741                            definition of the static data member to
5742                            exist.  
5743
5744                          Therefore, we do not substitute into the
5745                          initialized for the static data member here.  */
5746                       finish_static_data_member_decl 
5747                         (r, 
5748                          /*init=*/NULL_TREE, 
5749                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE, 
5750                          /*flags=*/0);
5751                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5752                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
5753                     }
5754                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
5755                     {
5756                       /* Determine whether R has a valid type and can be
5757                          completed later.  If R is invalid, then it is
5758                          replaced by error_mark_node so that it will not be
5759                          added to TYPE_FIELDS.  */
5760                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
5761                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
5762                         complete_type (rtype);
5763
5764                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
5765                         {
5766                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
5767                           r = error_mark_node;
5768                         }
5769                     }
5770
5771                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
5772                      such a thing will already have been added to the field
5773                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
5774                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
5775                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
5776                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
5777                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
5778                     {
5779                       set_current_access_from_decl (r);
5780                       finish_member_declaration (r);
5781                     }
5782                 }
5783             }
5784         }
5785       else
5786         {
5787           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
5788             {
5789               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
5790
5791               tree friend_type = t;
5792               bool adjust_processing_template_decl = false;
5793
5794               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5795                 {
5796                   /* template <class T> friend class C;  */
5797                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
5798                   adjust_processing_template_decl = true;
5799                 }
5800               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5801                 {
5802                   /* template <class T> friend class C::D;  */
5803                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5804                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5805                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5806                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
5807                   adjust_processing_template_decl = true;
5808                 }
5809               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
5810                 {
5811                   /* This could be either
5812
5813                        friend class T::C;
5814
5815                      when dependent_type_p is false or
5816
5817                        template <class U> friend class T::C;
5818
5819                      otherwise.  */
5820                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5821                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5822                   /* Bump processing_template_decl for correct
5823                      dependent_type_p calculation.  */
5824                   ++processing_template_decl;
5825                   if (dependent_type_p (friend_type))
5826                     adjust_processing_template_decl = true;
5827                   --processing_template_decl;
5828                 }
5829               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
5830                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
5831                 {
5832                   /* friend class C;
5833
5834                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
5835                      from namespace scope directly, bypassing any name that
5836                      come from dependent base class.  */
5837                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
5838
5839                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
5840                      classes.  */
5841                   push_nested_namespace (ns);
5842                   friend_type =
5843                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
5844                                         /*tag_scope=*/ts_current);
5845                   pop_nested_namespace (ns);
5846                 }
5847               else if (uses_template_parms (friend_type))
5848                 /* friend class C<T>;  */
5849                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
5850                                       tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5851               /* Otherwise it's
5852
5853                    friend class C;
5854
5855                  where C is already declared or
5856
5857                    friend class C<int>;
5858
5859                  We don't have to do anything in these cases.  */
5860
5861               if (adjust_processing_template_decl)
5862                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
5863                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
5864                    important that we use make_friend_class since it will
5865                    perform some error-checking and output cross-reference
5866                    information.  */
5867                 ++processing_template_decl;
5868
5869               if (friend_type != error_mark_node)
5870                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
5871
5872               if (adjust_processing_template_decl)
5873                 --processing_template_decl;
5874             }
5875           else
5876             {
5877               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
5878               tree r;
5879
5880               /* The the file and line for this declaration, to
5881                  assist in error message reporting.  Since we
5882                  called push_tinst_level above, we don't need to
5883                  restore these.  */
5884               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5885
5886               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5887                 {
5888                   ++processing_template_decl;
5889                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
5890                 }
5891
5892               r = tsubst_friend_function (t, args);
5893               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
5894               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5895                 {
5896                   pop_deferring_access_checks ();
5897                   --processing_template_decl;
5898                 }
5899             }
5900         }
5901     }
5902
5903   /* Set the file and line number information to whatever is given for
5904      the class itself.  This puts error messages involving generated
5905      implicit functions at a predictable point, and the same point
5906      that would be used for non-template classes.  */
5907   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5908
5909   unreverse_member_declarations (type);
5910   finish_struct_1 (type);
5911   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
5912
5913   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
5914      any member functions.  We don't do this earlier because the
5915      default arguments may reference members of the class.  */
5916   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
5917     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
5918       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5919           /* Implicitly generated member functions will not have template
5920              information; they are not instantiations, but instead are
5921              created "fresh" for each instantiation.  */
5922           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
5923         tsubst_default_arguments (t);
5924
5925   popclass ();
5926   pop_from_top_level ();
5927   pop_deferring_access_checks ();
5928   pop_tinst_level ();
5929
5930   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
5931      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
5932      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
5933      the keyed_classes list.  */
5934   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
5935     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
5936
5937   return type;
5938 }
5939
5940 static tree
5941 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5942 {
5943   tree r;
5944
5945   if (!t)
5946     r = t;
5947   else if (TYPE_P (t))
5948     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
5949   else
5950     {
5951       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl);
5952       r = fold_non_dependent_expr (r);
5953     }
5954   return r;
5955 }
5956
5957 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
5958
5959 static tree
5960 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5961 {
5962   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
5963   int need_new = 0, i;
5964   tree *elts = alloca (len * sizeof (tree));
5965
5966   for (i = 0; i < len; i++)
5967     {
5968       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
5969       tree new_arg;
5970
5971       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
5972         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
5973       else
5974         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
5975
5976       if (new_arg == error_mark_node)
5977         return error_mark_node;
5978
5979       elts[i] = new_arg;
5980       if (new_arg != orig_arg)
5981         need_new = 1;
5982     }
5983
5984   if (!need_new)
5985     return t;
5986
5987   t = make_tree_vec (len);
5988   for (i = 0; i < len; i++)
5989     TREE_VEC_ELT (t, i) = elts[i];
5990
5991   return t;
5992 }
5993
5994 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
5995    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
5996    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
5997    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
5998    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
5999    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
6000
6001 static tree
6002 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
6003 {
6004   tree r = NULL_TREE;
6005   tree* new_parms;
6006
6007   for (new_parms = &r;
6008        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6009        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
6010          parms = TREE_CHAIN (parms))
6011     {
6012       tree new_vec =
6013         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
6014       int i;
6015
6016       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
6017         {
6018           tree tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
6019           tree default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
6020           tree parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
6021
6022           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
6023           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
6024               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
6025             parm_decl = error_mark_node;
6026           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
6027                                                complain, NULL_TREE);
6028
6029           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
6030           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
6031         }
6032
6033       *new_parms =
6034         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
6035                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
6036                    new_vec, NULL_TREE);
6037     }
6038
6039   return r;
6040 }
6041
6042 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
6043    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
6044    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
6045    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
6046    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
6047
6048 static tree
6049 tsubst_aggr_type (tree t,
6050                   tree args,
6051                   tsubst_flags_t complain,
6052                   tree in_decl,
6053                   int entering_scope)
6054 {
6055   if (t == NULL_TREE)
6056     return NULL_TREE;
6057
6058   switch (TREE_CODE (t))
6059     {
6060     case RECORD_TYPE:
6061       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6062         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6063
6064       /* Else fall through.  */
6065     case ENUMERAL_TYPE:
6066     case UNION_TYPE:
6067       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6068         {
6069           tree argvec;
6070           tree context;
6071           tree r;
6072
6073           /* First, determine the context for the type we are looking
6074              up.  */
6075           context = TYPE_CONTEXT (t);
6076           if (context)
6077             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
6078                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6079
6080           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
6081              type we are trying to find.  For example, given:
6082
6083                template <class T> struct S;
6084                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
6085
6086              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
6087              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
6088              S we only want {double}.  */
6089           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
6090                                          complain, in_decl);
6091           if (argvec == error_mark_node)
6092             return error_mark_node;
6093
6094           r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
6095                                      entering_scope, complain);
6096
6097           return cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
6098         }
6099       else
6100         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
6101         return t;
6102
6103     default:
6104       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
6105     }
6106 }
6107
6108 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
6109    FN), which has the indicated TYPE.  */
6110
6111 tree
6112 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
6113 {
6114   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
6115   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
6116
6117   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
6118      default argument here, not in tsubst.  In the case of
6119      something like:
6120
6121        template <class T>
6122        struct S {
6123          static T t();
6124          void f(T = t());
6125        };
6126
6127      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
6128      rather than in the current class.  */
6129   push_access_scope (fn);
6130   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
6131   if (cfun)
6132     {
6133       saved_class_ptr = current_class_ptr;
6134       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
6135       saved_class_ref = current_class_ref;
6136       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
6137     }
6138
6139   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
6140   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
6141                      tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
6142   pop_deferring_access_checks();
6143
6144   /* Restore the "this" pointer.  */
6145   if (cfun)
6146     {
6147       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
6148       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
6149     }
6150
6151   pop_access_scope (fn);
6152
6153   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
6154   arg = check_default_argument (type, arg);
6155
6156   return arg;
6157 }
6158
6159 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
6160
6161 static void
6162 tsubst_default_arguments (tree fn)
6163 {
6164   tree arg;
6165   tree tmpl_args;
6166
6167   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
6168
6169   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
6170      its default arguments.  */
6171   if (uses_template_parms (tmpl_args))
6172     return;
6173
6174   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
6175        arg;
6176        arg = TREE_CHAIN (arg))
6177     if (TREE_PURPOSE (arg))
6178       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
6179                                                     TREE_VALUE (arg),
6180                                                     TREE_PURPOSE (arg));
6181 }
6182
6183 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
6184    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
6185    control of COMPLAIN.  */
6186
6187 static tree
6188 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
6189 {
6190   location_t saved_loc;
6191   tree r = NULL_TREE;
6192   tree in_decl = t;
6193
6194   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
6195   saved_loc = input_location;
6196   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6197
6198   switch (TREE_CODE (t))
6199     {
6200     case TEMPLATE_DECL:
6201       {
6202         /* We can get here when processing a member function template,
6203            member class template, and template template parameter of
6204            a template class.  */
6205         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
6206         tree spec;
6207         tree tmpl_args;
6208         tree full_args;
6209
6210         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
6211           {
6212             /* Template template parameter is treated here.  */
6213             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6214             if (new_type == error_mark_node)
6215               return error_mark_node;
6216
6217             r = copy_decl (t);
6218             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6219             TREE_TYPE (r) = new_type;
6220             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
6221               = build_decl (TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
6222             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6223               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6224                                        complain);
6225             TYPE_NAME (new_type) = r;
6226             break;
6227           }
6228
6229         /* We might already have an instance of this template.
6230            The ARGS are for the surrounding class type, so the
6231            full args contain the tsubst'd args for the context,
6232            plus the innermost args from the template decl.  */
6233         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
6234           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
6235           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
6236         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
6237                                           complain, in_decl);
6238         if (full_args == error_mark_node)
6239           return error_mark_node;
6240
6241         /* tsubst_template_args doesn't copy the vector if
6242            nothing changed.  But, *something* should have
6243            changed.  */
6244         gcc_assert (full_args != tmpl_args);
6245
6246         spec = retrieve_specialization (t, full_args,
6247                                         /*class_specializations_p=*/true);
6248         if (spec != NULL_TREE)
6249           {
6250             r = spec;
6251             break;
6252           }
6253
6254         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
6255            original, but will record the current template arguments.
6256            We also create a new function declaration, which is just
6257            like the old one, but points to this new template, rather
6258            than the old one.  */
6259         r = copy_decl (t);
6260         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
6261         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6262
6263         DECL_CONTEXT (r)
6264           = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6265                               complain, in_decl,
6266                               /*entering_scope=*/1);
6267         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
6268
6269         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
6270           {
6271             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6272             if (new_type == error_mark_node)
6273               return error_mark_node;
6274
6275             TREE_TYPE (r) = new_type;
6276             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
6277             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
6278             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
6279           }
6280         else
6281           {
6282             tree new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
6283             if (new_decl == error_mark_node)
6284               return error_mark_node;
6285
6286             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
6287             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
6288             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
6289             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
6290           }
6291
6292         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6293         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
6294         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
6295
6296         /* The template parameters for this new template are all the
6297            template parameters for the old template, except the
6298            outermost level of parameters.  */
6299         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6300           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6301                                    complain);
6302
6303         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
6304           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
6305
6306         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
6307           /* Record this non-type partial instantiation.  */
6308           register_specialization (r, t,
6309                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
6310                                    false);
6311       }
6312       break;
6313
6314     case FUNCTION_DECL:
6315       {
6316         tree ctx;
6317         tree argvec = NULL_TREE;
6318         tree *friends;
6319         tree gen_tmpl;
6320         tree type;
6321         int member;
6322         int args_depth;
6323         int parms_depth;
6324
6325         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
6326         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
6327
6328         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
6329           {
6330             tree spec;
6331             bool dependent_p;
6332
6333             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
6334                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
6335                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
6336                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
6337             ++processing_template_decl;
6338             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
6339             --processing_template_decl;
6340             if (!dependent_p)
6341               return t;
6342
6343             /* Calculate the most general template of which R is a
6344                specialization, and the complete set of arguments used to
6345                specialize R.  */
6346             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
6347             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
6348                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
6349                                            args, complain, in_decl);
6350
6351             /* Check to see if we already have this specialization.  */
6352             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6353                                             /*class_specializations_p=*/false);
6354
6355             if (spec)
6356               {
6357                 r = spec;
6358                 break;
6359               }
6360
6361             /* We can see more levels of arguments than parameters if
6362                there was a specialization of a member template, like
6363                this:
6364
6365                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
6366                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
6367
6368                Here, we'll be substituting into the specialization,
6369                because that's where we can find the code we actually
6370                want to generate, but we'll have enough arguments for
6371                the most general template.
6372
6373                We also deal with the peculiar case:
6374
6375                  template <class T> struct S {
6376                    template <class U> friend void f();
6377                  };
6378                  template <class U> void f() {}
6379                  template S<int>;
6380                  template void f<double>();
6381
6382                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
6383                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
6384                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
6385                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
6386                situations like:
6387
6388                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
6389                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
6390
6391                which we can spot because the pattern will be a
6392                specialization in this case.  */
6393             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6394             parms_depth =
6395               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
6396             if (args_depth > parms_depth
6397                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
6398               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
6399           }
6400         else
6401           {
6402             /* This special case arises when we have something like this:
6403
6404                  template <class T> struct S {
6405                    friend void f<int>(int, double);
6406                  };
6407
6408                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
6409                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
6410                tsubst_friend_function, and we want only to create a
6411                new decl (R) with appropriate types so that we can call
6412                determine_specialization.  */
6413             gen_tmpl = NULL_TREE;
6414           }
6415
6416         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6417           {
6418             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
6419               member = 2;
6420             else
6421               member = 1;
6422             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6423                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
6424           }
6425         else
6426           {
6427             member = 0;
6428             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6429           }
6430         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6431         if (type == error_mark_node)
6432           return error_mark_node;
6433
6434         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
6435            point, as they may not represent instantiations of this
6436            template, and in any case are considered separate under the
6437            discrete model.  */
6438         r = copy_decl (t);
6439         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
6440         TREE_TYPE (r) = type;
6441         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6442         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6443         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6444         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6445         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6446
6447         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
6448           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
6449              case it's the name of one of the template's parameters.  */
6450           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
6451
6452         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
6453                                      complain, t);
6454         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
6455
6456         TREE_STATIC (r) = 0;
6457         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
6458         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6459         /* If this is an instantiation of a function with internal
6460            linkage, we already know what object file linkage will be
6461            assigned to the instantiation.  */
6462         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
6463         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
6464         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6465         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
6466         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
6467         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
6468         TREE_USED (r) = 0;
6469         if (DECL_CLONED_FUNCTION (r))
6470           {
6471             DECL_CLONED_FUNCTION (r) = tsubst (DECL_CLONED_FUNCTION (t),
6472                                                args, complain, t);
6473             TREE_CHAIN (r) = TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r));
6474             TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r)) = r;
6475           }
6476
6477         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
6478            this in the special friend case mentioned above where
6479            GEN_TMPL is NULL.  */
6480         if (gen_tmpl)
6481           {
6482             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
6483               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
6484             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6485             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false);
6486
6487             /* We're not supposed to instantiate default arguments
6488                until they are called, for a template.  But, for a
6489                declaration like:
6490
6491                  template <class T> void f ()
6492                  { extern void g(int i = T()); }
6493
6494                we should do the substitution when the template is
6495                instantiated.  We handle the member function case in
6496                instantiate_class_template since the default arguments
6497                might refer to other members of the class.  */
6498             if (!member
6499                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6500                 && !uses_template_parms (argvec))
6501               tsubst_default_arguments (r);
6502           }
6503
6504         /* Copy the list of befriending classes.  */
6505         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
6506              *friends;
6507              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
6508           {
6509             *friends = copy_node (*friends);
6510             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
6511                                             args, complain,
6512                                             in_decl);
6513           }
6514
6515         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
6516           {
6517             maybe_retrofit_in_chrg (r);
6518             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
6519               grok_ctor_properties (ctx, r);
6520             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
6521                If it isn't, that'll be handled by
6522                clone_constructors_and_destructors.  */
6523             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6524               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
6525           }
6526         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r)))
6527           grok_op_properties (r, (complain & tf_error) != 0);
6528
6529         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
6530           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
6531                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
6532                                             args, complain, in_decl));
6533       }
6534       break;
6535
6536     case PARM_DECL:
6537       {
6538         tree type;
6539
6540         r = copy_node (t);
6541         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
6542           SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
6543
6544         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6545         type = type_decays_to (type);
6546         TREE_TYPE (r) = type;
6547         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6548
6549         if (DECL_INITIAL (r))
6550           {
6551             if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
6552               DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
6553             else
6554               DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
6555                                          complain, in_decl);
6556           }
6557
6558         DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
6559
6560         if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
6561           DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
6562         if (TREE_CHAIN (t))
6563           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
6564                                    complain, TREE_CHAIN (t));
6565       }
6566       break;
6567
6568     case FIELD_DECL:
6569       {
6570         tree type;
6571
6572         r = copy_decl (t);
6573         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6574         if (type == error_mark_node)
6575           return error_mark_node;
6576         TREE_TYPE (r) = type;
6577         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6578
6579         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
6580            finish_member_declaration.  */
6581         DECL_INITIAL (r) = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
6582                                         complain, in_decl);
6583         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6584         if (VOID_TYPE_P (type))
6585           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
6586       }
6587       break;
6588
6589     case USING_DECL:
6590       /* We reach here only for member using decls.  */
6591       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
6592         {
6593           r = do_class_using_decl
6594             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
6595              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
6596           if (!r)
6597             r = error_mark_node;
6598         }
6599       else
6600         {
6601           r = copy_node (t);
6602           TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6603         }
6604       break;
6605
6606     case TYPE_DECL:
6607     case VAR_DECL:
6608       {
6609         tree argvec = NULL_TREE;
6610         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
6611         tree spec;
6612         tree tmpl = NULL_TREE;
6613         tree ctx;
6614         tree type = NULL_TREE;
6615         int local_p;
6616
6617         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6618           {
6619             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6620             if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6621                 || t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
6622               {
6623                 /* If this is the canonical decl, we don't have to
6624                    mess with instantiations, and often we can't (for
6625                    typename, template type parms and such).  Note that
6626                    TYPE_NAME is not correct for the above test if
6627                    we've copied the type for a typedef.  */
6628                 r = TYPE_NAME (type);
6629                 break;
6630               }
6631           }
6632
6633         /* Assume this is a non-local variable.  */
6634         local_p = 0;
6635
6636         if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (t)))
6637           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6638                                   complain,
6639                                   in_decl, /*entering_scope=*/1);
6640         else if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
6641           ctx = DECL_CONTEXT (t);
6642         else
6643           {
6644             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
6645             ctx = NULL_TREE;
6646             local_p = 1;
6647           }
6648
6649         /* Check to see if we already have this specialization.  */
6650         if (!local_p)
6651           {
6652             tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
6653             gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
6654             argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
6655             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6656                                             /*class_specializations_p=*/false);
6657           }
6658         else
6659           spec = retrieve_local_specialization (t);
6660
6661         if (spec)
6662           {
6663             r = spec;
6664             break;
6665           }
6666
6667         r = copy_decl (t);
6668         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6669           {
6670             /* Even if the original location is out of scope, the
6671                newly substituted one is not.  */
6672             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
6673             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
6674             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
6675             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6676             if (type == error_mark_node)
6677               return error_mark_node;
6678             type = complete_type (type);
6679             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
6680               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
6681             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
6682
6683             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
6684               {
6685                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
6686                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl);
6687                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
6688               }
6689           }
6690         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
6691           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
6692         TREE_TYPE (r) = type;
6693         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6694         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6695         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6696         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6697         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6698           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6699         /* The initializer must not be expanded until it is required;
6700            see [temp.inst].  */
6701         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6702         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6703           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6704         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
6705
6706         if (!local_p)
6707           {
6708             /* A static data member declaration is always marked
6709                external when it is declared in-class, even if an
6710                initializer is present.  We mimic the non-template
6711                processing here.  */
6712             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6713
6714             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false);
6715             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
6716             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6717           }
6718         else
6719           register_local_specialization (r, t);
6720
6721         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6722         layout_decl (r, 0);
6723       }
6724       break;
6725
6726     default:
6727       gcc_unreachable ();
6728     }
6729
6730   /* Restore the file and line information.  */
6731   input_location = saved_loc;
6732
6733   return r;
6734 }
6735
6736 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
6737
6738 static tree
6739 tsubst_arg_types (tree arg_types,
6740                   tree args,
6741                   tsubst_flags_t complain,
6742                   tree in_decl)
6743 {
6744   tree remaining_arg_types;
6745   tree type;
6746   tree default_arg;
6747   tree result = NULL_TREE;
6748
6749   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
6750     return arg_types;
6751
6752   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
6753                                           args, complain, in_decl);
6754   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
6755     return error_mark_node;
6756
6757   type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
6758   if (type == error_mark_node)
6759     return error_mark_node;
6760   if (VOID_TYPE_P (type))
6761     {
6762       if (complain & tf_error)
6763         {
6764           error ("invalid parameter type %qT", type);
6765           if (in_decl)
6766             error ("in declaration %q+D", in_decl);
6767         }
6768       return error_mark_node;
6769     }
6770
6771   /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
6772      top-level qualifiers as required.  */
6773   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
6774
6775   /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
6776      mandates that they be instantiated only when needed, which is
6777      done in build_over_call.  */
6778   default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
6779
6780   if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
6781     {
6782       /* We've instantiated a template before its default arguments
6783          have been parsed.  This can happen for a nested template
6784          class, and is not an error unless we require the default
6785          argument in a call of this function.  */
6786       result = tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
6787       VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), result);
6788     }
6789   else
6790     result = hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
6791
6792   return result;
6793 }
6794
6795 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
6796    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
6797    initial substitution of explicitly provided template parameters
6798    during argument deduction forbids substitution into the
6799    exception-specification:
6800
6801      [temp.deduct]
6802
6803      All references in the function type of the function template to  the
6804      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
6805      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
6806      in  the function type of the function template results in an invalid
6807      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
6808      exception specifications is done only when the function is instanti-
6809      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
6810      results in an invalid type.]  */
6811
6812 static tree
6813 tsubst_function_type (tree t,
6814                       tree args,
6815                       tsubst_flags_t complain,
6816                       tree in_decl)
6817 {
6818   tree return_type;
6819   tree arg_types;
6820   tree fntype;
6821
6822   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
6823   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
6824
6825   /* Substitute the return type.  */
6826   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6827   if (return_type == error_mark_node)
6828     return error_mark_node;
6829   /* The standard does not presently indicate that creation of a
6830      function type with an invalid return type is a deduction failure.
6831      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
6832      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
6833   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
6834       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
6835     {
6836       if (complain & tf_error)
6837         {
6838           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
6839             error ("function returning an array");
6840           else
6841             error ("function returning a function");
6842         }
6843       return error_mark_node;
6844     }
6845
6846   /* Substitute the argument types.  */
6847   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
6848                                 complain, in_decl);
6849   if (arg_types == error_mark_node)
6850     return error_mark_node;
6851
6852   /* Construct a new type node and return it.  */
6853   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
6854     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
6855   else
6856     {
6857       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
6858       if (! IS_AGGR_TYPE (r))
6859         {
6860           /* [temp.deduct]
6861
6862              Type deduction may fail for any of the following
6863              reasons:
6864
6865              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
6866              is not a class type.  */
6867           if (complain & tf_error)
6868             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
6869                       r);
6870           return error_mark_node;
6871         }
6872
6873       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
6874                                            TREE_CHAIN (arg_types));
6875     }
6876   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
6877   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
6878
6879   return fntype;
6880 }
6881
6882 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
6883    ARGS into that specification, and return the substituted
6884    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
6885
6886 static tree
6887 tsubst_exception_specification (tree fntype,
6888                                 tree args,
6889                                 tsubst_flags_t complain,
6890                                 tree in_decl)
6891 {
6892   tree specs;
6893   tree new_specs;
6894
6895   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
6896   new_specs = NULL_TREE;
6897   if (specs)
6898     {
6899       if (! TREE_VALUE (specs))
6900         new_specs = specs;
6901       else
6902         while (specs)
6903           {
6904             tree spec;
6905             spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
6906             if (spec == error_mark_node)
6907               return spec;
6908             new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, complain);
6909             specs = TREE_CHAIN (specs);
6910           }
6911     }
6912   return new_specs;
6913 }
6914
6915 /* Substitute into the PARMS of a call-declarator.  */
6916
6917 static tree
6918 tsubst_call_declarator_parms (tree parms,
6919                               tree args,
6920                               tsubst_flags_t complain,
6921                               tree in_decl)
6922 {
6923   tree new_parms;
6924   tree type;
6925   tree defarg;
6926
6927   if (!parms || parms == void_list_node)
6928     return parms;
6929
6930   new_parms = tsubst_call_declarator_parms (TREE_CHAIN (parms),
6931                                             args, complain, in_decl);
6932
6933   /* Figure out the type of this parameter.  */
6934   type = tsubst (TREE_VALUE (parms), args, complain, in_decl);
6935
6936   /* Figure out the default argument as well.  Note that we use
6937      tsubst_expr since the default argument is really an expression.  */
6938   defarg = tsubst_expr (TREE_PURPOSE (parms), args, complain, in_decl);
6939
6940   /* Chain this parameter on to the front of those we have already
6941      processed.  We don't use hash_tree_cons because that function
6942      doesn't check TREE_PARMLIST.  */
6943   new_parms = tree_cons (defarg, type, new_parms);
6944
6945   return new_parms;
6946 }
6947
6948 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
6949    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
6950    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
6951    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
6952    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
6953    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
6954    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
6955    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
6956    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
6957    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
6958    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
6959    yet.
6960
6961    This function is used for dealing with types, decls and the like;
6962    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
6963
6964 static tree
6965 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6966 {
6967   tree type, r;
6968
6969   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
6970       || t == integer_type_node
6971       || t == void_type_node
6972       || t == char_type_node
6973       || t == unknown_type_node
6974       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
6975     return t;
6976
6977   if (DECL_P (t))
6978     return tsubst_decl (t, args, complain);
6979
6980   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
6981     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
6982   else
6983     type = TREE_TYPE (t);
6984
6985   gcc_assert (type != unknown_type_node);
6986
6987   if (type
6988       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
6989       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
6990       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
6991       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
6992     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
6993   if (type == error_mark_node)
6994     return error_mark_node;
6995
6996   switch (TREE_CODE (t))
6997     {
6998     case RECORD_TYPE:
6999     case UNION_TYPE:
7000     case ENUMERAL_TYPE:
7001       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
7002                                /*entering_scope=*/0);
7003
7004     case ERROR_MARK:
7005     case IDENTIFIER_NODE:
7006     case VOID_TYPE:
7007     case REAL_TYPE:
7008     case COMPLEX_TYPE:
7009     case VECTOR_TYPE:
7010     case BOOLEAN_TYPE:
7011     case INTEGER_CST:
7012     case REAL_CST:
7013     case STRING_CST:
7014       return t;
7015
7016     case INTEGER_TYPE:
7017       if (t == integer_type_node)
7018         return t;
7019
7020       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
7021           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
7022         return t;
7023
7024       {
7025         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
7026
7027         /* The array dimension behaves like a non-type template arg,
7028            in that we want to fold it as much as possible.  */
7029         max = tsubst_template_arg (omax, args, complain, in_decl);
7030         max = fold_decl_constant_value (max);
7031
7032         if (integer_zerop (omax))
7033           {
7034             /* Still allow an explicit array of size zero.  */
7035             if (pedantic)
7036               pedwarn ("creating array with size zero");
7037           }
7038         else if (integer_zerop (max)
7039                  || (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
7040                      && INT_CST_LT (max, integer_zero_node)))
7041           {
7042             /* [temp.deduct]
7043
7044                Type deduction may fail for any of the following
7045                reasons:
7046
7047                  Attempting to create an array with a size that is
7048                  zero or negative.  */
7049             if (complain & tf_error)
7050               error ("creating array with size zero (%qE)", max);
7051
7052             return error_mark_node;
7053           }
7054
7055         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
7056       }
7057
7058     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7059     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7060     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7061     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7062       {
7063         int idx;
7064         int level;
7065         int levels;
7066         tree arg = NULL_TREE;
7067
7068         r = NULL_TREE;
7069
7070         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
7071         if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7072             || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
7073             || TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7074           {
7075             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
7076             level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
7077           }
7078         else
7079           {
7080             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
7081             level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
7082           }
7083
7084         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7085         if (level <= levels)
7086           arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
7087
7088         if (arg == error_mark_node)
7089           return error_mark_node;
7090         else if (arg != NULL_TREE)
7091           {
7092             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
7093               {
7094                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
7095                 return cp_build_qualified_type_real
7096                   (arg, cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t),
7097                    complain | tf_ignore_bad_quals);
7098               }
7099             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7100               {
7101                 /* We are processing a type constructed from a
7102                    template template parameter.  */
7103                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
7104                                       args, complain, in_decl);
7105                 if (argvec == error_mark_node)
7106                   return error_mark_node;
7107
7108                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
7109                    are resolving nested-types in the signature of a
7110                    member function templates.  Otherwise ARG is a
7111                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
7112                    instantiated.  */
7113                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7114                   arg = TYPE_NAME (arg);
7115
7116                 r = lookup_template_class (arg,
7117                                            argvec, in_decl,
7118                                            DECL_CONTEXT (arg),
7119                                             /*entering_scope=*/0,
7120                                            complain);
7121                 return cp_build_qualified_type_real
7122                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7123               }
7124             else
7125               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
7126               return arg;
7127           }
7128
7129         if (level == 1)
7130           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
7131              unify.  This means that we don't yet have any information
7132              about the template parameter in question.  */
7133           return t;
7134
7135         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
7136            more deeply nested template.  Make a new version of this
7137            template parameter, but with a lower level.  */
7138         switch (TREE_CODE (t))
7139           {
7140           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7141           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7142           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7143             if (cp_type_quals (t))
7144               {
7145                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
7146                 r = cp_build_qualified_type_real
7147                   (r, cp_type_quals (t),
7148                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7149                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
7150               }
7151             else
7152               {
7153                 r = copy_type (t);
7154                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
7155                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
7156                                                 r, levels);
7157                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
7158                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
7159                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
7160                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
7161
7162                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7163                   {
7164                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
7165                                           complain, in_decl);
7166                     if (argvec == error_mark_node)
7167                       return error_mark_node;
7168
7169                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
7170                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
7171                   }
7172               }
7173             break;
7174
7175           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7176             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels);
7177             break;
7178
7179           default:
7180             gcc_unreachable ();
7181           }
7182
7183         return r;
7184       }
7185
7186     case TREE_LIST:
7187       {
7188         tree purpose, value, chain;
7189
7190         if (t == void_list_node)
7191           return t;
7192
7193         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7194         if (purpose)
7195           {
7196             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
7197             if (purpose == error_mark_node)
7198               return error_mark_node;
7199           }
7200         value = TREE_VALUE (t);
7201         if (value)
7202           {
7203             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
7204             if (value == error_mark_node)
7205               return error_mark_node;
7206           }
7207         chain = TREE_CHAIN (t);
7208         if (chain && chain != void_type_node)
7209           {
7210             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
7211             if (chain == error_mark_node)
7212               return error_mark_node;
7213           }
7214         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7215             && value == TREE_VALUE (t)
7216             && chain == TREE_CHAIN (t))
7217           return t;
7218         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
7219       }
7220
7221     case TREE_BINFO:
7222       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
7223       gcc_unreachable ();
7224
7225     case TREE_VEC:
7226       /* A vector of template arguments.  */
7227       gcc_assert (!type);
7228       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
7229
7230     case POINTER_TYPE:
7231     case REFERENCE_TYPE:
7232       {
7233         enum tree_code code;
7234
7235         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
7236           return t;
7237
7238         code = TREE_CODE (t);
7239
7240
7241         /* [temp.deduct]
7242
7243            Type deduction may fail for any of the following
7244            reasons:
7245
7246            -- Attempting to create a pointer to reference type.
7247            -- Attempting to create a reference to a reference type or
7248               a reference to void.  */
7249         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
7250             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
7251           {
7252             static location_t last_loc;
7253
7254             /* We keep track of the last time we issued this error
7255                message to avoid spewing a ton of messages during a
7256                single bad template instantiation.  */
7257             if (complain & tf_error
7258 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
7259                 && last_loc != input_location
7260 #else
7261                 && (last_loc.line != input_line
7262                     || last_loc.file != input_filename)
7263 #endif
7264                   )
7265               {
7266                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7267                   error ("forming reference to void");
7268                 else
7269                   error ("forming %s to reference type %qT",
7270                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
7271                          type);
7272                 last_loc = input_location;
7273               }
7274
7275             return error_mark_node;
7276           }
7277         else if (code == POINTER_TYPE)
7278           {
7279             r = build_pointer_type (type);
7280             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
7281               r = build_ptrmemfunc_type (r);
7282           }
7283         else
7284           r = build_reference_type (type);
7285         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7286
7287         if (r != error_mark_node)
7288           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
7289           layout_type (r);
7290
7291         return r;
7292       }
7293     case OFFSET_TYPE:
7294       {
7295         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
7296         if (r == error_mark_node || !IS_AGGR_TYPE (r))
7297           {
7298             /* [temp.deduct]
7299
7300                Type deduction may fail for any of the following
7301                reasons:
7302
7303                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7304                   is not a class type.  */
7305             if (complain & tf_error)
7306               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
7307             return error_mark_node;
7308           }
7309         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7310           {
7311             if (complain & tf_error)
7312               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
7313             return error_mark_node;
7314           }
7315         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7316           {
7317             if (complain & tf_error)
7318               error ("creating pointer to member of type void");
7319             return error_mark_node;
7320           }
7321         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
7322         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
7323           {
7324             /* The type of the implicit object parameter gets its
7325                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
7326             tree method_type;
7327             tree this_type = cp_build_qualified_type (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
7328                                                       cp_type_quals (type));
7329             tree memptr;
7330             method_type = build_method_type_directly (this_type,
7331                                                       TREE_TYPE (type),
7332                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
7333             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
7334             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
7335                                                  complain);
7336           }
7337         else
7338           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
7339                                                TYPE_QUALS (t),
7340                                                complain);
7341       }
7342     case FUNCTION_TYPE:
7343     case METHOD_TYPE:
7344       {
7345         tree fntype;
7346         tree specs;
7347         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
7348         if (fntype == error_mark_node)
7349           return error_mark_node;
7350
7351         /* Substitute the exception specification.  */
7352         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
7353                                                 in_decl);
7354         if (specs == error_mark_node)
7355           return error_mark_node;
7356         if (specs)
7357           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
7358         return fntype;
7359       }
7360     case ARRAY_TYPE:
7361       {
7362         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
7363         if (domain == error_mark_node)
7364           return error_mark_node;
7365
7366         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
7367            it will obviously be the same as T.  */
7368         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
7369           return t;
7370
7371         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
7372
7373            [temp.deduct]
7374
7375            The deduction may fail for any of the following reasons:
7376
7377            -- Attempting to create an array with an element type that
7378               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
7379               an abstract class type.  */
7380         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
7381             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
7382             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7383           {
7384             if (complain & tf_error)
7385               error ("creating array of %qT", type);
7386             return error_mark_node;
7387           }
7388         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
7389           {
7390             if (complain & tf_error)
7391               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
7392                      type);
7393             return error_mark_node;
7394           }
7395
7396         r = build_cplus_array_type (type, domain);
7397         return r;
7398       }
7399
7400     case PLUS_EXPR:
7401     case MINUS_EXPR:
7402       {
7403         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7404         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7405
7406         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7407           return error_mark_node;
7408
7409         return fold_build2 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
7410       }
7411
7412     case NEGATE_EXPR:
7413     case NOP_EXPR:
7414       {
7415         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7416         if (e == error_mark_node)
7417           return error_mark_node;
7418
7419         return fold_build1 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
7420       }
7421
7422     case TYPENAME_TYPE:
7423       {
7424         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7425                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7426         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
7427                               complain, in_decl);
7428
7429         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
7430           return error_mark_node;
7431
7432         if (!IS_AGGR_TYPE (ctx))
7433           {
7434             if (complain & tf_error)
7435               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
7436             return error_mark_node;
7437           }
7438         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
7439           {
7440             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
7441                have complete type in order to allow things like:
7442
7443                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
7444
7445                But, such constructs have already been resolved by this
7446                point, so here CTX really should have complete type, unless
7447                it's a partial instantiation.  */
7448             ctx = complete_type (ctx);
7449             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
7450               {
7451                 if (complain & tf_error)
7452                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
7453                 return error_mark_node;
7454               }
7455           }
7456
7457         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
7458                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
7459         if (f == error_mark_node)
7460           return f;
7461         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
7462           {
7463             complain |= tf_ignore_bad_quals;
7464             f = TREE_TYPE (f);
7465           }
7466
7467         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
7468           {
7469             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
7470               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
7471                      t, f);
7472             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
7473               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
7474                      t, f);
7475           }
7476
7477         return cp_build_qualified_type_real
7478           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
7479       }
7480
7481     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7482       {
7483         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7484                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7485         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7486         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
7487
7488         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
7489           return error_mark_node;
7490
7491         if (parm_list)
7492           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
7493         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
7494       }
7495
7496     case INDIRECT_REF:
7497     case ADDR_EXPR:
7498     case CALL_EXPR:
7499       gcc_unreachable ();
7500
7501     case ARRAY_REF:
7502       {
7503         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7504         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7505         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7506           return error_mark_node;
7507
7508         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
7509       }
7510
7511     case SCOPE_REF:
7512       {
7513         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7514         tree e2 = tsubst (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 (TREE_CODE (t), e1, e2);
7519       }
7520
7521     case TYPEOF_TYPE:
7522       {
7523         tree type;
7524
7525         type = finish_typeof (tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
7526                                            complain, in_decl));
7527         return cp_build_qualified_type_real (type,
7528                                              cp_type_quals (t)
7529                                              | cp_type_quals (type),
7530                                              complain);
7531       }
7532
7533     default:
7534       sorry ("use of %qs in template",
7535              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
7536       return error_mark_node;
7537     }
7538 }
7539
7540 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
7541    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
7542    operator.  */
7543
7544 static tree
7545 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
7546                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7547 {
7548     tree name;
7549     tree qualifying_scope;
7550     tree fns;
7551     tree template_args = 0;
7552     bool template_id_p = false;
7553
7554     /* A baselink indicates a function from a base class.  The
7555        BASELINK_ACCESS_BINFO and BASELINK_BINFO are going to have
7556        non-dependent types; otherwise, the lookup could not have
7557        succeeded.  However, they may indicate bases of the template
7558        class, rather than the instantiated class.
7559
7560        In addition, lookups that were not ambiguous before may be
7561        ambiguous now.  Therefore, we perform the lookup again.  */
7562     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
7563     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7564     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7565       {
7566         template_id_p = true;
7567         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
7568         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
7569         if (template_args)
7570           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7571                                                 complain, in_decl);
7572       }
7573     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
7574     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
7575
7576     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
7577        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
7578        later by overload resolution will be marked as used at that
7579        point.)  */
7580     if (BASELINK_P (baselink))
7581       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7582     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
7583       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
7584
7585     /* Add back the template arguments, if present.  */
7586     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
7587       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
7588         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
7589                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
7590                     template_args);
7591
7592     if (!object_type)
7593       object_type = current_class_type;
7594     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
7595                                                    qualifying_scope,
7596                                                    object_type);
7597 }
7598
7599 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
7600    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
7601    itself; false if more of the postfix-expression follows the
7602    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
7603    of "&".  */
7604
7605 static tree
7606 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
7607                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
7608                      bool done, bool address_p)
7609 {
7610   tree expr;
7611   tree scope;
7612   tree name;
7613   bool is_template;
7614   tree template_args;
7615
7616   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
7617
7618   /* Figure out what name to look up.  */
7619   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
7620   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7621     {
7622       is_template = true;
7623       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
7624       if (template_args)
7625         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7626                                               complain, in_decl);
7627       name = TREE_OPERAND (name, 0);
7628     }
7629   else
7630     {
7631       is_template = false;
7632       template_args = NULL_TREE;
7633     }
7634
7635   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
7636      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
7637      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
7638      substituting will not help.  */
7639   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
7640   if (args)
7641     {
7642       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
7643       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7644     }
7645   else
7646     expr = name;
7647
7648   if (dependent_type_p (scope))
7649     return build_nt (SCOPE_REF, scope, expr);
7650
7651   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
7652     {
7653       expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
7654       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
7655                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
7656         {
7657           if (complain & tf_error)
7658             {
7659               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
7660                      "instantiation yields a type", qualified_id);
7661               inform ("say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
7662             }
7663           return error_mark_node;
7664         }
7665     }
7666
7667   if (DECL_P (expr))
7668     {
7669       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
7670                                            scope);
7671       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
7672       mark_used (expr);
7673     }
7674
7675   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
7676     {
7677       if (complain & tf_error)
7678         qualified_name_lookup_error (scope,
7679                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7680                                      expr);
7681       return error_mark_node;
7682     }
7683
7684   if (is_template)
7685     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
7686
7687   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
7688     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7689                                  expr);
7690   else if (TYPE_P (scope))
7691     {
7692       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
7693               (expr, scope, current_class_type));
7694       expr = finish_qualified_id_expr (scope, expr, done, address_p);
7695     }
7696
7697   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF)
7698     expr = convert_from_reference (expr);
7699
7700   return expr;
7701 }
7702
7703 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
7704    template parms; to finish processing the resultant expression, use
7705    tsubst_expr.  */
7706
7707 static tree
7708 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7709 {
7710   enum tree_code code;
7711   tree r;
7712
7713   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
7714     return t;
7715
7716   code = TREE_CODE (t);
7717
7718   switch (code)
7719     {
7720     case PARM_DECL:
7721       r = retrieve_local_specialization (t);
7722       gcc_assert (r != NULL);
7723       mark_used (r);
7724       return r;
7725
7726     case CONST_DECL:
7727       {
7728         tree enum_type;
7729         tree v;
7730
7731         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
7732           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
7733         /* There is no need to substitute into namespace-scope
7734            enumerators.  */
7735         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
7736           return t;
7737         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
7738         if (args == NULL_TREE)
7739           return integral_constant_value (t);
7740
7741         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
7742            Consider:
7743
7744              template <int I> int f() {
7745              enum E { a = I };
7746              struct S { void g() { E e = a; } };
7747              };
7748
7749            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
7750            clever enough to find f<7>::a.  */
7751         enum_type
7752           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
7753                               /*entering_scope=*/0);
7754
7755         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
7756              v != NULL_TREE;
7757              v = TREE_CHAIN (v))
7758           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
7759             return TREE_VALUE (v);
7760
7761           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
7762              name-lookup found it during preliminary parsing, we
7763              should find it again here during instantiation.  */
7764         gcc_unreachable ();
7765       }
7766       return t;
7767
7768     case FIELD_DECL:
7769       if (DECL_CONTEXT (t))
7770         {
7771           tree ctx;
7772
7773           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
7774                                   /*entering_scope=*/1);
7775           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
7776             {
7777               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
7778               if (!r)
7779                 {
7780                   if (complain & tf_error)
7781                     error ("using invalid field %qD", t);
7782                   return error_mark_node;
7783                 }
7784               return r;
7785             }
7786         }
7787
7788       return t;
7789
7790     case VAR_DECL:
7791     case FUNCTION_DECL:
7792       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7793           || local_variable_p (t))
7794         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
7795       mark_used (t);
7796       return t;
7797
7798     case BASELINK:
7799       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
7800
7801     case TEMPLATE_DECL:
7802       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
7803         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
7804                        args, complain, in_decl);
7805       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
7806         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7807       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
7808                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
7809         {
7810           /* Template template argument like the following example need
7811              special treatment:
7812
7813                template <template <class> class TT> struct C {};
7814                template <class T> struct D {
7815                  template <class U> struct E {};
7816                  C<E> c;                                // #1
7817                };
7818                D<int> d;                                // #2
7819
7820              We are processing the template argument `E' in #1 for
7821              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
7822              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
7823              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
7824
7825           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
7826           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
7827         }
7828       else
7829         /* Ordinary template template argument.  */
7830         return t;
7831
7832     case CAST_EXPR:
7833     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7834     case CONST_CAST_EXPR:
7835     case STATIC_CAST_EXPR:
7836     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7837     case NOP_EXPR:
7838       return build1
7839         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7840          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7841
7842     case INDIRECT_REF:
7843     case NEGATE_EXPR:
7844     case TRUTH_NOT_EXPR:
7845     case BIT_NOT_EXPR:
7846     case ADDR_EXPR:
7847     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
7848     case SIZEOF_EXPR:
7849     case ALIGNOF_EXPR:
7850     case ARROW_EXPR:
7851     case THROW_EXPR:
7852     case TYPEID_EXPR:
7853     case REALPART_EXPR:
7854     case IMAGPART_EXPR:
7855       return build1
7856         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7857          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7858
7859     case COMPONENT_REF:
7860       {
7861         tree object;
7862         tree name;
7863
7864         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7865         name = TREE_OPERAND (t, 1);
7866         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
7867           {
7868             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7869                                 complain, in_decl);
7870             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7871           }
7872         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
7873                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
7874           {
7875             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7876                                      complain, in_decl);
7877             name = TREE_OPERAND (name, 1);
7878             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7879                                 complain, in_decl);
7880             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7881             name = build_nt (SCOPE_REF, base, name);
7882           }
7883         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
7884           name = tsubst_baselink (name,
7885                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
7886                                   args, complain,
7887                                   in_decl);
7888         else
7889           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7890         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
7891       }
7892
7893     case PLUS_EXPR:
7894     case MINUS_EXPR:
7895     case MULT_EXPR:
7896     case TRUNC_DIV_EXPR:
7897     case CEIL_DIV_EXPR:
7898     case FLOOR_DIV_EXPR:
7899     case ROUND_DIV_EXPR:
7900     case EXACT_DIV_EXPR:
7901     case BIT_AND_EXPR:
7902     case BIT_IOR_EXPR:
7903     case BIT_XOR_EXPR:
7904     case TRUNC_MOD_EXPR:
7905     case FLOOR_MOD_EXPR:
7906     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
7907     case TRUTH_ORIF_EXPR:
7908     case TRUTH_AND_EXPR:
7909     case TRUTH_OR_EXPR:
7910     case RSHIFT_EXPR:
7911     case LSHIFT_EXPR:
7912     case RROTATE_EXPR:
7913     case LROTATE_EXPR:
7914     case EQ_EXPR:
7915     case NE_EXPR:
7916     case MAX_EXPR:
7917     case MIN_EXPR:
7918     case LE_EXPR:
7919     case GE_EXPR:
7920     case LT_EXPR:
7921     case GT_EXPR:
7922     case COMPOUND_EXPR:
7923     case SCOPE_REF:
7924     case DOTSTAR_EXPR:
7925     case MEMBER_REF:
7926     case PREDECREMENT_EXPR:
7927     case PREINCREMENT_EXPR:
7928     case POSTDECREMENT_EXPR:
7929     case POSTINCREMENT_EXPR:
7930       return build_nt
7931         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7932          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7933
7934     case ARRAY_REF:
7935       return build_nt
7936         (ARRAY_REF,
7937          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7938          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7939          NULL_TREE, NULL_TREE);
7940
7941     case CALL_EXPR:
7942       return build_nt (code,
7943                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args,
7944                                     complain, in_decl),
7945                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain,
7946                                     in_decl),
7947                        NULL_TREE);
7948
7949     case COND_EXPR:
7950     case MODOP_EXPR:
7951     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7952       {
7953         r = build_nt
7954           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7955            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7956            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7957         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
7958         return r;
7959       }
7960
7961     case NEW_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         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7968         return r;
7969       }
7970
7971     case DELETE_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         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7977         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
7978         return r;
7979       }
7980
7981     case TEMPLATE_ID_EXPR:
7982       {
7983         /* Substituted template arguments */
7984         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
7985         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
7986
7987         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
7988         if (targs)
7989           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
7990
7991         return lookup_template_function (fn, targs);
7992       }
7993
7994     case TREE_LIST:
7995       {
7996         tree purpose, value, chain;
7997
7998         if (t == void_list_node)
7999           return t;
8000
8001         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8002         if (purpose)
8003           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
8004         value = TREE_VALUE (t);
8005         if (value)
8006           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
8007         chain = TREE_CHAIN (t);
8008         if (chain && chain != void_type_node)
8009           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
8010         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8011             && value == TREE_VALUE (t)
8012             && chain == TREE_CHAIN (t))
8013           return t;
8014         return tree_cons (purpose, value, chain);
8015       }
8016
8017     case RECORD_TYPE:
8018     case UNION_TYPE:
8019     case ENUMERAL_TYPE:
8020     case INTEGER_TYPE:
8021     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
8022     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8023     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8024     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
8025     case POINTER_TYPE:
8026     case REFERENCE_TYPE:
8027     case OFFSET_TYPE:
8028     case FUNCTION_TYPE:
8029     case METHOD_TYPE:
8030     case ARRAY_TYPE:
8031     case TYPENAME_TYPE:
8032     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
8033     case TYPEOF_TYPE:
8034     case TYPE_DECL:
8035       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8036
8037     case IDENTIFIER_NODE:
8038       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8039         {
8040           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8041           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8042         }
8043       else
8044         return t;
8045
8046     case CONSTRUCTOR:
8047       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
8048       gcc_unreachable ();
8049
8050     case VA_ARG_EXPR:
8051       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
8052                                           in_decl),
8053                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
8054
8055     case CLEANUP_POINT_EXPR:
8056       /* We shouldn't have built any of these during initial template
8057          generation.  Instead, they should be built during instantiation
8058          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
8059       gcc_unreachable ();
8060
8061     default:
8062       return t;
8063     }
8064 }
8065
8066 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
8067    processing.  */
8068
8069 static tree
8070 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8071 {
8072   tree stmt, tmp;
8073
8074   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8075     return t;
8076
8077   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
8078     input_location = EXPR_LOCATION (t);
8079   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
8080     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
8081
8082   switch (TREE_CODE (t))
8083     {
8084     case STATEMENT_LIST:
8085       {
8086         tree_stmt_iterator i;
8087         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
8088           tsubst_expr (tsi_stmt (i), args, complain, in_decl);
8089         break;
8090       }
8091
8092     case CTOR_INITIALIZER:
8093       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
8094                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
8095       break;
8096
8097     case RETURN_EXPR:
8098       finish_return_stmt (tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 0),
8099                                        args, complain, in_decl));
8100       break;
8101
8102     case EXPR_STMT:
8103       tmp = tsubst_expr (EXPR_STMT_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8104       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
8105         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
8106       else
8107         finish_expr_stmt (tmp);
8108       break;
8109
8110     case USING_STMT:
8111       do_using_directive (tsubst_expr (USING_STMT_NAMESPACE (t),
8112                                        args, complain, in_decl));
8113       break;
8114
8115     case DECL_EXPR:
8116       {
8117         tree decl;
8118         tree init;
8119
8120         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
8121         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
8122           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
8123         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
8124           {
8125             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
8126             tree name = DECL_NAME (decl);
8127             tree decl;
8128
8129             scope = tsubst_expr (scope, args, complain, in_decl);
8130             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
8131                                           /*is_type_p=*/false,
8132                                           /*complain=*/false);
8133             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
8134               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl);
8135             else
8136               do_local_using_decl (decl, scope, name);
8137           }
8138         else
8139           {
8140             init = DECL_INITIAL (decl);
8141             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8142             if (decl != error_mark_node)
8143               {
8144                 if (init)
8145                   DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
8146                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
8147                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
8148                    handle local variables, and since we've already done
8149                    all that needs to be done, that's the right thing to
8150                    do.  */
8151                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
8152                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8153                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8154                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
8155                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
8156                   finish_anon_union (decl);
8157                 else
8158                   {
8159                     maybe_push_decl (decl);
8160                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8161                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
8162                       {
8163                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
8164                            initializer.  */
8165                         const char *const name
8166                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
8167                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
8168                       }
8169                     else
8170                       init = tsubst_expr (init, args, complain, in_decl);
8171                     cp_finish_decl (decl, init, NULL_TREE, 0);
8172                   }
8173               }
8174           }
8175
8176         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
8177            clause of an if/for/while construct.  */
8178         return decl;
8179       }
8180
8181     case FOR_STMT:
8182       stmt = begin_for_stmt ();
8183       tsubst_expr (FOR_INIT_STMT (t), args, complain, in_decl);
8184       finish_for_init_stmt (stmt);
8185       tmp = tsubst_expr (FOR_COND (t), args, complain, in_decl);
8186       finish_for_cond (tmp, stmt);
8187       tmp = tsubst_expr (FOR_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8188       finish_for_expr (tmp, stmt);
8189       tsubst_expr (FOR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8190       finish_for_stmt (stmt);
8191       break;
8192
8193     case WHILE_STMT:
8194       stmt = begin_while_stmt ();
8195       tmp = tsubst_expr (WHILE_COND (t), args, complain, in_decl);
8196       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8197       tsubst_expr (WHILE_BODY (t), args, complain, in_decl);
8198       finish_while_stmt (stmt);
8199       break;
8200
8201     case DO_STMT:
8202       stmt = begin_do_stmt ();
8203       tsubst_expr (DO_BODY (t), args, complain, in_decl);
8204       finish_do_body (stmt);
8205       tmp = tsubst_expr (DO_COND (t), args, complain, in_decl);
8206       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8207       break;
8208
8209     case IF_STMT:
8210       stmt = begin_if_stmt ();
8211       tmp = tsubst_expr (IF_COND (t), args, complain, in_decl);
8212       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8213       tsubst_expr (THEN_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8214       finish_then_clause (stmt);
8215
8216       if (ELSE_CLAUSE (t))
8217         {
8218           begin_else_clause (stmt);
8219           tsubst_expr (ELSE_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8220           finish_else_clause (stmt);
8221         }
8222
8223       finish_if_stmt (stmt);
8224       break;
8225
8226     case BIND_EXPR:
8227       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8228         stmt = begin_function_body ();
8229       else
8230         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8231                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8232
8233       tsubst_expr (BIND_EXPR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8234
8235       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8236         finish_function_body (stmt);
8237       else
8238         finish_compound_stmt (stmt);
8239       break;
8240
8241     case BREAK_STMT:
8242       finish_break_stmt ();
8243       break;
8244
8245     case CONTINUE_STMT:
8246       finish_continue_stmt ();
8247       break;
8248
8249     case SWITCH_STMT:
8250       stmt = begin_switch_stmt ();
8251       tmp = tsubst_expr (SWITCH_STMT_COND (t), args, complain, in_decl);
8252       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8253       tsubst_expr (SWITCH_STMT_BODY (t), args, complain, in_decl);
8254       finish_switch_stmt (stmt);
8255       break;
8256
8257     case CASE_LABEL_EXPR:
8258       finish_case_label (tsubst_expr (CASE_LOW (t), args, complain, in_decl),
8259                          tsubst_expr (CASE_HIGH (t), args, complain,
8260                                       in_decl));
8261       break;
8262
8263     case LABEL_EXPR:
8264       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8265       break;
8266
8267     case GOTO_EXPR:
8268       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8269       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8270         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8271            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8272            will have no binding.  */
8273         tmp = tsubst_expr (tmp, args, complain, in_decl);
8274       else
8275         tmp = DECL_NAME (tmp);
8276       finish_goto_stmt (tmp);
8277       break;
8278
8279     case ASM_EXPR:
8280       tmp = finish_asm_stmt
8281         (ASM_VOLATILE_P (t),
8282          tsubst_expr (ASM_STRING (t), args, complain, in_decl),
8283          tsubst_expr (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8284          tsubst_expr (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
8285          tsubst_expr (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8286       {
8287         tree asm_expr = tmp;
8288         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8289           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8290         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8291       }
8292       break;
8293
8294     case TRY_BLOCK:
8295       if (CLEANUP_P (t))
8296         {
8297           stmt = begin_try_block ();
8298           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8299           finish_cleanup_try_block (stmt);
8300           finish_cleanup (tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args,
8301                                        complain, in_decl),
8302                           stmt);
8303         }
8304       else
8305         {
8306           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8307             stmt = begin_function_try_block ();
8308           else
8309             stmt = begin_try_block ();
8310
8311           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8312
8313           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8314             finish_function_try_block (stmt);
8315           else
8316             finish_try_block (stmt);
8317
8318           tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args, complain, in_decl);
8319           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8320             finish_function_handler_sequence (stmt);
8321           else
8322             finish_handler_sequence (stmt);
8323         }
8324       break;
8325
8326     case HANDLER:
8327       {
8328         tree decl;
8329
8330         stmt = begin_handler ();
8331         if (HANDLER_PARMS (t))
8332           {
8333             decl = HANDLER_PARMS (t);
8334             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8335             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8336                this variable.  We've already done all that needs to be
8337                done.  */
8338             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8339           }
8340         else
8341           decl = NULL_TREE;
8342         finish_handler_parms (decl, stmt);
8343         tsubst_expr (HANDLER_BODY (t), args, complain, in_decl);
8344         finish_handler (stmt);
8345       }
8346       break;
8347
8348     case TAG_DEFN:
8349       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8350       break;
8351
8352     default:
8353       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8354
8355       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8356                                     /*function_p=*/false);
8357     }
8358
8359   return NULL_TREE;
8360 }
8361
8362 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8363    call.  Return the substituted version of T.  */
8364
8365 static tree
8366 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
8367                                     tsubst_flags_t complain,
8368                                     tree in_decl)
8369 {
8370   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8371     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8372                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8373   else
8374     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8375                                /*function_p=*/false);
8376
8377   return t;
8378 }
8379
8380 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8381    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8382
8383 tree
8384 tsubst_copy_and_build (tree t,
8385                        tree args,
8386                        tsubst_flags_t complain,
8387                        tree in_decl,
8388                        bool function_p)
8389 {
8390 #define RECUR(NODE) \
8391   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false)
8392
8393   tree op1;
8394
8395   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8396     return t;
8397
8398   switch (TREE_CODE (t))
8399     {
8400     case USING_DECL:
8401       t = DECL_NAME (t);
8402       /* Fall through.  */
8403     case IDENTIFIER_NODE:
8404       {
8405         tree decl;
8406         cp_id_kind idk;
8407         tree qualifying_class;
8408         bool non_integral_constant_expression_p;
8409         const char *error_msg;
8410
8411         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8412           {
8413             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8414             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8415           }
8416
8417         /* Look up the name.  */
8418         decl = lookup_name (t, 0);
8419
8420         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8421            failure, not NULL_TREE.  */
8422         if (decl == NULL_TREE)
8423           decl = error_mark_node;
8424
8425         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8426                                      &idk,
8427                                      &qualifying_class,
8428                                      /*integral_constant_expression_p=*/false,
8429                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8430                                      &non_integral_constant_expression_p,
8431                                      &error_msg);
8432         if (error_msg)
8433           error (error_msg);
8434         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8435           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8436         return decl;
8437       }
8438
8439     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8440       {
8441         tree object;
8442         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8443         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8444
8445         if (targs)
8446           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8447
8448         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8449           {
8450             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8451             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8452           }
8453         else
8454           object = NULL_TREE;
8455         template = lookup_template_function (template, targs);
8456
8457         if (object)
8458           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template),
8459                          object, template, NULL_TREE);
8460         else
8461           return template;
8462       }
8463
8464     case INDIRECT_REF:
8465       {
8466         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8467
8468         if (REFERENCE_REF_P (t))
8469           {
8470             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
8471                such an indirect ref, but the substitution of the cast
8472                will have also added such an indirect ref.  */
8473             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
8474               r = convert_from_reference (r);
8475           }
8476         else
8477           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *");
8478         return r;
8479       }
8480
8481     case NOP_EXPR:
8482       return build_nop
8483         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8484          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8485
8486     case CAST_EXPR:
8487       return build_functional_cast
8488         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8489          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8490
8491     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8492       return build_reinterpret_cast
8493         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8494          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8495
8496     case CONST_CAST_EXPR:
8497       return build_const_cast
8498         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8499          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8500
8501     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8502       return build_dynamic_cast
8503         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8504          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8505
8506     case STATIC_CAST_EXPR:
8507       return build_static_cast
8508         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8509          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8510
8511     case POSTDECREMENT_EXPR:
8512     case POSTINCREMENT_EXPR:
8513       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8514                                                 args, complain, in_decl);
8515       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
8516
8517     case PREDECREMENT_EXPR:
8518     case PREINCREMENT_EXPR:
8519     case NEGATE_EXPR:
8520     case BIT_NOT_EXPR:
8521     case ABS_EXPR:
8522     case TRUTH_NOT_EXPR:
8523     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
8524     case REALPART_EXPR:
8525     case IMAGPART_EXPR:
8526       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8527
8528     case ADDR_EXPR:
8529       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8530       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
8531         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
8532                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
8533       else
8534         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
8535                                                   in_decl);
8536       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
8537         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
8538       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
8539
8540     case PLUS_EXPR:
8541     case MINUS_EXPR:
8542     case MULT_EXPR:
8543     case TRUNC_DIV_EXPR:
8544     case CEIL_DIV_EXPR:
8545     case FLOOR_DIV_EXPR:
8546     case ROUND_DIV_EXPR:
8547     case EXACT_DIV_EXPR:
8548     case BIT_AND_EXPR:
8549     case BIT_IOR_EXPR:
8550     case BIT_XOR_EXPR:
8551     case TRUNC_MOD_EXPR:
8552     case FLOOR_MOD_EXPR:
8553     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
8554     case TRUTH_ORIF_EXPR:
8555     case TRUTH_AND_EXPR:
8556     case TRUTH_OR_EXPR:
8557     case RSHIFT_EXPR:
8558     case LSHIFT_EXPR:
8559     case RROTATE_EXPR:
8560     case LROTATE_EXPR:
8561     case EQ_EXPR:
8562     case NE_EXPR:
8563     case MAX_EXPR:
8564     case MIN_EXPR:
8565     case LE_EXPR:
8566     case GE_EXPR:
8567     case LT_EXPR:
8568     case GT_EXPR:
8569     case MEMBER_REF:
8570     case DOTSTAR_EXPR:
8571       return build_x_binary_op
8572         (TREE_CODE (t),
8573          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8574          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8575          /*overloaded_p=*/NULL);
8576
8577     case SCOPE_REF:
8578       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
8579                                   /*address_p=*/false);
8580     case ARRAY_REF:
8581       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8582                                                 args, complain, in_decl);
8583       return build_x_binary_op (ARRAY_REF, op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8584                                 /*overloaded_p=*/NULL);
8585
8586     case SIZEOF_EXPR:
8587     case ALIGNOF_EXPR:
8588       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8589       if (!args)
8590         {
8591           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
8592              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
8593              the substitutions may not work.  */
8594           if (!TYPE_P (op1))
8595             op1 = TREE_TYPE (op1);
8596         }
8597       else
8598         {
8599           ++skip_evaluation;
8600           op1 = RECUR (op1);
8601           --skip_evaluation;
8602         }
8603       if (TYPE_P (op1))
8604         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
8605       else
8606         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
8607
8608     case MODOP_EXPR:
8609       {
8610         tree r = build_x_modify_expr
8611           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8612            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
8613            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8614         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
8615            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
8616            than plain assignment.  In the former case, it was already
8617            set and must be copied.  In the latter case,
8618            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
8619            here.  */
8620         if (TREE_NO_WARNING (t))
8621           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
8622         return r;
8623       }
8624
8625     case ARROW_EXPR:
8626       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8627                                                 args, complain, in_decl);
8628       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8629       if (DECL_P (op1))
8630         mark_used (op1);
8631       return build_x_arrow (op1);
8632
8633     case NEW_EXPR:
8634       return build_new
8635         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8636          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8637          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
8638          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
8639          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8640
8641     case DELETE_EXPR:
8642      return delete_sanity
8643        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8644         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8645         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
8646         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8647
8648     case COMPOUND_EXPR:
8649       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8650                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
8651
8652     case CALL_EXPR:
8653       {
8654         tree function;
8655         tree call_args;
8656         bool qualified_p;
8657         bool koenig_p;
8658
8659         function = TREE_OPERAND (t, 0);
8660         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
8661            not Koenig lookup should be performed.  */
8662         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
8663         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
8664           {
8665             qualified_p = true;
8666             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
8667                                             /*done=*/false,
8668                                             /*address_p=*/false);
8669           }
8670         else
8671           {
8672             qualified_p = (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF
8673                            && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (function, 1))
8674                                == SCOPE_REF));
8675             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
8676                                               in_decl,
8677                                               !qualified_p);
8678             if (BASELINK_P (function))
8679               qualified_p = true;
8680           }
8681
8682         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8683
8684         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
8685            lookup finds a non-function, in accordance with the
8686            expected resolution of DR 218.  */
8687         if (koenig_p
8688             && ((is_overloaded_fn (function)
8689                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
8690                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
8691                     to denote the function.  */
8692                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
8693                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
8694           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
8695
8696         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
8697           {
8698             unqualified_name_lookup_error (function);
8699             return error_mark_node;
8700           }
8701
8702         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8703         if (DECL_P (function))
8704           mark_used (function);
8705
8706         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
8707           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
8708         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
8709           {
8710             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
8711               return finish_call_expr (function, call_args,
8712                                        /*disallow_virtual=*/false,
8713                                        /*koenig_p=*/false);
8714             else
8715               return (build_new_method_call
8716                       (TREE_OPERAND (function, 0),
8717                        TREE_OPERAND (function, 1),
8718                        call_args, NULL_TREE,
8719                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL));
8720           }
8721         return finish_call_expr (function, call_args,
8722                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
8723                                  koenig_p);
8724       }
8725
8726     case COND_EXPR:
8727       return build_x_conditional_expr
8728         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8729          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8730          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8731
8732     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
8733       return finish_pseudo_destructor_expr
8734         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8735          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8736          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8737
8738     case TREE_LIST:
8739       {
8740         tree purpose, value, chain;
8741
8742         if (t == void_list_node)
8743           return t;
8744
8745         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8746         if (purpose)
8747           purpose = RECUR (purpose);
8748         value = TREE_VALUE (t);
8749         if (value)
8750           value = RECUR (value);
8751         chain = TREE_CHAIN (t);
8752         if (chain && chain != void_type_node)
8753           chain = RECUR (chain);
8754         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8755             && value == TREE_VALUE (t)
8756             && chain == TREE_CHAIN (t))
8757           return t;
8758         return tree_cons (purpose, value, chain);
8759       }
8760
8761     case COMPONENT_REF:
8762       {
8763         tree object;
8764         tree member;
8765
8766         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8767                                                      args, complain, in_decl);
8768         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8769         if (DECL_P (object))
8770           mark_used (object);
8771
8772         member = TREE_OPERAND (t, 1);
8773         if (BASELINK_P (member))
8774           member = tsubst_baselink (member,
8775                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
8776                                     args, complain, in_decl);
8777         else
8778           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
8779
8780         if (member == error_mark_node)
8781           return error_mark_node;
8782         else if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (object)))
8783           {
8784             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
8785               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
8786                                                     NULL_TREE,
8787                                                     TREE_TYPE (object));
8788             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8789                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
8790               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
8791                                                     object,
8792                                                     TREE_TYPE (object));
8793           }
8794         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8795                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
8796           {
8797             tree tmpl;
8798             tree args;
8799
8800             /* Lookup the template functions now that we know what the
8801                scope is.  */
8802             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
8803             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
8804             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
8805                                             /*is_type_p=*/false,
8806                                             /*complain=*/false);
8807             if (BASELINK_P (member))
8808               {
8809                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
8810                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
8811                               args);
8812                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
8813                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
8814                            TREE_TYPE (object)));
8815               }
8816             else
8817               {
8818                 qualified_name_lookup_error (TREE_TYPE (object), tmpl,
8819                                              member);
8820                 return error_mark_node;
8821               }
8822           }
8823         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8824                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
8825                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
8826           {
8827             if (complain & tf_error)
8828               {
8829                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
8830                   error ("%qT is not a class or namespace",
8831                          TREE_OPERAND (member, 0));
8832                 else
8833                   error ("%qD is not a class or namespace",
8834                          TREE_OPERAND (member, 0));
8835               }
8836             return error_mark_node;
8837           }
8838         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
8839           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
8840
8841         return finish_class_member_access_expr (object, member);
8842       }
8843
8844     case THROW_EXPR:
8845       return build_throw
8846         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8847
8848     case CONSTRUCTOR:
8849       {
8850         VEC(constructor_elt,gc) *n;
8851         constructor_elt *ce;
8852         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
8853         tree r;
8854         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8855         bool process_index_p;
8856
8857         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
8858         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
8859           return t;
8860
8861         /* We do not want to process the index of aggregate
8862            initializers as they are identifier nodes which will be
8863            looked up by digest_init.  */
8864         process_index_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
8865
8866         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
8867         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
8868           {
8869             if (ce->index && process_index_p)
8870               ce->index = RECUR (ce->index);
8871             ce->value = RECUR (ce->value);
8872           }
8873
8874         r = build_constructor (NULL_TREE, n);
8875         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
8876
8877         if (type)
8878           return digest_init (type, r);
8879         return r;
8880       }
8881
8882     case TYPEID_EXPR:
8883       {
8884         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8885         if (TYPE_P (operand_0))
8886           return get_typeid (operand_0);
8887         return build_typeid (operand_0);
8888       }
8889
8890     case VAR_DECL:
8891       if (!args)
8892         return t;
8893       /* Fall through */
8894
8895     case PARM_DECL:
8896       {
8897         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8898
8899         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
8900           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
8901              the appropriate INDIRECT_REF.  */
8902           r = convert_from_reference (r);
8903         return r;
8904       }
8905
8906     case VA_ARG_EXPR:
8907       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8908                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
8909                                           in_decl));
8910
8911     case OFFSETOF_EXPR:
8912       return fold_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8913
8914     case STMT_EXPR:
8915       {
8916         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
8917         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
8918
8919         cur_stmt_expr = stmt_expr;
8920         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl);
8921         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
8922         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
8923
8924         return stmt_expr;
8925       }
8926
8927     case CONST_DECL:
8928       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8929       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
8930          to their underlying values.  */
8931       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
8932         return DECL_INITIAL (t);
8933       return t;
8934
8935     default:
8936       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
8937       {
8938         tree subst
8939           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
8940                                          in_decl, /*function_p=*/false);
8941         if (subst)
8942           return subst;
8943       }
8944       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8945     }
8946
8947 #undef RECUR
8948 }
8949
8950 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
8951    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
8952    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
8953    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
8954
8955 static bool
8956 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
8957 {
8958   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
8959   bool result = false;
8960   bool error_p = complain & tf_error;
8961
8962   for (ix = 0; ix != len; ix++)
8963     {
8964       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
8965
8966       if (TYPE_P (t))
8967         {
8968           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
8969              of a class or enumeration declared in a local scope)
8970              shall not be used to declare an entity with linkage.
8971              This implies that names with no linkage cannot be used as
8972              template arguments.  */
8973           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
8974
8975           if (nt)
8976             {
8977               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
8978                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
8979               else
8980                 error ("%qT uses local type %qT", t, nt);
8981               result = true;
8982               error_p = true;
8983             }
8984           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
8985              allow variably-modified types as template arguments.  */
8986           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
8987             {
8988               if (complain & tf_error)
8989                 error ("%qT is a variably modified type", t);
8990               result = true;
8991             }
8992         }
8993       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
8994          constant.  */
8995       else if (TREE_TYPE (t)
8996                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
8997                && !TREE_CONSTANT (t))
8998         {
8999           if (complain & tf_error)
9000             error ("integral expression %qE is not constant", t);
9001           result = true;
9002         }
9003     }
9004   if (result && error_p)
9005     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
9006   return result;
9007 }
9008
9009 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
9010    the template arguments in TARG_PTR.  */
9011
9012 tree
9013 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
9014 {
9015   tree fndecl;
9016   tree gen_tmpl;
9017   tree spec;
9018
9019   if (tmpl == error_mark_node)
9020     return error_mark_node;
9021
9022   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
9023
9024   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
9025   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
9026     {
9027       tree spec;
9028       tree clone;
9029
9030       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
9031                                    complain);
9032       if (spec == error_mark_node)
9033         return error_mark_node;
9034
9035       /* Look for the clone.  */
9036       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
9037         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
9038           return clone;
9039       /* We should always have found the clone by now.  */
9040       gcc_unreachable ();
9041       return NULL_TREE;
9042     }
9043
9044   /* Check to see if we already have this specialization.  */
9045   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr,
9046                                   /*class_specializations_p=*/false);
9047   if (spec != NULL_TREE)
9048     return spec;
9049
9050   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9051   if (tmpl != gen_tmpl)
9052     {
9053       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
9054          arguments we must add the arguments used to perform the
9055          partial instantiation.  */
9056       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
9057                                               targ_ptr);
9058
9059       /* Check to see if we already have this specialization.  */
9060       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
9061                                       /*class_specializations_p=*/false);
9062       if (spec != NULL_TREE)
9063         return spec;
9064     }
9065
9066   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
9067                                complain))
9068     return error_mark_node;
9069
9070   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
9071      parameters and return types have to be checked.  However this
9072      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
9073      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
9074      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
9075   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
9076
9077   /* Substitute template parameters.  */
9078   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
9079                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
9080
9081   /* Now we know the specialization, compute access previously
9082      deferred.  */
9083   push_access_scope (fndecl);
9084   perform_deferred_access_checks ();
9085   pop_access_scope (fndecl);
9086   pop_deferring_access_checks ();
9087
9088   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9089      template, not the most general template.  */
9090   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9091
9092   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9093      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9094      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9095      instantiating the template clones.  */
9096   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9097     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9098
9099   return fndecl;
9100 }
9101
9102 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9103    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9104    into which the deduced template arguments are placed.
9105
9106    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9107    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9108    printed only for an incomplete match.
9109
9110    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9111    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9112
9113    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9114    template-id.
9115
9116    The parameter STRICT is one of:
9117
9118    DEDUCE_CALL:
9119      We are deducing arguments for a function call, as in
9120      [temp.deduct.call].
9121
9122    DEDUCE_CONV:
9123      We are deducing arguments for a conversion function, as in
9124      [temp.deduct.conv].
9125
9126    DEDUCE_EXACT:
9127      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9128      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9129      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9130      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
9131
9132 int
9133 fn_type_unification (tree fn,
9134                      tree explicit_targs,
9135                      tree targs,
9136                      tree args,
9137                      tree return_type,
9138                      unification_kind_t strict,
9139                      int flags)
9140 {
9141   tree parms;
9142   tree fntype;
9143   int result;
9144
9145   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9146
9147   fntype = TREE_TYPE (fn);
9148   if (explicit_targs)
9149     {
9150       /* [temp.deduct]
9151
9152          The specified template arguments must match the template
9153          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9154          must not be more arguments than there are parameters;
9155          otherwise type deduction fails.
9156
9157          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9158          nontype template parameters, or must be convertible to the
9159          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9160          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9161
9162          All references in the function type of the function template
9163          to the corresponding template parameters are replaced by the
9164          specified template argument values.  If a substitution in a
9165          template parameter or in the function type of the function
9166          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9167       int i;
9168       tree converted_args;
9169       bool incomplete;
9170
9171       if (explicit_targs == error_mark_node)
9172         return 1;
9173
9174       converted_args
9175         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9176                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
9177                                   /*require_all_arguments=*/0));
9178       if (converted_args == error_mark_node)
9179         return 1;
9180
9181       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9182          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9183          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9184          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9185          processing during substitution as we could create partial
9186          instantiations.  */
9187       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9188       processing_template_decl += incomplete;
9189       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9190       processing_template_decl -= incomplete;
9191
9192       if (fntype == error_mark_node)
9193         return 1;
9194
9195       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9196       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9197         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9198     }
9199
9200   parms = TYPE_ARG_TYPES (fntype);
9201   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9202   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn))
9203     parms = TREE_CHAIN (parms);
9204
9205   if (return_type)
9206     {
9207       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9208       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9209     }
9210
9211   /* We allow incomplete unification without an error message here
9212      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9213      callers must be ready to deal with unification failures in any
9214      event.  */
9215   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9216                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9217                                   strict, flags);
9218
9219   if (result == 0)
9220     /* All is well so far.  Now, check:
9221
9222        [temp.deduct]
9223
9224        When all template arguments have been deduced, all uses of
9225        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9226        the corresponding deduced argument values.  If the
9227        substitution results in an invalid type, as described above,
9228        type deduction fails.  */
9229     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9230         == error_mark_node)
9231       return 1;
9232
9233   return result;
9234 }
9235
9236 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9237    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9238    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9239    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9240    the argument passed to the call, or the type of the value
9241    initialized with the result of the conversion function.  */
9242
9243 static int
9244 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
9245                                   tree* parm,
9246                                   tree* arg)
9247 {
9248   int result = 0;
9249
9250   switch (strict)
9251     {
9252     case DEDUCE_CALL:
9253       break;
9254
9255     case DEDUCE_CONV:
9256       {
9257         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9258            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9259            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9260         tree* temp = parm;
9261         parm = arg;
9262         arg = temp;
9263         break;
9264       }
9265
9266     case DEDUCE_EXACT:
9267       /* There is nothing to do in this case.  */
9268       return 0;
9269
9270     default:
9271       gcc_unreachable ();
9272     }
9273
9274   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9275     {
9276       /* [temp.deduct.call]
9277
9278          If P is not a reference type:
9279
9280          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9281          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9282          used in place of A for type deduction; otherwise,
9283
9284          --If A is a function type, the pointer type produced by
9285          the function-to-pointer standard conversion
9286          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9287          otherwise,
9288
9289          --If A is a cv-qualified type, the top level
9290          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9291          deduction.  */
9292       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9293         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9294       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9295         *arg = build_pointer_type (*arg);
9296       else
9297         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9298     }
9299
9300   /* [temp.deduct.call]
9301
9302      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9303      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9304      reference type, the type referred to by P is used for
9305      type deduction.  */
9306   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9307   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9308     {
9309       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9310       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9311     }
9312
9313   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9314      too (which has been swapped into ARG).  */
9315   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9316     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9317
9318   return result;
9319 }
9320
9321 /* Most parms like fn_type_unification.
9322
9323    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9324    arguments of a function or method parameter of a function
9325    template). */
9326
9327 static int
9328 type_unification_real (tree tparms,
9329                        tree targs,
9330                        tree xparms,
9331                        tree xargs,
9332                        int subr,
9333                        unification_kind_t strict,
9334                        int flags)
9335 {
9336   tree parm, arg;
9337   int i;
9338   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9339   int sub_strict;
9340   int saw_undeduced = 0;
9341   tree parms, args;
9342
9343   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9344   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9345   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9346   gcc_assert (ntparms > 0);
9347
9348   switch (strict)
9349     {
9350     case DEDUCE_CALL:
9351       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9352                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9353       break;
9354
9355     case DEDUCE_CONV:
9356       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9357       break;
9358
9359     case DEDUCE_EXACT:
9360       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9361       break;
9362
9363     default:
9364       gcc_unreachable ();
9365     }
9366
9367  again:
9368   parms = xparms;
9369   args = xargs;
9370
9371   while (parms && parms != void_list_node
9372          && args && args != void_list_node)
9373     {
9374       parm = TREE_VALUE (parms);
9375       parms = TREE_CHAIN (parms);
9376       arg = TREE_VALUE (args);
9377       args = TREE_CHAIN (args);
9378
9379       if (arg == error_mark_node)
9380         return 1;
9381       if (arg == unknown_type_node)
9382         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9383            template args from other function args.  */
9384         continue;
9385
9386       /* Conversions will be performed on a function argument that
9387          corresponds with a function parameter that contains only
9388          non-deducible template parameters and explicitly specified
9389          template parameters.  */
9390       if (!uses_template_parms (parm))
9391         {
9392           tree type;
9393
9394           if (!TYPE_P (arg))
9395             type = TREE_TYPE (arg);
9396           else
9397             type = arg;
9398
9399           if (same_type_p (parm, type))
9400             continue;
9401           if (strict != DEDUCE_EXACT
9402               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg, 
9403                                   flags))
9404             continue;
9405           
9406           return 1;
9407         }
9408
9409       if (!TYPE_P (arg))
9410         {
9411           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9412           if (type_unknown_p (arg))
9413             {
9414               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from
9415                  a pointer to function or pointer to member function
9416                  argument if the set of overloaded functions does not
9417                  contain function templates and at most one of a set of
9418                  overloaded functions provides a unique match.  */
9419
9420               if (resolve_overloaded_unification
9421                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict)
9422                   != 0)
9423                 return 1;
9424               continue;
9425             }
9426           arg = TREE_TYPE (arg);
9427           if (arg == error_mark_node)
9428             return 1;
9429         }
9430
9431       {
9432         int arg_strict = sub_strict;
9433
9434         if (!subr)
9435           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9436
9437         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
9438           return 1;
9439       }
9440     }
9441
9442   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
9443      are present, and the parm list isn't variadic.  */
9444   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
9445     return 1;
9446   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
9447   if (parms && parms != void_list_node
9448       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
9449     return 1;
9450
9451   if (!subr)
9452     for (i = 0; i < ntparms; i++)
9453       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
9454         {
9455           tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
9456
9457           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
9458              a type parameter, try another pass; its type may have been
9459              deduced from a later argument than the one from which
9460              this parameter can be deduced.  */
9461           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
9462               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
9463               && !saw_undeduced++)
9464             goto again;
9465
9466           return 2;
9467         }
9468
9469   return 0;
9470 }
9471
9472 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables at the
9473    call site.  ARG is an overloaded function (or template-id); we try
9474    deducing template args from each of the overloads, and if only one
9475    succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns 0 on success.  */
9476
9477 static int
9478 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
9479                                 tree targs,
9480                                 tree parm,
9481                                 tree arg,
9482                                 unification_kind_t strict,
9483                                 int sub_strict)
9484 {
9485   tree tempargs = copy_node (targs);
9486   int good = 0;
9487   bool addr_p;
9488
9489   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
9490     {
9491       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9492       addr_p = true;
9493     }
9494   else
9495     addr_p = false;
9496
9497   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
9498     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
9499        function name.  */
9500     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9501
9502   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
9503     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9504
9505   /* Strip baselink information.  */
9506   if (BASELINK_P (arg))
9507     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
9508
9509   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9510     {
9511       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
9512          the affected templates before we try to unify, in case the
9513          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
9514
9515       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
9516       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9517
9518       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9519         {
9520           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
9521           tree subargs, elem;
9522
9523           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
9524             continue;
9525
9526           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
9527                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
9528           if (subargs)
9529             {
9530               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
9531               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9532                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
9533             }
9534         }
9535     }
9536   else
9537     {
9538       gcc_assert (TREE_CODE (arg) == OVERLOAD
9539                   || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_DECL);
9540
9541       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9542         good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9543                                   TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
9544                                   strict, sub_strict, addr_p);
9545     }
9546
9547   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9548      to function or pointer to member function argument if the set of
9549      overloaded functions does not contain function templates and at most
9550      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9551
9552      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
9553      deduce anything.  */
9554
9555   if (good == 1)
9556     {
9557       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9558       for (; i--; )
9559         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
9560           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9561     }
9562   if (good)
9563     return 0;
9564
9565   return 1;
9566 }
9567
9568 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
9569    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
9570    different overloads deduce different arguments for a given parm.
9571    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
9572    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
9573
9574    Returns 1 on success.  */
9575
9576 static int
9577 try_one_overload (tree tparms,
9578                   tree orig_targs,
9579                   tree targs,
9580                   tree parm,
9581                   tree arg,
9582                   unification_kind_t strict,
9583                   int sub_strict,
9584                   bool addr_p)
9585 {
9586   int nargs;
9587   tree tempargs;
9588   int i;
9589
9590   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9591      to function or pointer to member function argument if the set of
9592      overloaded functions does not contain function templates and at most
9593      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9594
9595      So if this is a template, just return success.  */
9596
9597   if (uses_template_parms (arg))
9598     return 1;
9599
9600   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9601     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
9602   else if (addr_p)
9603     arg = build_pointer_type (arg);
9604
9605   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9606
9607   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
9608      some template args from previous args, unify would complain when we
9609      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
9610      there isn't really a conflict.  */
9611   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9612   tempargs = make_tree_vec (nargs);
9613
9614   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
9615     return 0;
9616
9617   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
9618      explicitly specified args.  */
9619   for (i = nargs; i--; )
9620     {
9621       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9622       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
9623
9624       if (!elt)
9625         /*NOP*/;
9626       else if (uses_template_parms (elt))
9627         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
9628            template args used in the function parm list with our own
9629            template parms.  Discard them.  */
9630         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
9631       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
9632         return 0;
9633     }
9634
9635   for (i = nargs; i--; )
9636     {
9637       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9638
9639       if (elt)
9640         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
9641     }
9642
9643   return 1;
9644 }
9645
9646 /* Verify that nondeduce template argument agrees with the type
9647    obtained from argument deduction.  Return nonzero if the
9648    verification fails.
9649
9650    For example:
9651
9652      struct A { typedef int X; };
9653      template <class T, class U> struct C {};
9654      template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
9655
9656    Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
9657    `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
9658    is `int'.  This function ensure that they agree.
9659
9660    TARGS, PARMS are the same as the arguments of unify.
9661    ARGS contains template arguments from all levels.  */
9662
9663 static int
9664 verify_class_unification (tree targs, tree parms, tree args)
9665 {
9666   parms = tsubst (parms, add_outermost_template_args (args, targs),
9667                   tf_none, NULL_TREE);
9668   if (parms == error_mark_node)
9669     return 1;
9670
9671   return !comp_template_args (parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args));
9672 }
9673
9674 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
9675    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
9676    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
9677    TARGS are as for unify.  */
9678
9679 static tree
9680 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9681 {
9682   tree copy_of_targs;
9683
9684   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
9685       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
9686           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
9687     return NULL_TREE;
9688
9689   /* We need to make a new template argument vector for the call to
9690      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
9691      the attempted unification, even if this class didn't work out.
9692      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
9693      we've already done, since unification is supposed to be done on
9694      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
9695      following pathological case:
9696
9697        template <int I, int J, int K>
9698        struct S {};
9699
9700        template <int I, int J>
9701        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
9702
9703        template <int I, int J, int K>
9704        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
9705
9706        void g() {
9707          S<0, 0, 0> s0;
9708          S<0, 1, 2> s2;
9709
9710          f(s0, s2);
9711        }
9712
9713      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
9714      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
9715      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
9716      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
9717      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
9718      would reject the possibility I=1.  */
9719   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
9720
9721   /* If unification failed, we're done.  */
9722   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
9723              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
9724     return NULL_TREE;
9725
9726   return arg;
9727 }
9728
9729 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
9730    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
9731    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
9732    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
9733    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
9734    by unify.  */
9735
9736 static tree
9737 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9738 {
9739   tree rval = NULL_TREE;
9740   tree binfo;
9741
9742   gcc_assert (IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (arg)));
9743
9744   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
9745   if (!binfo)
9746     /* The type could not be completed.  */
9747     return NULL_TREE;
9748
9749   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
9750      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
9751   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
9752     {
9753       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
9754
9755       if (r)
9756         {
9757           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
9758
9759                [temp.deduct.call]
9760
9761               If they yield more than one possible deduced A, the type
9762               deduction fails.
9763
9764              applies.  */
9765           if (rval && !same_type_p (r, rval))
9766             return NULL_TREE;
9767
9768           rval = r;
9769         }
9770     }
9771
9772   return rval;
9773 }
9774
9775 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
9776
9777 static int
9778 template_decl_level (tree decl)
9779 {
9780   switch (TREE_CODE (decl))
9781     {
9782     case TYPE_DECL:
9783     case TEMPLATE_DECL:
9784       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
9785
9786     case PARM_DECL:
9787       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
9788
9789     default:
9790       gcc_unreachable ();
9791     }
9792   return 0;
9793 }
9794
9795 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
9796    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
9797    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
9798
9799 static int
9800 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
9801 {
9802   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
9803   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
9804
9805   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9806       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9807     {
9808       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
9809           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
9810           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
9811           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
9812           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
9813           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
9814       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
9815            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
9816            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9817           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
9818         return 0;
9819
9820       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
9821           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
9822         return 0;
9823     }
9824
9825   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9826       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
9827     return 0;
9828
9829   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
9830       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
9831     return 0;
9832
9833   return 1;
9834 }
9835
9836 /* Takes parameters as for type_unification.  Returns 0 if the
9837    type deduction succeeds, 1 otherwise.  The parameter STRICT is a
9838    bitwise or of the following flags:
9839
9840      UNIFY_ALLOW_NONE:
9841        Require an exact match between PARM and ARG.
9842      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
9843        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
9844        conversion) than ARG.
9845      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
9846        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
9847      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
9848        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
9849        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
9850        ARG.
9851      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
9852        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
9853        case for more information.
9854      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
9855        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
9856        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
9857        have const qualified pointers leading up to the inner type which
9858        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
9859        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
9860        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
9861      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
9862        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
9863        qualified at this point.
9864      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
9865        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
9866        qualified at this point.  */
9867
9868 static int
9869 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
9870 {
9871   int idx;
9872   tree targ;
9873   tree tparm;
9874   int strict_in = strict;
9875
9876   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
9877      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
9878      signedness is the only information lost, and I think that will be
9879      okay.  */
9880   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
9881     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
9882
9883   if (arg == error_mark_node)
9884     return 1;
9885   if (arg == unknown_type_node)
9886     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9887        template args from other function args.  */
9888     return 0;
9889
9890   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
9891      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
9892      template parameters.  We might need them if we're trying to
9893      figure out which of two things is more specialized.  */
9894   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
9895     return 0;
9896
9897   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
9898      cv-qualification mismatches.  */
9899   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9900       && TYPE_P (arg)
9901       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
9902          type, and the elements might be template type parms. We'll check
9903          when we recurse.  */
9904       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
9905       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
9906          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
9907          PARM `T' for example, when computing which of two templates
9908          is more specialized, for example.  */
9909       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
9910       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
9911     return 1;
9912
9913   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
9914       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
9915     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
9916   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
9917   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
9918   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9919   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
9920
9921   switch (TREE_CODE (parm))
9922     {
9923     case TYPENAME_TYPE:
9924     case SCOPE_REF:
9925     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
9926       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
9927          argument values cannot be deduced for template parameters used
9928          within the nested-name-specifier.  */
9929       return 0;
9930
9931     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9932     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9933     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9934       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
9935
9936       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
9937           != template_decl_level (tparm))
9938         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
9939            to see if it matches ARG.  */
9940         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9941                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
9942       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
9943       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
9944       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
9945
9946       /* Check for mixed types and values.  */
9947       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9948            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
9949           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9950               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
9951         return 1;
9952
9953       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9954         {
9955           /* ARG must be constructed from a template class or a template
9956              template parameter.  */
9957           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9958               && (TREE_CODE (arg) != RECORD_TYPE || !CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)))
9959             return 1;
9960
9961           {
9962             tree parmtmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (parm);
9963             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
9964             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
9965             tree argtmplvec
9966               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_TI_TEMPLATE (arg));
9967             int i;
9968
9969             /* The parameter and argument roles have to be switched here
9970                in order to handle default arguments properly.  For example,
9971                template<template <class> class TT> void f(TT<int>)
9972                should be able to accept vector<int> which comes from
9973                template <class T, class Allocator = allocator>
9974                class vector.  */
9975
9976             if (coerce_template_parms (argtmplvec, parmvec, parmtmpl, 0, 1)
9977                 == error_mark_node)
9978               return 1;
9979
9980             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
9981                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
9982                rather than the whole TREE_VEC since they can have
9983                different number of elements.  */
9984
9985             for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parmvec); ++i)
9986               {
9987                 if (unify (tparms, targs,
9988                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
9989                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
9990                            UNIFY_ALLOW_NONE))
9991                   return 1;
9992               }
9993           }
9994           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
9995
9996           /* Fall through to deduce template name.  */
9997         }
9998
9999       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10000           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10001         {
10002           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
10003
10004           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10005           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
10006             return 0;
10007           else if (targ)
10008             return 1;
10009         }
10010       else
10011         {
10012           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
10013              a match unless we are allowing additional qualification.
10014              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
10015              that binds `const int' to `T'.  */
10016           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
10017                                          arg, parm))
10018             return 1;
10019
10020           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
10021              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
10022           arg = cp_build_qualified_type_real
10023             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
10024           if (arg == error_mark_node)
10025             return 1;
10026
10027           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10028           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
10029             return 0;
10030           else if (targ)
10031             return 1;
10032
10033           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
10034              that were talking about variable-sized arrays (like
10035              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
10036              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
10037              the bound of the array will not be computable in an
10038              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
10039              ISO C++, so we can do as we please here.  */
10040           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
10041             return 1;
10042         }
10043
10044       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10045       return 0;
10046
10047     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10048       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10049
10050       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
10051           != template_decl_level (tparm))
10052         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10053            to see if it matches ARG.  */
10054         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10055                  && cp_tree_equal (parm, arg));
10056
10057       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
10058       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
10059
10060       if (targ)
10061         return !cp_tree_equal (targ, arg);
10062
10063       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
10064          with a non-type template-parameter, the non-type
10065          template-parameter is used in an expression in the function
10066          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
10067          deduced, the template-argument type shall match the type of the
10068          template-parameter exactly, except that a template-argument
10069          deduced from an array bound may be of any integral type.
10070          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
10071       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
10072       if (!TREE_TYPE (arg))
10073         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
10074            It will later be processed in convert_template_argument.  */
10075         ;
10076       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
10077         /* OK */;
10078       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
10079                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
10080                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
10081         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
10082            template argument must exactly match the types of the
10083            corresponding parameter.  */
10084         arg = fold (build_nop (TREE_TYPE (parm), arg));
10085       else if (uses_template_parms (tparm))
10086         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
10087            later.  */
10088         return 0;
10089       else
10090         return 1;
10091
10092       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10093       return 0;
10094
10095     case PTRMEM_CST:
10096      {
10097         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
10098          another constant.  */
10099       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
10100         return 1;
10101
10102       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
10103          wrong, depending on the strict flags) to unify also
10104          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
10105          arg refer to the same variable, even if through different
10106          classes. For instance:
10107
10108          struct A { int x; };
10109          struct B : A { };
10110
10111          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
10112       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
10113                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
10114      }
10115
10116     case POINTER_TYPE:
10117       {
10118         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
10119           return 1;
10120
10121         /* [temp.deduct.call]
10122
10123            A can be another pointer or pointer to member type that can
10124            be converted to the deduced A via a qualification
10125            conversion (_conv.qual_).
10126
10127            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
10128            This will allow for additional cv-qualification of the
10129            pointed-to types if appropriate.  */
10130
10131         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
10132           /* The derived-to-base conversion only persists through one
10133              level of pointers.  */
10134           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
10135
10136         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10137                       TREE_TYPE (arg), strict);
10138       }
10139
10140     case REFERENCE_TYPE:
10141       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
10142         return 1;
10143       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10144                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10145
10146     case ARRAY_TYPE:
10147       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
10148         return 1;
10149       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
10150           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
10151         return 1;
10152       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
10153         {
10154           tree parm_max;
10155           tree arg_max;
10156
10157           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
10158           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
10159
10160           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
10161              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
10162              not an integer constant.  */
10163           if (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR)
10164             {
10165               arg_max = fold_build2 (PLUS_EXPR,
10166                                      integer_type_node,
10167                                      arg_max,
10168                                      TREE_OPERAND (parm_max, 1));
10169               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
10170             }
10171
10172           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
10173             return 1;
10174         }
10175       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10176                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10177
10178     case REAL_TYPE:
10179     case COMPLEX_TYPE:
10180     case VECTOR_TYPE:
10181     case INTEGER_TYPE:
10182     case BOOLEAN_TYPE:
10183     case ENUMERAL_TYPE:
10184     case VOID_TYPE:
10185       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10186         return 1;
10187
10188       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
10189          function.  */
10190       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
10191         return 1;
10192
10193       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
10194          will invalidate it if necessary.  */
10195       return 0;
10196
10197       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
10198       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
10199     case INTEGER_CST:
10200       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
10201         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10202
10203       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
10204         return 1;
10205       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
10206
10207     case TREE_VEC:
10208       {
10209         int i;
10210         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
10211           return 1;
10212         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
10213           return 1;
10214         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
10215           if (unify (tparms, targs,
10216                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
10217                      UNIFY_ALLOW_NONE))
10218             return 1;
10219         return 0;
10220       }
10221
10222     case RECORD_TYPE:
10223     case UNION_TYPE:
10224       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10225         return 1;
10226
10227       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
10228         {
10229           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10230             return 1;
10231
10232           return unify (tparms, targs,
10233                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
10234                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
10235                         strict);
10236         }
10237
10238       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
10239         {
10240           tree t = NULL_TREE;
10241
10242           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
10243             {
10244               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
10245               t = try_class_unification (tparms, targs,
10246                                          parm, arg);
10247
10248               if (!t)
10249                 {
10250                   /* Fallback to the special case allowed in
10251                      [temp.deduct.call]:
10252
10253                        If P is a class, and P has the form
10254                        template-id, then A can be a derived class of
10255                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
10256                        a class of the form template-id, A can be a
10257                        pointer to a derived class pointed to by the
10258                        deduced A.  */
10259                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
10260
10261                   if (!t)
10262                     return 1;
10263                 }
10264             }
10265           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
10266                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
10267                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
10268             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
10269                Then, we should unify `int' and `U'.  */
10270             t = arg;
10271           else
10272             /* There's no chance of unification succeeding.  */
10273             return 1;
10274
10275           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10276                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
10277         }
10278       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
10279         return 1;
10280       return 0;
10281
10282     case METHOD_TYPE:
10283     case FUNCTION_TYPE:
10284       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10285         return 1;
10286
10287       /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
10288          match exactly.  We need to check them explicitly here,
10289          because type_unification_real treats them as any other
10290          cvqualified parameter.  */
10291       if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
10292           && (!check_cv_quals_for_unify
10293               (UNIFY_ALLOW_NONE,
10294                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
10295                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
10296         return 1;
10297
10298       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10299                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10300         return 1;
10301       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10302                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, DEDUCE_EXACT,
10303                                     LOOKUP_NORMAL);
10304
10305     case OFFSET_TYPE:
10306       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
10307          deduces the type of the member as a function type. */
10308       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10309         {
10310           tree method_type;
10311           tree fntype;
10312           cp_cv_quals cv_quals;
10313
10314           /* Check top-level cv qualifiers */
10315           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
10316             return 1;
10317
10318           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10319                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10320             return 1;
10321
10322           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
10323           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
10324           fntype =
10325             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
10326                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
10327
10328           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
10329              implicit object parameter and place them on the function
10330              type to be restored later. */
10331           cv_quals =
10332             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
10333           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
10334           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
10335         }
10336
10337       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10338         return 1;
10339       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10340                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10341         return 1;
10342       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10343                     strict);
10344
10345     case CONST_DECL:
10346       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10347         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10348       if (arg != integral_constant_value (parm))
10349         return 1;
10350       return 0;
10351
10352     case FIELD_DECL:
10353     case TEMPLATE_DECL:
10354       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10355       return 1;
10356
10357     default:
10358       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10359
10360       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10361          something like:
10362
10363            template <int I>
10364            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10365
10366          This is a "nondeduced context":
10367
10368            [deduct.type]
10369
10370            The nondeduced contexts are:
10371
10372            --A type that is a template-id in which one or more of
10373              the template-arguments is an expression that references
10374              a template-parameter.
10375
10376          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10377          actually infer any unifications.  */
10378
10379       if (!uses_template_parms (parm)
10380           && !template_args_equal (parm, arg))
10381         return 1;
10382       else
10383         return 0;
10384     }
10385 }
10386 \f
10387 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
10388    required.  */
10389
10390 static void
10391 mark_definable (tree decl)
10392 {
10393   tree clone;
10394   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
10395   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
10396     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
10397 }
10398
10399 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
10400    explicitly instantiated class.  */
10401
10402 void
10403 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
10404 {
10405   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
10406
10407   /* If this entity has already been written out, it's too late to
10408      make any modifications.  */
10409   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
10410     return;
10411
10412   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
10413     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
10414        set correctly by tsubst.  */
10415     TREE_PUBLIC (result) = 1;
10416
10417   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
10418   DECL_COMDAT (result) = 0;
10419
10420   if (extern_p)
10421     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
10422   else
10423     {
10424       mark_definable (result);
10425       /* Always make artificials weak.  */
10426       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
10427         comdat_linkage (result);
10428       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
10429          linkonce sections.  */
10430       else if (TREE_PUBLIC (result))
10431         maybe_make_one_only (result);
10432     }
10433
10434   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
10435      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
10436      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
10437      emitted here.  In neither circumstance do we want
10438      import_export_decl to adjust the linkage.  */
10439   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
10440 }
10441
10442 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
10443
10444    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
10445    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10446    0 if neither is more specialized.
10447
10448    LEN indicates the number of parameters we should consider
10449    (defaulted parameters should not be considered).
10450
10451    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
10452    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
10453    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
10454    the templates will be more specialized if all the *other*
10455    template's arguments deduce against its arguments and at least one
10456    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
10457    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
10458    The arguments used in deduction have reference and top level cv
10459    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
10460    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
10461    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
10462    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
10463    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
10464    we do *not* verify the deduced template argument values can be
10465    substituted into non-deduced contexts, nor do we have to verify
10466    that all template arguments have been deduced.  */
10467
10468 int
10469 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
10470 {
10471   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
10472   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
10473   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
10474   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
10475   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
10476   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
10477   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
10478   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
10479   int better1 = 0;
10480   int better2 = 0;
10481
10482   /* If only one is a member function, they are unordered.  */
10483   if (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl1) != DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl2))
10484     return 0;
10485
10486   /* Don't consider 'this' parameter.  */
10487   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
10488     args1 = TREE_CHAIN (args1);
10489   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
10490     args2 = TREE_CHAIN (args2);
10491
10492   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
10493   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
10494     return 0;
10495
10496   /* Consider the return type for a conversion function */
10497   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
10498     {
10499       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
10500       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
10501       len++;
10502     }
10503
10504   processing_template_decl++;
10505
10506   while (len--)
10507     {
10508       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
10509       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
10510       int deduce1, deduce2;
10511       int quals1 = -1;
10512       int quals2 = -1;
10513
10514       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
10515         {
10516           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10517           quals1 = cp_type_quals (arg1);
10518         }
10519
10520       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
10521         {
10522           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10523           quals2 = cp_type_quals (arg2);
10524         }
10525
10526       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
10527         {
10528           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
10529              array/function pointer decay to it.  This is not part of
10530              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
10531              for the function call itself, and with our earlier
10532              implementation of the underspecified partial ordering
10533              rules.  (nathan).  */
10534           if (quals1 >= 0)
10535             {
10536               switch (TREE_CODE (arg1))
10537                 {
10538                 case ARRAY_TYPE:
10539                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10540                   /* FALLTHROUGH. */
10541                 case FUNCTION_TYPE:
10542                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
10543                   break;
10544
10545                 default:
10546                   break;
10547                 }
10548             }
10549           else
10550             {
10551               switch (TREE_CODE (arg2))
10552                 {
10553                 case ARRAY_TYPE:
10554                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10555                   /* FALLTHROUGH. */
10556                 case FUNCTION_TYPE:
10557                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
10558                   break;
10559
10560                 default:
10561                   break;
10562                 }
10563             }
10564         }
10565
10566       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
10567       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
10568
10569       deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
10570       deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
10571
10572       if (!deduce1)
10573         better2 = -1;
10574       if (!deduce2)
10575         better1 = -1;
10576       if (better1 < 0 && better2 < 0)
10577         /* We've failed to deduce something in either direction.
10578            These must be unordered.  */
10579         break;
10580
10581       if (deduce1 && deduce2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
10582         {
10583           /* Deduces in both directions, see if quals can
10584              disambiguate.  Pretend the worse one failed to deduce. */
10585           if ((quals1 & quals2) == quals2)
10586             deduce1 = 0;
10587           if ((quals1 & quals2) == quals1)
10588             deduce2 = 0;
10589         }
10590       if (deduce1 && !deduce2 && !better2)
10591         better2 = 1;
10592       if (deduce2 && !deduce1 && !better1)
10593         better1 = 1;
10594
10595       args1 = TREE_CHAIN (args1);
10596       args2 = TREE_CHAIN (args2);
10597     }
10598
10599   processing_template_decl--;
10600
10601   return (better1 > 0) - (better2 > 0);
10602 }
10603
10604 /* Given two class template specialization list nodes PAT1 and PAT2, return:
10605
10606    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.class.order].
10607    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10608    0 if neither is more specialized.
10609
10610    FULL_ARGS is the full set of template arguments that triggers this
10611    partial ordering.  */
10612
10613 int
10614 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2, tree full_args)
10615 {
10616   tree targs;
10617   int winner = 0;
10618
10619   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
10620      different class template specializations, we may encounter dependent
10621      types in the arguments, and we need our dependency check functions
10622      to behave correctly.  */
10623   ++processing_template_decl;
10624   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1), TREE_PURPOSE (pat1),
10625                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat2)));
10626   if (targs)
10627     --winner;
10628
10629   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2), TREE_PURPOSE (pat2),
10630                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat1)));
10631   if (targs)
10632     ++winner;
10633   --processing_template_decl;
10634
10635   return winner;
10636 }
10637
10638 /* Return the template arguments that will produce the function signature
10639    DECL from the function template FN, with the explicit template
10640    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
10641    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
10642    found.  */
10643
10644 static tree
10645 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
10646 {
10647   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
10648   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
10649   tree decl_type;
10650   tree decl_arg_types;
10651
10652   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
10653      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
10654      FN.  */
10655   decl_type = TREE_TYPE (decl);
10656   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
10657     {
10658       tree tmpl;
10659       tree converted_args;
10660
10661       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10662         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10663       else
10664         /* We can get here for some invalid specializations.  */
10665         return NULL_TREE;
10666
10667       converted_args
10668         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
10669                                   explicit_args, NULL_TREE,
10670                                   tf_none, /*require_all_arguments=*/0));
10671       if (converted_args == error_mark_node)
10672         return NULL_TREE;
10673
10674       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
10675       if (decl_type == error_mark_node)
10676         return NULL_TREE;
10677     }
10678
10679   decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
10680   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
10681   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
10682     decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
10683
10684   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
10685                            decl_arg_types,
10686                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
10687                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
10688                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
10689     return NULL_TREE;
10690
10691   return targs;
10692 }
10693
10694 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
10695    template specialization whose innermost template parameters are
10696    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
10697    ARGS.
10698
10699    For example, suppose we have:
10700
10701      template <class T, class U> struct S {};
10702      template <class T> struct S<T*, int> {};
10703
10704    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
10705    {T}, the PARMS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
10706    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
10707    is bound to `double'.  */
10708
10709 static tree
10710 get_class_bindings (tree tparms, tree parms, tree args)
10711 {
10712   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
10713   tree vec = make_tree_vec (ntparms);
10714
10715   if (unify (tparms, vec, parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
10716              UNIFY_ALLOW_NONE))
10717     return NULL_TREE;
10718
10719   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
10720     if (! TREE_VEC_ELT (vec, i))
10721       return NULL_TREE;
10722
10723   if (verify_class_unification (vec, parms, args))
10724     return NULL_TREE;
10725
10726   return vec;
10727 }
10728
10729 /* In INSTANTIATIONS is a list of <INSTANTIATION, TEMPLATE> pairs.
10730    Pick the most specialized template, and return the corresponding
10731    instantiation, or if there is no corresponding instantiation, the
10732    template itself.  If there is no most specialized template,
10733    error_mark_node is returned.  If there are no templates at all,
10734    NULL_TREE is returned.  */
10735
10736 tree
10737 most_specialized_instantiation (tree instantiations)
10738 {
10739   tree fn, champ;
10740
10741   if (!instantiations)
10742     return NULL_TREE;
10743
10744   ++processing_template_decl;
10745
10746   champ = instantiations;
10747   for (fn = TREE_CHAIN (instantiations); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10748     {
10749       int fate = 0;
10750
10751       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10752                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10753                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10754         fate--;
10755
10756       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10757                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10758                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10759         fate++;
10760
10761       if (fate != 1)
10762         {
10763           if (!fate)
10764             /* Equally specialized, move to next function.  If there
10765                is no next function, nothing's most specialized.  */
10766             fn = TREE_CHAIN (fn);
10767           champ = fn;
10768         }
10769     }
10770
10771   if (champ)
10772     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
10773        instantiation list.  */
10774     for (fn = instantiations; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
10775       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10776                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10777                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
10778           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10779                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10780                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10781         {
10782           champ = NULL_TREE;
10783           break;
10784         }
10785
10786   processing_template_decl--;
10787
10788   if (!champ)
10789     return error_mark_node;
10790
10791   return TREE_PURPOSE (champ) ? TREE_PURPOSE (champ) : TREE_VALUE (champ);
10792 }
10793
10794 /* Return the most specialized of the list of templates in FNS that can
10795    produce an instantiation matching DECL, given the explicit template
10796    arguments EXPLICIT_ARGS.  */
10797
10798 static tree
10799 most_specialized (tree fns, tree decl, tree explicit_args)
10800 {
10801   tree candidates = NULL_TREE;
10802   tree fn, args;
10803
10804   for (fn = fns; fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10805     {
10806       tree candidate = TREE_VALUE (fn);
10807
10808       args = get_bindings (candidate, decl, explicit_args, /*check_ret=*/true);
10809       if (args)
10810         candidates = tree_cons (NULL_TREE, candidate, candidates);
10811     }
10812
10813   return most_specialized_instantiation (candidates);
10814 }
10815
10816 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
10817    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
10818
10819    For example, given:
10820
10821      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
10822
10823    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
10824    the full template.  This function will not trace past partial
10825    specializations, however.  For example, given in addition:
10826
10827      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
10828
10829    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
10830    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
10831
10832 tree
10833 most_general_template (tree decl)
10834 {
10835   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
10836      an immediate specialization.  */
10837   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
10838     {
10839       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
10840         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10841
10842         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
10843            template friend.  */
10844         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
10845           return NULL_TREE;
10846       } else
10847         return NULL_TREE;
10848     }
10849
10850   /* Look for more and more general templates.  */
10851   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10852     {
10853       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
10854          (See cp-tree.h for details.)  */
10855       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
10856         break;
10857
10858       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
10859           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
10860         break;
10861
10862       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
10863       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
10864           && DECL_CONTEXT (decl)
10865           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
10866         break;
10867
10868       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10869     }
10870
10871   return decl;
10872 }
10873
10874 /* Return the most specialized of the class template specializations
10875    of TMPL which can produce an instantiation matching ARGS, or
10876    error_mark_node if the choice is ambiguous.  */
10877
10878 static tree
10879 most_specialized_class (tree tmpl, tree args)
10880 {
10881   tree list = NULL_TREE;
10882   tree t;
10883   tree champ;
10884   int fate;
10885
10886   tmpl = most_general_template (tmpl);
10887   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
10888     {
10889       tree spec_args
10890         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args);
10891       if (spec_args)
10892         {
10893           list = tree_cons (TREE_PURPOSE (t), TREE_VALUE (t), list);
10894           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
10895         }
10896     }
10897
10898   if (! list)
10899     return NULL_TREE;
10900
10901   t = list;
10902   champ = t;
10903   t = TREE_CHAIN (t);
10904   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
10905     {
10906       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10907       if (fate == 1)
10908         ;
10909       else
10910         {
10911           if (fate == 0)
10912             {
10913               t = TREE_CHAIN (t);
10914               if (! t)
10915                 return error_mark_node;
10916             }
10917           champ = t;
10918         }
10919     }
10920
10921   for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
10922     {
10923       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10924       if (fate != 1)
10925         return error_mark_node;
10926     }
10927
10928   return champ;
10929 }
10930
10931 /* Explicitly instantiate DECL.  */
10932
10933 void
10934 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
10935 {
10936   tree result = NULL_TREE;
10937   int extern_p = 0;
10938
10939   if (!decl)
10940     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
10941        an appropriate message.  */
10942     return;
10943   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
10944     {
10945       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
10946       return;
10947     }
10948   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
10949     {
10950       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
10951          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
10952          the latter, the DECL we get back will be marked as a
10953          template instantiation, and the appropriate
10954          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
10955          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
10956          should handle VAR_DECLs as it currently handles
10957          FUNCTION_DECLs.  */
10958       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
10959       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
10960         {
10961           error ("no matching template for %qD found", decl);
10962           return;
10963         }
10964     }
10965   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
10966     {
10967       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
10968       return;
10969     }
10970   else
10971     result = decl;
10972
10973   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
10974      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
10975      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
10976      until we get here.  */
10977
10978   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
10979     {
10980       /* DR 259 [temp.spec].
10981
10982          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
10983          specialization shall not appear in a program unless the explicit
10984          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
10985
10986          For a given set of template parameters, if an explicit
10987          instantiation of a template appears after a declaration of an
10988          explicit specialization for that template, the explicit
10989          instantiation has no effect.  */
10990       return;
10991     }
10992   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
10993     {
10994       /* [temp.spec]
10995
10996          No program shall explicitly instantiate any template more
10997          than once.
10998
10999          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
11000          the first instantiation was `extern' and the second is not,
11001          and EXTERN_P for the opposite case.  */
11002       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
11003         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
11004       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
11005          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
11006       if (extern_p)
11007         return;
11008     }
11009   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
11010     {
11011       error ("no matching template for %qD found", result);
11012       return;
11013     }
11014   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
11015     {
11016       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
11017       return;
11018     }
11019
11020   if (storage == NULL_TREE)
11021     ;
11022   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11023     {
11024       if (pedantic && !in_system_header)
11025         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
11026                  "instantiations");
11027       extern_p = 1;
11028     }
11029   else
11030     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
11031   
11032   check_explicit_instantiation_namespace (result);
11033   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
11034   if (! extern_p)
11035     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1, 
11036                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11037 }
11038
11039 void
11040 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
11041 {
11042   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
11043   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
11044   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
11045   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
11046   if (! extern_p)
11047     {
11048       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
11049       rest_of_type_compilation (t, 1);
11050     }
11051 }
11052
11053 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
11054    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
11055 static void
11056 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
11057 {
11058   tree storage = *(tree *) data;
11059
11060   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
11061       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
11062     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
11063 }
11064
11065 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
11066    (a member function or a static member variable) of an
11067    explicitly instantiated class template.  */
11068 static void
11069 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
11070 {
11071   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
11072   if (! extern_p)
11073     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1, 
11074                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
11075 }
11076
11077 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
11078    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
11079    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
11080    since the standard is unclear (as detailed below).  */
11081
11082 void
11083 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
11084 {
11085   int extern_p = 0;
11086   int nomem_p = 0;
11087   int static_p = 0;
11088   int previous_instantiation_extern_p = 0;
11089
11090   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
11091     t = TREE_TYPE (t);
11092
11093   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
11094     {
11095       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
11096       return;
11097     }
11098
11099   complete_type (t);
11100
11101   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
11102     {
11103       if (complain & tf_error)
11104         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
11105                t);
11106       return;
11107     }
11108
11109   if (storage != NULL_TREE)
11110     {
11111       if (pedantic && !in_system_header)
11112         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations",
11113                 storage);
11114
11115       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
11116         nomem_p = 1;
11117       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11118         extern_p = 1;
11119       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
11120         static_p = 1;
11121       else
11122         {
11123           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
11124                  storage);
11125           extern_p = 0;
11126         }
11127     }
11128
11129   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
11130     {
11131       /* DR 259 [temp.spec].
11132
11133          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11134          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11135          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11136
11137          For a given set of template parameters, if an explicit
11138          instantiation of a template appears after a declaration of an
11139          explicit specialization for that template, the explicit
11140          instantiation has no effect.  */
11141       return;
11142     }
11143   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
11144     {
11145       /* [temp.spec]
11146
11147          No program shall explicitly instantiate any template more
11148          than once.
11149
11150          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
11151          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
11152          These cases are OK.  */
11153       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
11154
11155       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
11156           && (complain & tf_error))
11157         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
11158
11159       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
11160       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
11161         return;
11162     }
11163
11164   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
11165   mark_class_instantiated (t, extern_p);
11166
11167   if (nomem_p)
11168     return;
11169
11170   {
11171     tree tmp;
11172
11173     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
11174        declarations, and not the definitions, of members are
11175        instantiated, we have here:
11176
11177          [temp.explicit]
11178
11179          The explicit instantiation of a class template specialization
11180          implies the instantiation of all of its members not
11181          previously explicitly specialized in the translation unit
11182          containing the explicit instantiation.
11183
11184        Of course, we can't instantiate member template classes, since
11185        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
11186        is unclear on whether the instantiation of the members are
11187        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
11188        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
11189
11190     if (! static_p)
11191       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11192         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
11193             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11194           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11195
11196     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11197       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11198         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11199
11200     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11201       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11202                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11203   }
11204 }
11205
11206 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11207    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11208    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11209    should occur for DECL, not the most general template.
11210
11211    One reason for doing this is a scenario like this:
11212
11213      template <class T>
11214      void f(const T&, int i);
11215
11216      void g() { f(3, 7); }
11217
11218      template <class T>
11219      void f(const T& t, const int i) { }
11220
11221    Note that when the template is first instantiated, with
11222    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11223    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11224    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11225
11226 static void
11227 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11228 {
11229   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11230      template.  */
11231   tree args;
11232   tree code_pattern;
11233
11234   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11235   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11236
11237   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11238      correctly.  */
11239   push_access_scope (decl);
11240
11241   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11242     {
11243       tree decl_parm;
11244       tree pattern_parm;
11245       tree specs;
11246       int args_depth;
11247       int parms_depth;
11248
11249       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11250       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
11251       if (args_depth > parms_depth)
11252         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11253
11254       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11255                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11256       if (specs)
11257         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11258                                                     specs);
11259
11260       /* Merge parameter declarations.  */
11261       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
11262                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11263       pattern_parm
11264         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11265                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11266       while (decl_parm)
11267         {
11268           tree parm_type;
11269           tree attributes;
11270
11271           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11272             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11273           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11274                               NULL_TREE);
11275           parm_type = type_decays_to (parm_type);
11276           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11277             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11278           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
11279           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
11280             {
11281               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
11282               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
11283             }
11284           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11285           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11286         }
11287
11288       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11289       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11290           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11291         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11292       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11293         DECL_INLINE (decl) = 1;
11294     }
11295   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11296     DECL_INITIAL (decl) =
11297       tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
11298                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11299   else
11300     gcc_unreachable ();
11301
11302   pop_access_scope (decl);
11303 }
11304
11305 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11306    substituted to get DECL.  */
11307
11308 tree
11309 template_for_substitution (tree decl)
11310 {
11311   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11312
11313   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11314      for the instantiation.  This is not always the most general
11315      template.  Consider, for example:
11316
11317         template <class T>
11318         struct S { template <class U> void f();
11319                    template <> void f<int>(); };
11320
11321      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
11322      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
11323   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
11324             more general template.  */
11325          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11326            /* We must also deal with friend templates.  Given:
11327
11328                 template <class T> struct S {
11329                   template <class U> friend void f() {};
11330                 };
11331
11332               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
11333               so far as the language is concerned, but that's still
11334               where we get the pattern for the instantiation from.  On
11335               other hand, if the definition comes outside the class, say:
11336
11337                 template <class T> struct S {
11338                   template <class U> friend void f();
11339                 };
11340                 template <class U> friend void f() {}
11341
11342               we don't need to look any further.  That's what the check for
11343               DECL_INITIAL is for.  */
11344           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
11345               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11346               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
11347     {
11348       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
11349          were a definition, we should be using it!  Note that we
11350          cannot restructure the loop to just keep going until we find
11351          a template with a definition, since that might go too far if
11352          a specialization was declared, but not defined.  */
11353       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
11354                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
11355
11356       /* Fetch the more general template.  */
11357       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
11358     }
11359
11360   return tmpl;
11361 }
11362
11363 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
11364    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
11365    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
11366    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
11367    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
11368    explicitly instantiated class template.  */
11369
11370 tree
11371 instantiate_decl (tree d, int defer_ok, 
11372                   bool expl_inst_class_mem_p)
11373 {
11374   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
11375   tree gen_args;
11376   tree args;
11377   tree td;
11378   tree code_pattern;
11379   tree spec;
11380   tree gen_tmpl;
11381   bool pattern_defined;
11382   int need_push;
11383   location_t saved_loc = input_location;
11384   bool external_p;
11385
11386   /* This function should only be used to instantiate templates for
11387      functions and static member variables.  */
11388   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11389               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
11390
11391   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
11392      are instantiated right away.  That allows for better code in the
11393      case that an expression refers to the value of the variable --
11394      if the variable has a constant value the referring expression can
11395      take advantage of that fact.  */
11396   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11397     defer_ok = 0;
11398
11399   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
11400      functions they cloned.  */
11401   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
11402     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
11403
11404   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
11405     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
11406        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
11407        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
11408        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
11409        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
11410     return d;
11411
11412   /* If we already have a specialization of this declaration, then
11413      there's no reason to instantiate it.  Note that
11414      retrieve_specialization gives us both instantiations and
11415      specializations, so we must explicitly check
11416      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
11417   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
11418   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
11419   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
11420                                   /*class_specializations_p=*/false);
11421   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
11422     return spec;
11423
11424   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
11425   if (! push_tinst_level (d))
11426     return d;
11427
11428   timevar_push (TV_PARSE);
11429
11430   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11431      for the instantiation.  */
11432   td = template_for_substitution (d);
11433   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
11434
11435   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
11436       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
11437     /* In the case of a friend template whose definition is provided
11438        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
11439        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
11440     args = get_innermost_template_args
11441       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
11442   else
11443     args = gen_args;
11444
11445   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11446     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
11447   else
11448     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
11449
11450   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
11451   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
11452
11453   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
11454      the linkage of D, remember that a definition is available for
11455      this entity.  */
11456   if (pattern_defined
11457       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11458       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
11459     mark_definable (d);
11460
11461   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11462
11463   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
11464      and no definition is available, treat it like an implicit
11465      instantiation.  */ 
11466   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p 
11467       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)) 
11468     {
11469       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
11470       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
11471       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
11472     }
11473
11474   if (!defer_ok)
11475     {
11476       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
11477          about ignoring cv qualifiers.  */
11478       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
11479       tree type = TREE_TYPE (gen);
11480
11481       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11482          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
11483          right context.  */
11484       push_access_scope (d);
11485
11486       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
11487         {
11488           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11489           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
11490                   tf_error | tf_warning, d);
11491           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
11492              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
11493              The function arguments are the same as the decl_arguments
11494              without the top level cv qualifiers.  */
11495           type = TREE_TYPE (type);
11496         }
11497       tsubst (type, gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11498
11499       pop_access_scope (d);
11500     }
11501
11502   /* Check to see whether we know that this template will be
11503      instantiated in some other file, as with "extern template"
11504      extension.  */
11505   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
11506   /* In general, we do not instantiate such templates...  */
11507   if (external_p
11508       /* ... but we instantiate inline functions so that we can inline
11509          them and ... */
11510       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_INLINE (d))
11511       /* ... we instantiate static data members whose values are
11512          needed in integral constant expressions.  */
11513       && ! (TREE_CODE (d) == VAR_DECL 
11514             && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (d)))
11515     goto out;
11516   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
11517      forbidden from doing so.  */
11518   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
11519          template.  */
11520       ! pattern_defined 
11521       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
11522       || defer_ok
11523       /* If this is a static data member that will be defined
11524          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
11525          member, but we do want to instantiate the initializer so that
11526          we can substitute that elsewhere.  */
11527       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
11528     {
11529       /* The definition of the static data member is now required so
11530          we must substitute the initializer.  */
11531       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
11532           && !DECL_INITIAL (d) 
11533           && DECL_INITIAL (code_pattern))
11534         {
11535           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11536           DECL_INITIAL (d)
11537             = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), 
11538                            args,
11539                            tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
11540           pop_nested_class ();
11541         }
11542
11543       /* We restore the source position here because it's used by
11544          add_pending_template.  */
11545       input_location = saved_loc;
11546
11547       if (at_eof && !pattern_defined
11548           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
11549         /* [temp.explicit]
11550
11551            The definition of a non-exported function template, a
11552            non-exported member function template, or a non-exported
11553            member function or static data member of a class template
11554            shall be present in every translation unit in which it is
11555            explicitly instantiated.  */
11556         pedwarn
11557           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
11558
11559       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
11560          when marked as "extern template".  */
11561       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
11562         add_pending_template (d);
11563       goto out;
11564     }
11565   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
11566      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
11567   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
11568     {
11569       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
11570          requested instantiation in the PCH it is still possible that
11571          an instantiation will be required in a file that includes the
11572          PCH.  */
11573       if (pch_file)
11574         add_pending_template (d);
11575       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
11576          job, even though we'll not be emitting a copy of this
11577          function.  */
11578       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11579             && flag_inline_trees
11580             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
11581         goto out;
11582     }
11583
11584   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
11585   if (need_push)
11586     push_to_top_level ();
11587
11588   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
11589      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
11590   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
11591
11592   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
11593      by a subsequent redeclaration.  */
11594   regenerate_decl_from_template (d, td);
11595
11596   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
11597      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
11598   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11599
11600   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11601     {
11602       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
11603          since we've reset the type of the declaration.  */
11604       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
11605       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
11606
11607       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
11608          initializer.  That function will defer actual emission until
11609          we have a chance to determine linkage.  */
11610       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
11611
11612       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
11613       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11614       cp_finish_decl (d, DECL_INITIAL (d), NULL_TREE, 0);
11615       pop_nested_class ();
11616     }
11617   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11618     {
11619       htab_t saved_local_specializations;
11620       tree subst_decl;
11621       tree tmpl_parm;
11622       tree spec_parm;
11623
11624       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
11625          template from within the body of another.  */
11626       saved_local_specializations = local_specializations;
11627
11628       /* Set up the list of local specializations.  */
11629       local_specializations = htab_create (37,
11630                                            hash_local_specialization,
11631                                            eq_local_specializations,
11632                                            NULL);
11633
11634       /* Set up context.  */
11635       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
11636
11637       /* Create substitution entries for the parameters.  */
11638       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
11639       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
11640       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
11641       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
11642         {
11643           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11644           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
11645           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
11646         }
11647       while (tmpl_parm)
11648         {
11649           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11650           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
11651           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
11652         }
11653       gcc_assert (!spec_parm);
11654
11655       /* Substitute into the body of the function.  */
11656       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
11657                    tf_error | tf_warning, tmpl);
11658
11659       /* We don't need the local specializations any more.  */
11660       htab_delete (local_specializations);
11661       local_specializations = saved_local_specializations;
11662
11663       /* Finish the function.  */
11664       d = finish_function (0);
11665       expand_or_defer_fn (d);
11666     }
11667
11668   /* We're not deferring instantiation any more.  */
11669   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
11670
11671   if (need_push)
11672     pop_from_top_level ();
11673
11674 out:
11675   input_location = saved_loc;
11676   pop_deferring_access_checks ();
11677   pop_tinst_level ();
11678
11679   timevar_pop (TV_PARSE);
11680
11681   return d;
11682 }
11683
11684 /* Run through the list of templates that we wish we could
11685    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
11686    number of times we retry pending template instantiation.  */
11687
11688 void
11689 instantiate_pending_templates (int retries)
11690 {
11691   tree *t;
11692   tree last = NULL_TREE;
11693   int reconsider;
11694   location_t saved_loc = input_location;
11695   int saved_in_system_header = in_system_header;
11696
11697   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
11698      may require further template instantiations.  We place a limit here
11699      to avoid infinite loop.  */
11700   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
11701     {
11702       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
11703             " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
11704             " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)",
11705             max_tinst_depth, TREE_VALUE (pending_templates));
11706       return;
11707     }
11708
11709   do
11710     {
11711       reconsider = 0;
11712
11713       t = &pending_templates;
11714       while (*t)
11715         {
11716           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
11717
11718           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
11719
11720           if (TYPE_P (instantiation))
11721             {
11722               tree fn;
11723
11724               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11725                 {
11726                   instantiate_class_template (instantiation);
11727                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
11728                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
11729                          fn;
11730                          fn = TREE_CHAIN (fn))
11731                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
11732                         instantiate_decl (fn, 
11733                                           /*defer_ok=*/0,
11734                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11735                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11736                     reconsider = 1;
11737                 }
11738
11739               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11740                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11741                    need to consider it again in the future.  */
11742                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11743               else
11744                 {
11745                   last = *t;
11746                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11747                 }
11748             }
11749           else
11750             {
11751               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11752                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11753                 {
11754                   instantiation 
11755                     = instantiate_decl (instantiation,
11756                                         /*defer_ok=*/0,
11757                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11758                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11759                     reconsider = 1;
11760                 }
11761
11762               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11763                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11764                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11765                    need to consider it again in the future.  */
11766                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11767               else
11768                 {
11769                   last = *t;
11770                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11771                 }
11772             }
11773           tinst_depth = 0;
11774           current_tinst_level = NULL_TREE;
11775         }
11776       last_pending_template = last;
11777     }
11778   while (reconsider);
11779
11780   input_location = saved_loc;
11781   in_system_header = saved_in_system_header;
11782 }
11783
11784 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
11785    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
11786    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
11787    instantiate_decl.  */
11788
11789 static tree
11790 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
11791 {
11792   tree inits = NULL_TREE;
11793
11794   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11795     {
11796       tree decl;
11797       tree init;
11798
11799       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11800                           NULL_TREE);
11801       decl = expand_member_init (decl);
11802       if (decl && !DECL_P (decl))
11803         in_base_initializer = 1;
11804
11805       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11806                           NULL_TREE);
11807       in_base_initializer = 0;
11808
11809       if (decl)
11810         {
11811           init = build_tree_list (decl, init);
11812           TREE_CHAIN (init) = inits;
11813           inits = init;
11814         }
11815     }
11816   return inits;
11817 }
11818
11819 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
11820
11821 static void
11822 set_current_access_from_decl (tree decl)
11823 {
11824   if (TREE_PRIVATE (decl))
11825     current_access_specifier = access_private_node;
11826   else if (TREE_PROTECTED (decl))
11827     current_access_specifier = access_protected_node;
11828   else
11829     current_access_specifier = access_public_node;
11830 }
11831
11832 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
11833    is the instantiation (which should have been created with
11834    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
11835
11836 static void
11837 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
11838 {
11839   tree e;
11840
11841   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
11842     {
11843       tree value;
11844       tree decl;
11845
11846       decl = TREE_VALUE (e);
11847       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
11848          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
11849       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
11850                            args, tf_error | tf_warning,
11851                            NULL_TREE);
11852
11853       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
11854       set_current_access_from_decl (decl);
11855
11856       /* Actually build the enumerator itself.  */
11857       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
11858     }
11859
11860   finish_enum (newtag);
11861   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
11862     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
11863 }
11864
11865 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
11866    its type -- but without substituting the innermost set of template
11867    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
11868    the type.  */
11869
11870 tree
11871 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
11872 {
11873   tree fn_type;
11874   tree tmpl;
11875   tree targs;
11876   tree tparms;
11877   int parm_depth;
11878
11879   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11880   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
11881   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
11882   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
11883
11884   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
11885      of parameters.  */
11886   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
11887
11888   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
11889
11890   if (parm_depth == 1)
11891     /* No substitution is necessary.  */
11892     ;
11893   else
11894     {
11895       int i, save_access_control;
11896       tree partial_args;
11897
11898       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
11899          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
11900       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
11901       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
11902         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
11903                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
11904       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
11905                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
11906                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
11907
11908       /* Disable access control as this function is used only during
11909          name-mangling.  */
11910       save_access_control = flag_access_control;
11911       flag_access_control = 0;
11912
11913       ++processing_template_decl;
11914       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
11915          appropriate function type.  */
11916       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
11917       --processing_template_decl;
11918
11919       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
11920          innermost set of parameters.  This step is important if the
11921          innermost set of template parameters contains value
11922          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
11923       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
11924       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
11925
11926       flag_access_control = save_access_control;
11927     }
11928
11929   return fn_type;
11930 }
11931
11932 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
11933    the last one involved in diagnostics.  */
11934 int
11935 problematic_instantiation_changed (void)
11936 {
11937   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
11938 }
11939
11940 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
11941 void
11942 record_last_problematic_instantiation (void)
11943 {
11944   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
11945 }
11946
11947 tree
11948 current_instantiation (void)
11949 {
11950   return current_tinst_level;
11951 }
11952
11953 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
11954    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
11955    warning messages under control of COMPLAIN.  */
11956
11957 static int
11958 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
11959 {
11960   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
11961     return 0;
11962   else if (POINTER_TYPE_P (type))
11963     return 0;
11964   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11965     return 0;
11966   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11967     return 0;
11968   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11969     return 0;
11970
11971   if (complain & tf_error)
11972     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
11973   return 1;
11974 }
11975
11976 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
11977    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
11978
11979 static bool
11980 dependent_type_p_r (tree type)
11981 {
11982   tree scope;
11983
11984   /* [temp.dep.type]
11985
11986      A type is dependent if it is:
11987
11988      -- a template parameter. Template template parameters are types
11989         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
11990         them here.  */
11991   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
11992       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11993     return true;
11994   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
11995         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
11996         names a dependent type.  */
11997   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11998     return true;
11999   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
12000         dependent.  */
12001   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
12002   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
12003   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
12004     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
12005             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
12006                                            (type)));
12007   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
12008            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
12009     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12010   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
12011            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
12012     {
12013       tree arg_type;
12014
12015       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
12016         return true;
12017       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
12018            arg_type;
12019            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
12020         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
12021           return true;
12022       return false;
12023     }
12024   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
12025         size is specified by a constant expression that is
12026         value-dependent.  */
12027   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
12028     {
12029       if (TYPE_DOMAIN (type)
12030           && ((value_dependent_expression_p
12031                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
12032               || (type_dependent_expression_p
12033                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
12034         return true;
12035       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12036     }
12037
12038   /* -- a template-id in which either the template name is a template
12039      parameter ...  */
12040   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12041     return true;
12042   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
12043         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
12044   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
12045            && (any_dependent_template_arguments_p
12046                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
12047     return true;
12048
12049   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
12050      expression is not type-dependent, then it should already been
12051      have resolved.  */
12052   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
12053     return true;
12054
12055   /* The standard does not specifically mention types that are local
12056      to template functions or local classes, but they should be
12057      considered dependent too.  For example:
12058
12059        template <int I> void f() {
12060          enum E { a = I };
12061          S<sizeof (E)> s;
12062        }
12063
12064      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
12065      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
12066   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12067   if (scope && TYPE_P (scope))
12068     return dependent_type_p (scope);
12069   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
12070     return type_dependent_expression_p (scope);
12071
12072   /* Other types are non-dependent.  */
12073   return false;
12074 }
12075
12076 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
12077    [temp.dep.type].  */
12078
12079 bool
12080 dependent_type_p (tree type)
12081 {
12082   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
12083      any dependent types.  */
12084   if (!processing_template_decl)
12085     return false;
12086
12087   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
12088      in question; in that case, the type is dependent.  */
12089   if (!type)
12090     return true;
12091
12092   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
12093   if (type == error_mark_node)
12094     return false;
12095
12096   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
12097      do so now.  */
12098   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
12099     {
12100       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
12101       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
12102     }
12103
12104   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
12105 }
12106
12107 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
12108
12109 static bool
12110 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
12111 {
12112   tree scope;
12113   tree name;
12114
12115   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
12116
12117   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12118     return true;
12119
12120   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
12121   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
12122
12123   /* [temp.dep.expr]
12124
12125      An id-expression is type-dependent if it contains a
12126      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
12127      dependent type.  */
12128   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
12129      qualifying type is the current class, then we must peek
12130      inside it.  */
12131   if (DECL_P (name)
12132       && currently_open_class (scope)
12133       && !criterion (name))
12134     return false;
12135   if (dependent_type_p (scope))
12136     return true;
12137
12138   return false;
12139 }
12140
12141 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
12142    [temp.dep.constexpr] */
12143
12144 bool
12145 value_dependent_expression_p (tree expression)
12146 {
12147   if (!processing_template_decl)
12148     return false;
12149
12150   /* A name declared with a dependent type.  */
12151   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
12152     return true;
12153
12154   switch (TREE_CODE (expression))
12155     {
12156     case IDENTIFIER_NODE:
12157       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
12158       return true;
12159
12160     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12161       /* A non-type template parm.  */
12162       return true;
12163
12164     case CONST_DECL:
12165       /* A non-type template parm.  */
12166       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12167         return true;
12168       return false;
12169
12170     case VAR_DECL:
12171        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
12172           with an expression that is value-dependent.  */
12173       if (DECL_INITIAL (expression)
12174           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
12175           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
12176         return true;
12177       return false;
12178
12179     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12180     case STATIC_CAST_EXPR:
12181     case CONST_CAST_EXPR:
12182     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12183     case CAST_EXPR:
12184       /* These expressions are value-dependent if the type to which
12185          the cast occurs is dependent or the expression being casted
12186          is value-dependent.  */
12187       {
12188         tree type = TREE_TYPE (expression);
12189
12190         if (dependent_type_p (type))
12191           return true;
12192
12193         /* A functional cast has a list of operands.  */
12194         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12195         if (!expression)
12196           {
12197             /* If there are no operands, it must be an expression such
12198                as "int()". This should not happen for aggregate types
12199                because it would form non-constant expressions.  */
12200             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
12201
12202             return false;
12203           }
12204
12205         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
12206           {
12207             for (; expression; expression = TREE_CHAIN (expression))
12208               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (expression)))
12209                 return true;
12210             return false;
12211           }
12212
12213         return value_dependent_expression_p (expression);
12214       }
12215
12216     case SIZEOF_EXPR:
12217     case ALIGNOF_EXPR:
12218       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
12219          type-dependent.  */
12220       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12221       if (TYPE_P (expression))
12222         return dependent_type_p (expression);
12223       return type_dependent_expression_p (expression);
12224
12225     case SCOPE_REF:
12226       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
12227
12228     case COMPONENT_REF:
12229       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
12230               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
12231
12232     case CALL_EXPR:
12233       /* A CALL_EXPR is value-dependent if any argument is
12234          value-dependent.  Why do we have to handle CALL_EXPRs in this
12235          function at all?  First, some function calls, those for which
12236          value_dependent_expression_p is true, man appear in constant
12237          expressions.  Second, there appear to be bugs which result in
12238          other CALL_EXPRs reaching this point. */
12239       {
12240         tree function = TREE_OPERAND (expression, 0);
12241         tree args = TREE_OPERAND (expression, 1);
12242
12243         if (value_dependent_expression_p (function))
12244           return true;
12245
12246         if (! args)
12247           return false;
12248
12249         if (TREE_CODE (args) == TREE_LIST)
12250           {
12251             for (; args; args = TREE_CHAIN (args))
12252               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (args)))
12253                 return true;
12254             return false;
12255           }
12256
12257         return value_dependent_expression_p (args);
12258       }
12259
12260     default:
12261       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
12262          value-dependent.  */
12263       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12264         {
12265         case tcc_reference:
12266         case tcc_unary:
12267           return (value_dependent_expression_p
12268                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12269
12270         case tcc_comparison:
12271         case tcc_binary:
12272           return ((value_dependent_expression_p
12273                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12274                   || (value_dependent_expression_p
12275                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12276
12277         case tcc_expression:
12278           {
12279             int i;
12280             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12281               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12282                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12283                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12284                  make the expression dependent.  */
12285               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12286                   && (value_dependent_expression_p
12287                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12288                 return true;
12289             return false;
12290           }
12291
12292         default:
12293           break;
12294         }
12295     }
12296
12297   /* The expression is not value-dependent.  */
12298   return false;
12299 }
12300
12301 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
12302    [temp.dep.expr].  */
12303
12304 bool
12305 type_dependent_expression_p (tree expression)
12306 {
12307   if (!processing_template_decl)
12308     return false;
12309
12310   if (expression == error_mark_node)
12311     return false;
12312
12313   /* An unresolved name is always dependent.  */
12314   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12315     return true;
12316
12317   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
12318   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
12319       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
12320       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
12321       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
12322       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
12323       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
12324       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
12325     return false;
12326
12327   /* The types of these expressions depends only on the type to which
12328      the cast occurs.  */
12329   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
12330       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
12331       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
12332       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
12333       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
12334     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
12335
12336   /* The types of these expressions depends only on the type created
12337      by the expression.  */
12338   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
12339       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
12340     {
12341       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
12342          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
12343          operand 1.  */
12344       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
12345       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
12346         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
12347            as well.  */
12348         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
12349                || value_dependent_expression_p
12350                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
12351       else
12352         return dependent_type_p (type);
12353     }
12354
12355   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
12356       && dependent_scope_ref_p (expression,
12357                                 type_dependent_expression_p))
12358     return true;
12359
12360   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
12361       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
12362       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
12363       && (any_dependent_template_arguments_p
12364           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
12365     return true;
12366
12367   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
12368       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12369     return false;
12370
12371   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
12372     {
12373       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
12374         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
12375       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
12376           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
12377         {
12378           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12379             return true;
12380           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
12381           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12382             return false;
12383         }
12384       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
12385       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
12386         return false;
12387
12388       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
12389         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
12390
12391       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12392         {
12393           if (any_dependent_template_arguments_p
12394               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
12395             return true;
12396           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12397         }
12398       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
12399                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
12400
12401       while (expression)
12402         {
12403           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
12404             return true;
12405           expression = OVL_NEXT (expression);
12406         }
12407       return false;
12408     }
12409
12410   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
12411 }
12412
12413 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
12414    contains a type-dependent expression.  */
12415
12416 bool
12417 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
12418 {
12419   while (args)
12420     {
12421       tree arg = TREE_VALUE (args);
12422
12423       if (type_dependent_expression_p (arg))
12424         return true;
12425       args = TREE_CHAIN (args);
12426     }
12427   return false;
12428 }
12429
12430 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
12431
12432 static bool
12433 dependent_template_arg_p (tree arg)
12434 {
12435   if (!processing_template_decl)
12436     return false;
12437
12438   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
12439       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12440     return dependent_template_p (arg);
12441   else if (TYPE_P (arg))
12442     return dependent_type_p (arg);
12443   else
12444     return (type_dependent_expression_p (arg)
12445             || value_dependent_expression_p (arg));
12446 }
12447
12448 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
12449    any dependent arguments.  */
12450
12451 bool
12452 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
12453 {
12454   int i;
12455   int j;
12456
12457   if (!args)
12458     return false;
12459
12460   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
12461     {
12462       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
12463       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
12464         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
12465           return true;
12466     }
12467
12468   return false;
12469 }
12470
12471 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
12472
12473 bool
12474 dependent_template_p (tree tmpl)
12475 {
12476   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
12477     {
12478       while (tmpl)
12479         {
12480           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
12481             return true;
12482           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
12483         }
12484       return false;
12485     }
12486
12487   /* Template template parameters are dependent.  */
12488   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
12489       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12490     return true;
12491   /* So are names that have not been looked up.  */
12492   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
12493       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
12494     return true;
12495   /* So are member templates of dependent classes.  */
12496   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
12497     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
12498   return false;
12499 }
12500
12501 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
12502
12503 bool
12504 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
12505 {
12506   return (dependent_template_p (tmpl)
12507           || any_dependent_template_arguments_p (args));
12508 }
12509
12510 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
12511    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
12512    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
12513    templates and therefore should be used only in extremely limited
12514    situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this peering to the currently
12515    open classes hierarchy (which is required when comparing types).  */
12516
12517 tree
12518 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
12519 {
12520   tree scope;
12521   tree name;
12522   tree decl;
12523   int quals;
12524   tree pushed_scope;
12525
12526   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
12527
12528   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12529   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
12530
12531   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
12532      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
12533   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12534     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
12535   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
12536      TYPENAME_TYPE.  */
12537   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12538     return error_mark_node;
12539   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
12540      resolving the name.  */
12541   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12542     return type;
12543   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
12544      to look inside it.  */
12545   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
12546     return error_mark_node;
12547   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
12548      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
12549   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
12550   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
12551      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
12552      longer be considered a dependent type.  */
12553   pushed_scope = push_scope (scope);
12554   /* Look up the declaration.  */
12555   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
12556   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
12557   quals = cp_type_quals (type);
12558   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
12559      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
12560   if (!decl)
12561     type = error_mark_node;
12562   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
12563            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
12564     type = TREE_TYPE (decl);
12565   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
12566            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
12567     {
12568       tree tmpl;
12569       tree args;
12570       /* Obtain the template and the arguments.  */
12571       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
12572       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
12573       /* Instantiate the template.  */
12574       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
12575                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
12576     }
12577   else
12578     type = error_mark_node;
12579   /* Qualify the resulting type.  */
12580   if (type != error_mark_node && quals)
12581     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
12582   /* Leave the SCOPE.  */
12583   if (pushed_scope)
12584     pop_scope (pushed_scope);
12585
12586   return type;
12587 }
12588
12589 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
12590    for EXPR that can be used to compute the types of larger
12591    expressions containing EXPR.  */
12592
12593 tree
12594 build_non_dependent_expr (tree expr)
12595 {
12596   tree inner_expr;
12597
12598   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
12599      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
12600   if (null_ptr_cst_p (expr))
12601     return expr;
12602   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
12603      types.  */
12604   inner_expr = (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR ?
12605                 TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
12606   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
12607       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
12608     return expr;
12609   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
12610   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
12611     return expr;
12612   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
12613      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
12614      cannot be used to initialize a "char *".  */
12615   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
12616     return expr;
12617   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
12618      reason to create a new node.  */
12619   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
12620     return expr;
12621   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
12622      There is at least one place where we want to know that a
12623      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
12624      expression, there are special rules if the second or third
12625      argument is a throw-expression.  */
12626   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
12627     return expr;
12628
12629   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
12630     return build3 (COND_EXPR,
12631                    TREE_TYPE (expr),
12632                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12633                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
12634                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
12635                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
12636                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
12637   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
12638       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
12639     return build2 (COMPOUND_EXPR,
12640                    TREE_TYPE (expr),
12641                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12642                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
12643
12644   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
12645
12646      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
12647      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
12648      example:
12649
12650        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
12651
12652      In the body of "f", the expression for "g" will have
12653      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
12654      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
12655      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
12656      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
12657      stripped here.  */
12658   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
12659 }
12660
12661 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
12662    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
12663    equivalent non-dependent expressions.  */
12664
12665 tree
12666 build_non_dependent_args (tree args)
12667 {
12668   tree a;
12669   tree new_args;
12670
12671   new_args = NULL_TREE;
12672   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
12673     new_args = tree_cons (NULL_TREE,
12674                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
12675                           new_args);
12676   return nreverse (new_args);
12677 }
12678
12679 #include "gt-cp-pt.h"