OSDN Git Service

PR c++/18733
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004  Free Software Foundation, Inc.
4    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
5    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
10 it under the terms of the GNU General Public License as published by
11 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
12 any later version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
15 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17 GNU General Public License for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
21 the Free Software Foundation, 59 Temple Place - Suite 330,
22 Boston, MA 02111-1307, USA.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "obstack.h"
34 #include "tree.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "cp-tree.h"
38 #include "tree-inline.h"
39 #include "decl.h"
40 #include "output.h"
41 #include "except.h"
42 #include "toplev.h"
43 #include "rtl.h"
44 #include "timevar.h"
45 #include "tree-iterator.h"
46
47 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
48    returning an int.  */
49 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
50
51 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
52    instantiations have been deferred, either because their definitions
53    were not yet available, or because we were putting off doing the work.
54    The TREE_PURPOSE of each entry is either a DECL (for a function or
55    static data member), or a TYPE (for a class) indicating what we are
56    hoping to instantiate.  The TREE_VALUE is not used.  */
57 static GTY(()) tree pending_templates;
58 static GTY(()) tree last_pending_template;
59
60 int processing_template_parmlist;
61 static int template_header_count;
62
63 static GTY(()) tree saved_trees;
64 static GTY(()) varray_type inline_parm_levels;
65 static size_t inline_parm_levels_used;
66
67 static GTY(()) tree current_tinst_level;
68
69 static GTY(()) tree saved_access_scope;
70
71 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
72    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
73    to the EXPR_STMT that is its result.  */
74 static tree cur_stmt_expr;
75
76 /* A map from local variable declarations in the body of the template
77    presently being instantiated to the corresponding instantiated
78    local variables.  */
79 static htab_t local_specializations;
80
81 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
82 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
83 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
84 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
85 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
86 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
87 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
88 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
89 #define UNIFY_ALLOW_MAX_CORRECTION 128
90
91 static void push_access_scope (tree);
92 static void pop_access_scope (tree);
93 static int resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
94                                            unification_kind_t, int);
95 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
96                              unification_kind_t, int, bool);
97 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
98 static void add_pending_template (tree);
99 static void reopen_tinst_level (tree);
100 static tree classtype_mangled_name (tree);
101 static char* mangle_class_name_for_template (const char *, tree, tree);
102 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
103 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
104 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t, int);
105 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
106 static tree add_to_template_args (tree, tree);
107 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
108 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
109 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*); 
110 static int  type_unification_real (tree, tree, tree, tree,
111                                    int, unification_kind_t, int, int);
112 static void note_template_header (int);
113 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
114 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
115 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
116                                        tsubst_flags_t, int, tree);
117 static tree get_bindings_overload (tree, tree, tree);
118 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
119                                    struct pointer_set_t*);
120 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
121 static int inline_needs_template_parms (tree);
122 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
123 static tree retrieve_local_specialization (tree);
124 static void register_local_specialization (tree, tree);
125 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int);
126 static int mark_template_parm (tree, void *);
127 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
128 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
129 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
130 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
131 static tree get_bindings (tree, tree, tree);
132 static tree get_bindings_real (tree, tree, tree, int, int, int);
133 static int template_decl_level (tree);
134 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
135 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
136 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
137 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
138 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
139 static tree most_specialized (tree, tree, tree);
140 static tree most_specialized_class (tree, tree);
141 static int template_class_depth_real (tree, int);
142 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
143 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
144 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
145 static void check_specialization_scope (void);
146 static tree process_partial_specialization (tree);
147 static void set_current_access_from_decl (tree);
148 static void check_default_tmpl_args (tree, tree, int, int);
149 static tree tsubst_call_declarator_parms (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
150 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
151 static int verify_class_unification (tree, tree, tree);
152 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
153 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
154                                            tree, tree);
155 static tree determine_specialization (tree, tree, tree *, int, int);
156 static int template_args_equal (tree, tree);
157 static void tsubst_default_arguments (tree);
158 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
159 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
160 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
161 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
162 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
163 static bool dependent_type_p_r (tree);
164 static tree tsubst (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
165 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
166 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
167
168 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
169    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
170    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
171    instantiate_decl).  */
172
173 static void
174 push_access_scope (tree t)
175 {
176   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
177               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
178
179   if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
180     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
181   else
182     push_to_top_level ();
183     
184   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
185     {
186       saved_access_scope = tree_cons
187         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
188       current_function_decl = t;
189     }
190 }
191
192 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
193    are processing.  */
194
195 static void
196 pop_access_scope (tree t)
197 {
198   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
199     {
200       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
201       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
202     }
203
204   if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
205     pop_nested_class ();
206   else
207     pop_from_top_level ();
208 }
209
210 /* Do any processing required when DECL (a member template
211    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
212    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
213    itself is returned.  */
214
215 tree
216 finish_member_template_decl (tree decl)
217 {
218   if (decl == error_mark_node)
219     return error_mark_node;
220
221   gcc_assert (DECL_P (decl));
222
223   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
224     {
225       tree type;
226
227       type = TREE_TYPE (decl);
228       if (IS_AGGR_TYPE (type) 
229           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
230           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
231         {
232           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
233           check_member_template (tmpl);
234           return tmpl;
235         }
236       return NULL_TREE;
237     }
238   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
239     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
240   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
241     {
242       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
243         {
244           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
245           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
246         }
247       else
248         return decl;
249     } 
250   else
251     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
252
253   return error_mark_node;
254 }
255
256 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
257    
258    For example, in:
259      template <class T>
260      struct A
261      {
262        template <class U>
263        struct B {};
264      };
265
266    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.  
267    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
268    COUNT_SPECIALIZATIONS is 0 or if they are instantiations, not
269    specializations.  
270
271    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
272    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
273    always safe.  */
274
275 static int 
276 template_class_depth_real (tree type, int count_specializations)
277 {
278   int depth;
279
280   for (depth = 0; 
281        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
282        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL) 
283          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
284     {
285       if (TREE_CODE (type) != FUNCTION_DECL)
286         {
287           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
288               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type))
289               && ((count_specializations
290                    && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
291                   || uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type))))
292             ++depth;
293         }
294       else 
295         {
296           if (DECL_TEMPLATE_INFO (type)
297               && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (type))
298               && ((count_specializations
299                    && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
300                   || uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (type))))
301             ++depth;
302         }
303     }
304
305   return depth;
306 }
307
308 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
309    Like template_class_depth_real, but instantiations do not count in
310    the depth.  */
311
312 int 
313 template_class_depth (tree type)
314 {
315   return template_class_depth_real (type, /*count_specializations=*/0);
316 }
317
318 /* Returns 1 if processing DECL as part of do_pending_inlines
319    needs us to push template parms.  */
320
321 static int
322 inline_needs_template_parms (tree decl)
323 {
324   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
325     return 0;
326
327   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
328           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
329 }
330
331 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
332    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
333    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
334    innermost first.  */
335
336 static void
337 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
338 {
339   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
340   int i;
341
342   if (levels > 1)
343     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
344
345   ++processing_template_decl;
346   current_template_parms
347     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
348                  parms, current_template_parms);
349   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
350
351   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
352                NULL);
353   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i) 
354     {
355       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
356       gcc_assert (DECL_P (parm));
357
358       switch (TREE_CODE (parm))
359         {
360         case TYPE_DECL:
361         case TEMPLATE_DECL:
362           pushdecl (parm);
363           break;
364
365         case PARM_DECL:
366           {
367             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
368                It is ugly that we recreate this here; the original
369                version built in process_template_parm is no longer
370                available.  */
371             tree decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
372                                     TREE_TYPE (parm));
373             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
374             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
375             TREE_INVARIANT (decl) = 1;
376             TREE_READONLY (decl) = 1;
377             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
378             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
379             pushdecl (decl);
380           }
381           break;
382
383         default:
384           gcc_unreachable ();
385         }
386     }
387 }
388
389 /* Restore the template parameter context for a member template or
390    a friend template defined in a class definition.  */
391
392 void
393 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
394 {
395   tree parms;
396   int levels = 0;
397
398   if (inline_needs_template_parms (decl))
399     {
400       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
401       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
402
403       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
404         {
405           --levels;
406           parms = TREE_CHAIN (parms);
407         }
408
409       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
410     }
411
412   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
413      we can pop them later.  */
414   if (!inline_parm_levels)
415     VARRAY_INT_INIT (inline_parm_levels, 4, "inline_parm_levels");
416   if (inline_parm_levels_used == inline_parm_levels->num_elements)
417     VARRAY_GROW (inline_parm_levels, 2 * inline_parm_levels_used);
418   VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used) = levels;
419   ++inline_parm_levels_used;
420 }
421
422 /* Undo the effects of begin_member_template_processing.  */
423
424 void 
425 maybe_end_member_template_processing (void)
426 {
427   int i;
428
429   if (!inline_parm_levels_used)
430     return;
431
432   --inline_parm_levels_used;
433   for (i = 0; 
434        i < VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used);
435        ++i) 
436     {
437       --processing_template_decl;
438       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
439       poplevel (0, 0, 0);
440     }
441 }
442
443 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
444    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
445
446 static tree
447 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
448 {
449   tree new_args;
450   int extra_depth;
451   int i;
452   int j;
453
454   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
455   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
456
457   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
458     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
459
460   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
461     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
462     
463   return new_args;
464 }
465
466 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
467    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
468    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
469    the template arguments from a partial instantiation with the
470    template arguments used to attain the full instantiation from the
471    partial instantiation.  */
472
473 static tree
474 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
475 {
476   tree new_args;
477
478   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
479      something very fishy is going on.  */
480   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
481
482   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
483      them.  */
484   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
485     return extra_args;
486
487   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
488   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
489   
490   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
491
492   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
493   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
494
495   return new_args;
496 }
497
498 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
499
500 tree
501 get_innermost_template_args (tree args, int n)
502 {
503   tree new_args;
504   int extra_levels;
505   int i;
506
507   gcc_assert (n >= 0);
508
509   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
510   if (n == 1)
511     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
512   
513   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
514      given.  */
515   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
516   gcc_assert (extra_levels >= 0);
517   if (extra_levels == 0)
518     return args;
519
520   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
521   new_args = make_tree_vec (n);
522   for (i = 1; i <= n; ++i)
523     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, 
524                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
525
526   return new_args;
527 }
528
529 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
530    the parms.  */
531
532 void
533 begin_template_parm_list (void)
534 {
535   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
536      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
537      namespace scope.  This is the right thing, since we want
538      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
539      global template class, push_template_decl handles putting the
540      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
541      e.g.:
542
543        template <class T> struct S1 {
544          template <class T> struct S2 {}; 
545        };
546
547      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
548      TEMPLATE_DECL for S2.  */
549   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
550   ++processing_template_decl;
551   ++processing_template_parmlist;
552   note_template_header (0);
553 }
554
555 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
556    invalid to declare a specialization here, an error is reported.  */
557
558 static void
559 check_specialization_scope (void)
560 {
561   tree scope = current_scope ();
562
563   /* [temp.expl.spec] 
564      
565      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
566      which the template is a member, or, for member templates, in the
567      namespace of which the enclosing class or enclosing class
568      template is a member.  An explicit specialization of a member
569      function, member class or static data member of a class template
570      shall be declared in the namespace of which the class template
571      is a member.  */
572   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
573     error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
574
575   /* [temp.expl.spec] 
576
577      In an explicit specialization declaration for a member of a class
578      template or a member template that appears in namespace scope,
579      the member template and some of its enclosing class templates may
580      remain unspecialized, except that the declaration shall not
581      explicitly specialize a class member template if its enclosing
582      class templates are not explicitly specialized as well.  */
583   if (current_template_parms) 
584     error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
585 }
586
587 /* We've just seen template <>.  */
588
589 void
590 begin_specialization (void)
591 {
592   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
593   note_template_header (1);
594   check_specialization_scope ();
595 }
596
597 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
598    template<>.  */
599
600 void 
601 end_specialization (void)
602 {
603   finish_scope ();
604   reset_specialization ();
605 }
606
607 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
608    function specialization.  */
609
610 void
611 reset_specialization (void)
612 {
613   processing_specialization = 0;
614   template_header_count = 0;
615 }
616
617 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
618    it was of the form template <>.  */
619
620 static void 
621 note_template_header (int specialization)
622 {
623   processing_specialization = specialization;
624   template_header_count++;
625 }
626
627 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
628
629 void
630 begin_explicit_instantiation (void)
631 {
632   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
633   processing_explicit_instantiation = true;
634 }
635
636
637 void
638 end_explicit_instantiation (void)
639 {
640   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
641   processing_explicit_instantiation = false;
642 }
643
644 /* A explicit specialization or partial specialization TMPL is being
645    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
646    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
647    specialize TMPL in the current namespace.  */
648    
649 static bool
650 check_specialization_namespace (tree tmpl)
651 {
652   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
653
654   /* [tmpl.expl.spec]
655      
656      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
657      which the template is a member, or, for member templates, in the
658      namespace of which the enclosing class or enclosing class
659      template is a member.  An explicit specialization of a member
660      function, member class or static data member of a class template
661      shall be declared in the namespace of which the class template is
662      a member.  */
663   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
664     /* Same or super-using namespace.  */
665     return true;
666   else
667     {
668       pedwarn ("specialization of %qD in different namespace", tmpl);
669       cp_pedwarn_at ("  from definition of %q#D", tmpl);
670       return false;
671     }
672 }
673
674 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
675    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
676
677 void 
678 maybe_process_partial_specialization (tree type)
679 {
680   /* TYPE maybe an ERROR_MARK_NODE.  */
681   tree context = TYPE_P (type) ? TYPE_CONTEXT (type) : NULL_TREE;
682
683   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
684     {
685       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
686          specialization of a template class such as:
687
688            template <> class C<int>;
689
690          or:
691
692            template <class T> class C<T*>;
693
694          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
695
696       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
697           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
698         {
699           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
700           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
701           if (processing_template_decl)
702             push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type));
703         }
704       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
705         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
706     }
707   else if (CLASS_TYPE_P (type)
708            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
709            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
710            && context && CLASS_TYPE_P (context)
711            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
712     {
713       /* This is for an explicit specialization of member class
714          template according to [temp.expl.spec/18]:
715
716            template <> template <class U> class C<int>::D;
717
718          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
719          Otherwise this is just a member class template declared
720          earlier like:
721
722            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
723            template <> template <class U> class C<int>::D;
724
725          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
726          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
727          and `C<T>::D' may not exist.  */
728
729       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
730           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
731         {
732           tree t;
733
734           if (current_namespace
735               != decl_namespace_context (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)))
736             {
737               pedwarn ("specializing %q#T in different namespace", type);
738               cp_pedwarn_at ("  from definition of %q#D",
739                              CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
740             }
741
742           /* Check for invalid specialization after instantiation:
743
744                template <> template <> class C<int>::D<int>;
745                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
746
747           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS
748                  (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)));
749                t; t = TREE_CHAIN (t))
750             if (TREE_VALUE (t) != type
751                 && TYPE_CONTEXT (TREE_VALUE (t)) == context)
752               error ("specialization %qT after instantiation %qT",
753                      type, TREE_VALUE (t));
754
755           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
756              have one level of template argument for the innermost
757              class template.  */
758           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
759           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
760             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
761         }
762     }
763   else if (processing_specialization)
764     error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
765 }
766
767 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
768    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
769    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
770
771 static inline bool 
772 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
773 {
774   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
775           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
776           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
777              parameter.  */
778           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
779           /* The optimized lookup depends on the fact that the
780              template arguments for the member function template apply
781              purely to the containing class, which is not true if the
782              containing class is an explicit or partial
783              specialization.  */
784           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
785           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
786           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
787           /* It is possible to have a template that is not a member
788              template and is not a member of a template class:
789              
790              template <typename T> 
791              struct S { friend A::f(); };
792              
793              Here, the friend function is a template, but the context does
794              not have template information.  The optimized lookup relies
795              on having ARGS be the template arguments for both the class
796              and the function template.  */
797           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
798 }
799
800 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
801    specialization is either an instantiation or an explicit
802    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
803    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
804    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
805    templates with more than one level of parameters.  
806
807    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
808    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
809    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
810    
811 static tree
812 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, 
813                          bool class_specializations_p)
814 {
815   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
816
817   /* There should be as many levels of arguments as there are
818      levels of parameters.  */
819   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) 
820               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
821                 
822   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
823     {
824       tree class_template;
825       tree class_specialization;
826       VEC(tree) *methods;
827       tree fns;
828       int idx;
829
830       /* The template arguments actually apply to the containing
831          class.  Find the class specialization with those
832          arguments.  */
833       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
834       class_specialization 
835         = retrieve_specialization (class_template, args,
836                                    /*class_specializations_p=*/false);
837       if (!class_specialization)
838         return NULL_TREE;
839       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
840          for the specialization.  */
841       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
842       if (idx == -1)
843         return NULL_TREE;
844       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
845          for the one that has an instance of TMPL.  */
846       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
847       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
848         {
849           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
850           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl)
851             return fn;
852         }
853       return NULL_TREE;
854     }
855   else
856     {
857       tree *sp;
858       tree *head;
859
860       /* Class templates store their instantiations on the
861          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS list; other templates use the
862          DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS list.  */
863       if (!class_specializations_p
864           && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == TYPE_DECL)
865         sp = &DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
866       else
867         sp = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
868       head = sp;
869       /* Iterate through the list until we find a matching template.  */
870       while (*sp != NULL_TREE)
871         {
872           tree spec = *sp;
873               
874           if (comp_template_args (TREE_PURPOSE (spec), args))
875             {
876               /* Use the move-to-front heuristic to speed up future
877                  searches.  */ 
878               if (spec != *head)
879                 {
880                   *sp = TREE_CHAIN (*sp);
881                   TREE_CHAIN (spec) = *head;
882                   *head = spec;
883                 }
884               return TREE_VALUE (spec);
885             }
886           sp = &TREE_CHAIN (spec);
887         }
888     }
889
890   return NULL_TREE;
891 }
892
893 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
894
895 static tree
896 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
897 {
898   tree spec = htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
899                                    htab_hash_pointer (tmpl));
900   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
901 }
902
903 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
904
905 int
906 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
907 {
908   tree t;
909
910   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
911     {
912       for (t = decl; 
913            t != NULL_TREE;
914            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
915         if (t == tmpl)
916           return 1;
917     }
918   else 
919     {
920       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
921
922       for (t = TREE_TYPE (decl);
923            t != NULL_TREE;
924            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
925              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
926         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
927           return 1;
928     }  
929
930   return 0;
931 }
932
933 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
934    FRIEND according to [temp.friend].  */
935
936 bool
937 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend)
938 {
939   bool need_template = true;
940   int template_depth;
941
942   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
943               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
944
945   /* For [temp.friend/6] when FRIEND is an ordinary member function
946      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
947      if this.  */
948   if (TREE_CODE (friend) == FUNCTION_DECL
949       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend)
950       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend))
951     {
952       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
953       friend = DECL_TI_TEMPLATE (friend);
954       need_template = false;
955     }
956   else if (TREE_CODE (friend) == TEMPLATE_DECL
957            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend))
958     need_template = false;
959
960   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
961   if (TREE_CODE (friend) != TEMPLATE_DECL)
962     return false;
963
964   if (is_specialization_of (decl, friend))
965     return true;
966
967   /* [temp.friend/6]
968      A member of a class template may be declared to be a friend of a
969      non-template class.  In this case, the corresponding member of
970      every specialization of the class template is a friend of the
971      class granting friendship.
972      
973      For example, given a template friend declaration
974
975        template <class T> friend void A<T>::f();
976
977      the member function below is considered a friend
978
979        template <> struct A<int> {
980          void f();
981        };
982
983      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
984      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
985      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
986
987   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend));
988   if (template_depth
989       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
990       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)), 
991                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend))))
992     {
993       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
994          a few tricky cases, such as when FRIEND's are
995
996            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
997            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
998
999          and DECL's are
1000
1001            void A<int>::g(int);
1002            template <int> void A<int>::h();
1003
1004          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1005          the context of DECL.  This is required for template substitution
1006          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1007          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1008
1009       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1010       tree args = NULL_TREE;
1011       int current_depth = 0;
1012
1013       while (current_depth < template_depth)
1014         {
1015           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1016             {
1017               if (current_depth == 0)
1018                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1019               else
1020                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1021               current_depth++;
1022             }
1023           context = TYPE_CONTEXT (context);
1024         }
1025
1026       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1027         {
1028           bool is_template;
1029           tree friend_type;
1030           tree decl_type;
1031           tree friend_args_type;
1032           tree decl_args_type;
1033
1034           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1035              non-templates.  */
1036           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1037                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1038           if (need_template ^ is_template)
1039             return false;
1040           else if (is_template)
1041             {
1042               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1043               tree friend_parms
1044                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1045                                          args, tf_none);
1046               if (!comp_template_parms
1047                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1048                       friend_parms))
1049                 return false;
1050
1051               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1052             }
1053           else
1054             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1055
1056           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend), args,
1057                                               tf_none, NULL_TREE);
1058           if (friend_type == error_mark_node)
1059             return false;
1060
1061           /* Check if return types match.  */
1062           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1063             return false;
1064
1065           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1066              `this' parameter.  */
1067           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1068           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1069           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend))
1070             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1071           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1072             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1073
1074           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1075         }
1076       else
1077         {
1078           /* DECL is a TYPE_DECL */
1079           bool is_template;
1080           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1081
1082           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1083              non-templates.  */
1084           is_template
1085             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1086               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1087
1088           if (need_template ^ is_template)
1089             return false;
1090           else if (is_template)
1091             {
1092               tree friend_parms;
1093               /* If both are templates, check the name of the two
1094                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1095               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1096                   != DECL_NAME (friend))
1097                 return false;
1098
1099               /* Now check template parameter list.  */
1100               friend_parms
1101                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1102                                          args, tf_none);
1103               return comp_template_parms
1104                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1105                  friend_parms);
1106             }
1107           else
1108             return (DECL_NAME (decl)
1109                     == DECL_NAME (friend));
1110         }
1111     }
1112   return false;
1113 }
1114
1115 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1116    the indicated ARGS.  Returns SPEC, or an equivalent prior
1117    declaration, if available.  */
1118
1119 static tree
1120 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args)
1121 {
1122   tree fn;
1123
1124   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1125
1126   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL 
1127       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1128     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1129        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1130        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1131        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1132        with default function arguments.  In particular, given
1133        something like this:
1134
1135           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1136
1137        the default argument expression is not substituted for in an
1138        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1139     return spec;
1140
1141   /* There should be as many levels of arguments as there are
1142      levels of parameters.  */
1143   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) 
1144               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
1145
1146   fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 
1147                                 /*class_specializations_p=*/false);
1148   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1149      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1150      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1151      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1152      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1153   if (fn == spec)
1154     return spec;
1155   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1156     {
1157       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1158         {
1159           if (TREE_USED (fn) 
1160               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1161             {
1162               error ("specialization of %qD after instantiation",
1163                      fn);
1164               return spec;
1165             }
1166           else
1167             {
1168               /* This situation should occur only if the first
1169                  specialization is an implicit instantiation, the
1170                  second is an explicit specialization, and the
1171                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1172                  situation can occur if we have implicitly
1173                  instantiated a member function and then specialized
1174                  it later.
1175                  
1176                  We can also wind up here if a friend declaration that
1177                  looked like an instantiation turns out to be a
1178                  specialization:
1179                  
1180                    template <class T> void foo(T);
1181                    class S { friend void foo<>(int) };
1182                    template <> void foo(int);  
1183                  
1184                  We transform the existing DECL in place so that any
1185                  pointers to it become pointers to the updated
1186                  declaration.
1187
1188                  If there was a definition for the template, but not
1189                  for the specialization, we want this to look as if
1190                  there were no definition, and vice versa.  */
1191               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1192               duplicate_decls (spec, fn);
1193               
1194               return fn;
1195             }
1196         }
1197       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1198         {
1199           if (!duplicate_decls (spec, fn) && DECL_INITIAL (spec))
1200             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1201                line number so any errors match this new
1202                definition.  */
1203             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1204           
1205           return fn;
1206         }
1207     }
1208
1209   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1210      template it is specializing.  */
1211   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1212       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1213     DECL_CONTEXT (spec) = decl_namespace_context (tmpl);
1214
1215   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1216     DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl)
1217       = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl));
1218
1219   return spec;
1220 }
1221
1222 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1223    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1224    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.  */
1225
1226 bool
1227 reregister_specialization (tree spec, tree tmpl, tree new_spec)
1228 {
1229   tree* s;
1230
1231   for (s = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
1232        *s != NULL_TREE;
1233        s = &TREE_CHAIN (*s))
1234     if (TREE_VALUE (*s) == spec)
1235       {
1236         if (!new_spec)
1237           *s = TREE_CHAIN (*s);
1238         else
1239           TREE_VALUE (*s) = new_spec;
1240         return 1;
1241       }
1242
1243   return 0;
1244 }
1245
1246 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1247    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1248    DECL).  */
1249
1250 static int
1251 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1252 {
1253   return TREE_VALUE ((tree) p1) == (tree) p2;
1254 }
1255
1256 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1257
1258 static hashval_t
1259 hash_local_specialization (const void* p1)
1260 {
1261   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((tree) p1));
1262 }
1263
1264 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1265    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1266
1267 static void
1268 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1269 {
1270   void **slot;
1271
1272   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl, 
1273                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1274   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1275 }
1276
1277 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1278
1279 void
1280 print_candidates (tree fns)
1281 {
1282   tree fn;
1283
1284   const char *str = "candidates are:";
1285
1286   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1287     {
1288       tree f;
1289
1290       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1291         cp_error_at ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1292       str = "               ";
1293     }
1294 }
1295
1296 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1297    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1298    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1299    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1300    TEMPLATE_ID are non-members.
1301
1302    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1303    specialization of a member template.
1304
1305    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1306    template classes that appeared in the name of the function. See
1307    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1308
1309    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1310    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1311
1312    If it is impossible to determine the result, an error message is
1313    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1314
1315 static tree
1316 determine_specialization (tree template_id, 
1317                           tree decl, 
1318                           tree* targs_out, 
1319                           int need_member_template,
1320                           int template_count)
1321 {
1322   tree fns;
1323   tree targs;
1324   tree explicit_targs;
1325   tree candidates = NULL_TREE;
1326   tree templates = NULL_TREE;
1327   int header_count;
1328   struct cp_binding_level *b;
1329
1330   *targs_out = NULL_TREE;
1331
1332   if (template_id == error_mark_node)
1333     return error_mark_node;
1334
1335   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1336   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1337
1338   if (fns == error_mark_node)
1339     return error_mark_node;
1340
1341   /* Check for baselinks.  */
1342   if (BASELINK_P (fns))
1343     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1344
1345   if (!is_overloaded_fn (fns))
1346     {
1347       error ("%qD is not a function template", fns);
1348       return error_mark_node;
1349     }
1350
1351   /* Count the number of template headers specified for this
1352      specialization.  */
1353   header_count = 0;
1354   for (b = current_binding_level;
1355        b->kind == sk_template_parms || b->kind == sk_template_spec;
1356        b = b->level_chain)
1357     ++header_count;
1358
1359   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1360     {
1361       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1362
1363       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1364         {
1365           tree decl_arg_types;
1366           tree fn_arg_types;
1367
1368           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1369
1370           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1371           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1372           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn) 
1373               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1374             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1375
1376           /* Check that the number of function parameters matches.
1377              For example,
1378                template <class T> void f(int i = 0);
1379                template <> void f<int>();
1380              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1381              by get_bindings below.  */
1382
1383           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1384           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1385             continue;
1386
1387           /* For a non-static member function, we need to make sure that
1388              the const qualification is the same. This can be done by
1389              checking the 'this' in the argument list.  */
1390           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1391               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types), 
1392                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1393             continue;
1394
1395           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1396              the number of template headers appearing in the specialization
1397              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1398              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1399              member functions. Consider the following code:
1400
1401              template <> void A<int>::f(int);
1402              template <> template <> void A<int>::f(int);
1403
1404              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1405              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1406              member function, whilst the second line specializes "f" which
1407              is a template member function. So both lines are syntactically
1408              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1409              them.
1410              
1411              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1412              against the declarations. We count the number of template
1413              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1414              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1415              plus there must be another header for the member template
1416              itself).
1417              
1418              Notice that if header_count is zero, this is not a
1419              specialization but rather a template instantiation, so there
1420              is no check we can perform here.  */
1421           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1422             continue;
1423
1424           /* See whether this function might be a specialization of this
1425              template.  */
1426           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs);
1427
1428           if (!targs)
1429             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1430                specialize TMPL will produce DECL.  */
1431             continue;
1432
1433           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1434           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1435         }
1436       else if (need_member_template)
1437         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1438            specialization of a member template.  */
1439         ;
1440       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1441         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1442            cases.  */
1443         ;
1444       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1445         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1446            be a specialization of that.  */
1447         ;
1448       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1449         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1450         ;
1451       else
1452         {
1453           tree decl_arg_types;
1454
1455           /* This is an ordinary member function.  However, since
1456              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1457              template class.  For example,
1458              
1459                template <typename T> struct S { void f(); };
1460                template <> void S<int>::f() {}
1461
1462              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1463              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1464              might be in business.  */
1465
1466           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1467             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1468                of a template class.  This is not a candidate.  */
1469             continue;
1470
1471           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1472                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1473             /* The return types differ.  */
1474             continue;
1475
1476           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1477           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1478           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn) 
1479               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1480             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1481
1482           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)), 
1483                          decl_arg_types))
1484             /* They match!  */
1485             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1486         }
1487     }
1488
1489   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1490     {
1491       /* We have:
1492          
1493            [temp.expl.spec]
1494
1495            It is possible for a specialization with a given function
1496            signature to be instantiated from more than one function
1497            template.  In such cases, explicit specification of the
1498            template arguments must be used to uniquely identify the
1499            function template specialization being specialized.
1500
1501          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1502          determine which of the candidate templates is most
1503          specialized.  However, we, also have:
1504
1505            [temp.func.order]
1506
1507            Partial ordering of overloaded function template
1508            declarations is used in the following contexts to select
1509            the function template to which a function template
1510            specialization refers: 
1511
1512            -- when an explicit specialization refers to a function
1513               template. 
1514
1515          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1516          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1517          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1518          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1519          the EDG front-end has that behavior, and John Spicer claims
1520          that the committee simply forgot to delete the wording in
1521          [temp.expl.spec].  */
1522      tree tmpl = most_specialized (templates, decl, explicit_targs);
1523      if (tmpl && tmpl != error_mark_node)
1524        {
1525          targs = get_bindings (tmpl, decl, explicit_targs);
1526          templates = tree_cons (targs, tmpl, NULL_TREE);
1527        }
1528     }
1529
1530   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1531     {
1532       cp_error_at ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1533                    "declaration",
1534                    template_id, decl);
1535       return error_mark_node;
1536     }
1537   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1538            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1539            || (templates && candidates))
1540     {
1541       cp_error_at ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1542                    template_id, decl);
1543       chainon (candidates, templates);
1544       print_candidates (candidates);
1545       return error_mark_node;
1546     }
1547
1548   /* We have one, and exactly one, match.  */
1549   if (candidates)
1550     {
1551       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1552          template class.  */
1553       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (TREE_VALUE (candidates)));
1554       return DECL_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (candidates));
1555     }
1556
1557   /* It was a specialization of a template.  */
1558   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1559   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1560     {
1561       *targs_out = copy_node (targs);
1562       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out, 
1563                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1564                            TREE_PURPOSE (templates));
1565     }
1566   else
1567     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1568   return TREE_VALUE (templates);
1569 }
1570
1571 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1572    but with the default argument values filled in from those in the
1573    TMPL_TYPES.  */
1574       
1575 static tree
1576 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1577                                       tree tmpl_types)
1578 {
1579   tree new_spec_types;
1580
1581   if (!spec_types)
1582     return NULL_TREE;
1583
1584   if (spec_types == void_list_node)
1585     return void_list_node;
1586
1587   /* Substitute into the rest of the list.  */
1588   new_spec_types =
1589     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1590                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1591   
1592   /* Add the default argument for this parameter.  */
1593   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1594                          TREE_VALUE (spec_types),
1595                          new_spec_types);
1596 }
1597
1598 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1599    from the template it specializes.  (That way, code like:
1600
1601      template <class T> void f(T = 3);
1602      template <> void f(double);
1603      void g () { f (); } 
1604
1605    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1606    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1607    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1608
1609 static void
1610 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
1611 {
1612   tree tmpl;
1613   tree spec_types;
1614   tree tmpl_types;
1615   tree new_spec_types;
1616   tree old_type;
1617   tree new_type;
1618   tree t;
1619   tree object_type = NULL_TREE;
1620   tree in_charge = NULL_TREE;
1621   tree vtt = NULL_TREE;
1622
1623   /* See if there's anything we need to do.  */
1624   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
1625   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
1626   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
1627     if (TREE_PURPOSE (t))
1628       break;
1629   if (!t)
1630     return;
1631
1632   old_type = TREE_TYPE (decl);
1633   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
1634   
1635   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1636     {
1637       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
1638          CV quals.  */
1639       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
1640       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1641       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
1642       
1643       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
1644         {
1645           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
1646              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
1647           in_charge = spec_types;
1648           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1649         }
1650       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
1651         {
1652           vtt = spec_types;
1653           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1654         }
1655     }
1656
1657   /* Compute the merged default arguments.  */
1658   new_spec_types = 
1659     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
1660
1661   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
1662   if (object_type)
1663     {
1664       if (vtt)
1665         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
1666                                          TREE_VALUE (vtt),
1667                                          new_spec_types);
1668
1669       if (in_charge)
1670         /* Put the in-charge parameter back.  */
1671         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
1672                                          TREE_VALUE (in_charge),
1673                                          new_spec_types);
1674
1675       new_type = build_method_type_directly (object_type,
1676                                              TREE_TYPE (old_type),
1677                                              new_spec_types);
1678     }
1679   else
1680     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
1681                                     new_spec_types);
1682   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
1683                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
1684   new_type = build_exception_variant (new_type,
1685                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
1686   TREE_TYPE (decl) = new_type;
1687 }
1688
1689 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
1690    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
1691    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
1692    instantiation at this point.
1693
1694    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
1695    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
1696    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
1697    recoverable.
1698    
1699    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags: 
1700
1701    2: The function has a definition.
1702    4: The function is a friend.
1703
1704    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1705    template classes that appeared in the name of the function.  For
1706    example, in
1707
1708      template <class T> struct S { void f(); };
1709      void S<int>::f();
1710      
1711    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
1712    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
1713
1714      template <class T> struct S {};
1715      template <> struct S<int> { void f(); }
1716      template <> void S<int>::f();
1717
1718    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
1719    invalid; there should be no template <>.)
1720
1721    If the function is a specialization, it is marked as such via
1722    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
1723    is set up correctly, and it is added to the list of specializations 
1724    for that template.  */
1725
1726 tree
1727 check_explicit_specialization (tree declarator, 
1728                                tree decl, 
1729                                int template_count, 
1730                                int flags)
1731 {
1732   int have_def = flags & 2;
1733   int is_friend = flags & 4;
1734   int specialization = 0;
1735   int explicit_instantiation = 0;
1736   int member_specialization = 0;
1737   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
1738   tree dname = DECL_NAME (decl);
1739   tmpl_spec_kind tsk;
1740
1741   if (is_friend)
1742     {
1743       if (!processing_specialization)
1744         tsk = tsk_none;
1745       else
1746         tsk = tsk_excessive_parms;
1747     }
1748   else
1749     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
1750
1751   switch (tsk)
1752     {
1753     case tsk_none:
1754       if (processing_specialization) 
1755         {
1756           specialization = 1;
1757           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1758         }
1759       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1760         {
1761           if (is_friend)
1762             /* This could be something like:
1763
1764                template <class T> void f(T);
1765                class S { friend void f<>(int); }  */
1766             specialization = 1;
1767           else
1768             {
1769               /* This case handles bogus declarations like template <>
1770                  template <class T> void f<int>(); */
1771
1772               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1773                      declarator);
1774               return decl;
1775             }
1776         }
1777       break;
1778
1779     case tsk_invalid_member_spec:
1780       /* The error has already been reported in
1781          check_specialization_scope.  */
1782       return error_mark_node;
1783
1784     case tsk_invalid_expl_inst:
1785       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
1786
1787       /* Fall through.  */
1788
1789     case tsk_expl_inst:
1790       if (have_def)
1791         error ("definition provided for explicit instantiation");
1792       
1793       explicit_instantiation = 1;
1794       break;
1795
1796     case tsk_excessive_parms:
1797     case tsk_insufficient_parms:
1798       if (tsk == tsk_excessive_parms)
1799         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
1800                decl);
1801       else if (template_header_count)
1802         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
1803       else
1804         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
1805               "%<template <>%>", decl);
1806
1807       /* Fall through.  */
1808     case tsk_expl_spec:
1809       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1810       if (ctype)
1811         member_specialization = 1;
1812       else
1813         specialization = 1;
1814       break;
1815
1816     case tsk_template:
1817       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1818         {
1819           /* This case handles bogus declarations like template <>
1820              template <class T> void f<int>(); */
1821
1822           if (uses_template_parms (declarator))
1823             error ("function template partial specialization %qD "
1824                    "is not allowed", declarator);
1825           else
1826             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1827                    declarator);
1828           return decl;
1829         }
1830
1831       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
1832         /* This is a specialization of a member template, without
1833            specialization the containing class.  Something like:
1834
1835              template <class T> struct S {
1836                template <class U> void f (U); 
1837              };
1838              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
1839              
1840            That's a specialization -- but of the entire template.  */
1841         specialization = 1;
1842       break;
1843
1844     default:
1845       gcc_unreachable ();
1846     }
1847
1848   if (specialization || member_specialization)
1849     {
1850       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1851       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
1852         if (TREE_PURPOSE (t))
1853           {
1854             pedwarn
1855               ("default argument specified in explicit specialization");
1856             break;
1857           }
1858       if (current_lang_name == lang_name_c)
1859         error ("template specialization with C linkage");
1860     }
1861
1862   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
1863     {
1864       tree tmpl = NULL_TREE;
1865       tree targs = NULL_TREE;
1866
1867       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
1868       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
1869         {
1870           tree fns;
1871
1872           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
1873           if (ctype)
1874             fns = dname;
1875           else
1876             {
1877               /* If there is no class context, the explicit instantiation
1878                  must be at namespace scope.  */
1879               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
1880
1881               /* Find the namespace binding, using the declaration
1882                  context.  */
1883               fns = namespace_binding (dname, CP_DECL_CONTEXT (decl));
1884             }
1885
1886           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
1887         }
1888
1889       if (declarator == error_mark_node)
1890         return error_mark_node;
1891
1892       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
1893         {
1894           if (!explicit_instantiation)
1895             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
1896                but the error will already have been flagged by
1897                check_specialization_scope.  */
1898             return error_mark_node;
1899           else
1900             {
1901               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
1902                  class scope, e.g.:
1903
1904                    class C { template void f(); }
1905
1906                    This case is caught by the parser.  However, on
1907                    something like:
1908                
1909                    template class C { void f(); };
1910
1911                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
1912                    issued later.  */
1913               ;
1914             }
1915
1916           return decl;
1917         }
1918       else if (ctype != NULL_TREE 
1919                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
1920                    IDENTIFIER_NODE))
1921         {
1922           /* Find the list of functions in ctype that have the same
1923              name as the declared function.  */
1924           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
1925           tree fns = NULL_TREE;
1926           int idx;
1927
1928           if (constructor_name_p (name, ctype))
1929             {
1930               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
1931               
1932               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (ctype)
1933                   : !TYPE_HAS_DESTRUCTOR (ctype))
1934                 {
1935                   /* From [temp.expl.spec]:
1936                        
1937                      If such an explicit specialization for the member
1938                      of a class template names an implicitly-declared
1939                      special member function (clause _special_), the
1940                      program is ill-formed.  
1941
1942                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
1943                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
1944                   return error_mark_node;
1945                 }
1946
1947               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
1948             }
1949
1950           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
1951             {
1952               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
1953               if (idx >= 0)
1954                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
1955             }
1956           else
1957             {
1958               VEC(tree) *methods;
1959               tree ovl;
1960
1961               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
1962                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
1963                  int' which will be a specialization of `operator T'.
1964                  So, we find *all* the conversion operators, and then
1965                  select from them.  */
1966               fns = NULL_TREE;
1967
1968               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
1969               if (methods)
1970                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
1971                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
1972                      ++idx)
1973                   {
1974                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
1975                       /* There are no more conversion functions.  */
1976                       break;
1977
1978                     /* Glue all these conversion functions together
1979                        with those we already have.  */
1980                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
1981                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
1982                   }
1983             }
1984               
1985           if (fns == NULL_TREE) 
1986             {
1987               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
1988               return error_mark_node;
1989             }
1990           else
1991             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
1992         }
1993       
1994       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
1995          Note that for an explicit instantiation, even one for a
1996          member function, we cannot tell apriori whether the
1997          instantiation is for a member template, or just a member
1998          function of a template class.  Even if a member template is
1999          being instantiated, the member template arguments may be
2000          elided if they can be deduced from the rest of the
2001          declaration.  */
2002       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2003                                        &targs, 
2004                                        member_specialization,
2005                                        template_count);
2006             
2007       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2008         /* We couldn't figure out what this declaration was
2009            specializing.  */
2010         return error_mark_node;
2011       else
2012         {
2013           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2014
2015           if (explicit_instantiation)
2016             {
2017               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2018                  is done by do_decl_instantiation later.  */ 
2019
2020               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2021               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2022
2023               if (arg_depth > parm_depth)
2024                 {
2025                   /* If TMPL is not the most general template (for
2026                      example, if TMPL is a friend template that is
2027                      injected into namespace scope), then there will
2028                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2029                      here.  */
2030                   int i;
2031                   tree new_targs;
2032
2033                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2034                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2035                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2036                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2037                   targs = new_targs;
2038                 }
2039                   
2040               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2041             }
2042
2043           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2044              turns out to be specializing a static member function,
2045              make DECL a static member function as well.  */
2046           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2047               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2048             revert_static_member_fn (decl);
2049
2050           /* If this is a specialization of a member template of a
2051              template class.  In we want to return the TEMPLATE_DECL,
2052              not the specialization of it.  */
2053           if (tsk == tsk_template)
2054             {
2055               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2056               DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) = NULL_TREE;
2057               if (have_def)
2058                 {
2059                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2060                   DECL_SOURCE_LOCATION (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2061                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2062                 }
2063               return tmpl;
2064             }
2065
2066           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2067           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2068
2069           /* Inherit default function arguments from the template
2070              DECL is specializing.  */
2071           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2072
2073           /* This specialization has the same protection as the
2074              template it specializes.  */
2075           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2076           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2077
2078           if (is_friend && !have_def)
2079             /* This is not really a declaration of a specialization.
2080                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2081                a request for an instantiation, either.  */
2082             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2083           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2084             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2085                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2086                versions in V3 ABI.  */
2087             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2088
2089           /* Register this specialization so that we can find it
2090              again.  */
2091           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs);
2092         }
2093     }
2094   
2095   return decl;
2096 }
2097
2098 /* TYPE is being declared.  Verify that the use of template headers
2099    and such is reasonable.  Issue error messages if not.  */
2100
2101 void
2102 maybe_check_template_type (tree type)
2103 {
2104   if (template_header_count)
2105     {
2106       /* We are in the scope of some `template <...>' header.  */
2107
2108       int context_depth 
2109         = template_class_depth_real (TYPE_CONTEXT (type),
2110                                      /*count_specializations=*/1);
2111
2112       if (template_header_count <= context_depth)
2113         /* This is OK; the template headers are for the context.  We
2114            are actually too lenient here; like
2115            check_explicit_specialization we should consider the number
2116            of template types included in the actual declaration.  For
2117            example, 
2118
2119              template <class T> struct S {
2120                template <class U> template <class V>
2121                struct I {};
2122              }; 
2123
2124            is invalid, but:
2125
2126              template <class T> struct S {
2127                template <class U> struct I;
2128              }; 
2129
2130              template <class T> template <class U.
2131              struct S<T>::I {};
2132
2133            is not.  */
2134         ; 
2135       else if (template_header_count > context_depth + 1)
2136         /* There are two many template parameter lists.  */
2137         error ("too many template parameter lists in declaration of %qT", type); 
2138     }
2139 }
2140
2141 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2142    parameters.  These are represented in the same format used for
2143    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2144
2145 int
2146 comp_template_parms (tree parms1, tree parms2)
2147 {
2148   tree p1;
2149   tree p2;
2150
2151   if (parms1 == parms2)
2152     return 1;
2153
2154   for (p1 = parms1, p2 = parms2; 
2155        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2156        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2157     {
2158       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2159       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2160       int i;
2161
2162       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2163       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2164
2165       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2166         return 0;
2167
2168       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i) 
2169         {
2170           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2171           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2172
2173           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2174             return 0;
2175
2176           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
2177             continue;
2178           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2179             return 0;
2180         }
2181     }
2182
2183   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2184     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2185        other.  */
2186     return 0;
2187
2188   return 1;
2189 }
2190
2191 /* Complain if DECL shadows a template parameter.
2192
2193    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
2194    scope (including nested scopes).  */
2195
2196 void
2197 check_template_shadow (tree decl)
2198 {
2199   tree olddecl;
2200
2201   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
2202      parameter.  */
2203   if (!current_template_parms)
2204     return;
2205
2206   /* Figure out what we're shadowing.  */
2207   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
2208     decl = OVL_CURRENT (decl);
2209   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
2210
2211   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
2212      anything, let alone a template parameter.  */
2213   if (!olddecl)
2214     return;
2215
2216   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
2217      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
2218      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
2219      node.  */
2220   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
2221     return;
2222
2223   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
2224      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
2225      inline member templates.  */
2226   if (decl == olddecl 
2227       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
2228     return;
2229
2230   cp_error_at ("declaration of %q#D", decl);
2231   cp_error_at (" shadows template parm %q#D", olddecl);
2232 }
2233
2234 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
2235    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
2236
2237 static tree
2238 build_template_parm_index (int index, 
2239                            int level, 
2240                            int orig_level, 
2241                            tree decl, 
2242                            tree type)
2243 {
2244   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
2245   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
2246   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
2247   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
2248   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
2249   TREE_TYPE (t) = type;
2250   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
2251   TREE_INVARIANT (t) = TREE_INVARIANT (decl);
2252   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
2253
2254   return t;
2255 }
2256
2257 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
2258    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
2259    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
2260    new one is created.  */
2261
2262 static tree 
2263 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels)
2264 {
2265   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
2266       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
2267           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
2268     {
2269       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
2270       tree decl, t;
2271       
2272       decl = build_decl (TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
2273       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
2274       TREE_INVARIANT (decl) = TREE_INVARIANT (orig_decl);
2275       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
2276       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2277       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2278       
2279       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
2280                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
2281                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
2282                                      decl, type);
2283       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
2284
2285       /* Template template parameters need this.  */
2286       DECL_TEMPLATE_PARMS (decl)
2287         = DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index));
2288     }
2289
2290   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
2291 }
2292
2293 /* Process information from new template parameter NEXT and append it to the
2294    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
2295    IS_NON_TYPE is true.  */
2296
2297 tree
2298 process_template_parm (tree list, tree next, bool is_non_type)
2299 {
2300   tree parm;
2301   tree decl = 0;
2302   tree defval;
2303   int idx;
2304
2305   parm = next;
2306   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
2307   defval = TREE_PURPOSE (parm);
2308
2309   if (list)
2310     {
2311       tree p = TREE_VALUE (tree_last (list));
2312
2313       if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
2314         idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
2315       else
2316         idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
2317       ++idx;
2318     }
2319   else
2320     idx = 0;
2321
2322   if (is_non_type)
2323     {
2324       parm = TREE_VALUE (parm);
2325
2326       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2327
2328       /* [temp.param]
2329
2330          The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
2331          ignored when determining its type.  */
2332       TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
2333
2334       /* A template parameter is not modifiable.  */
2335       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
2336       TREE_INVARIANT (parm) = 1;
2337       TREE_READONLY (parm) = 1;
2338       if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
2339         TREE_TYPE (parm) = void_type_node;
2340       decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
2341       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
2342       TREE_INVARIANT (decl) = 1;
2343       TREE_READONLY (decl) = 1;
2344       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl) 
2345         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2346                                      processing_template_decl,
2347                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2348     }
2349   else
2350     {
2351       tree t;
2352       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
2353       
2354       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2355         {
2356           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
2357           /* This is for distinguishing between real templates and template 
2358              template parameters */
2359           TREE_TYPE (parm) = t;
2360           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
2361           decl = parm;
2362         }
2363       else
2364         {
2365           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
2366           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
2367           decl = build_decl (TYPE_DECL, parm, t);
2368         }
2369         
2370       TYPE_NAME (t) = decl;
2371       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
2372       parm = decl;
2373       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
2374         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl, 
2375                                      processing_template_decl,
2376                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2377     }
2378   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2379   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2380   pushdecl (decl);
2381   parm = build_tree_list (defval, parm);
2382   return chainon (list, parm);
2383 }
2384
2385 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
2386    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
2387    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
2388    as PARM_DECLs.  */
2389
2390 tree
2391 end_template_parm_list (tree parms)
2392 {
2393   int nparms;
2394   tree parm, next;
2395   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
2396
2397   current_template_parms
2398     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
2399                  saved_parmlist, current_template_parms);
2400
2401   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
2402     {
2403       next = TREE_CHAIN (parm);
2404       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
2405       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
2406     }
2407
2408   --processing_template_parmlist;
2409
2410   return saved_parmlist;
2411 }
2412
2413 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
2414
2415 void
2416 end_template_decl (void)
2417 {
2418   reset_specialization ();
2419
2420   if (! processing_template_decl)
2421     return;
2422
2423   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
2424   finish_scope ();
2425
2426   --processing_template_decl;
2427   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
2428 }
2429
2430 /* Given a template argument vector containing the template PARMS.
2431    The innermost PARMS are given first.  */
2432
2433 tree
2434 current_template_args (void)
2435 {
2436   tree header;
2437   tree args = NULL_TREE;
2438   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2439   int l = length;
2440
2441   /* If there is only one level of template parameters, we do not
2442      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
2443      TREE_VEC containing the arguments.  */
2444   if (length > 1)
2445     args = make_tree_vec (length);
2446
2447   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
2448     {
2449       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
2450       int i;
2451
2452       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
2453       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
2454         {
2455           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
2456
2457           /* T will be a list if we are called from within a
2458              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
2459              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
2460           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST) 
2461             {
2462               t = TREE_VALUE (t);
2463               
2464               if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL 
2465                   || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
2466                 t = TREE_TYPE (t);
2467               else
2468                 t = DECL_INITIAL (t);
2469               TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
2470             }
2471         }
2472
2473       if (length > 1)
2474         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
2475       else
2476         args = a;
2477     }
2478
2479   return args;
2480 }
2481
2482 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
2483    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
2484    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
2485
2486 static tree
2487 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
2488 {
2489   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
2490   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
2491   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
2492   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
2493   if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
2494     {
2495       DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl) = DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl);
2496       DECL_CONSTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2497       DECL_DESTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_DESTRUCTOR_P (decl);
2498       DECL_NONCONVERTING_P (tmpl) = DECL_NONCONVERTING_P (decl);
2499       DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (tmpl) = DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (decl);
2500       if (DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl))
2501         SET_OVERLOADED_OPERATOR_CODE (tmpl, 
2502                                       DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl));
2503     }
2504
2505   return tmpl;
2506 }
2507
2508 struct template_parm_data
2509 {
2510   /* The level of the template parameters we are currently
2511      processing.  */
2512   int level;
2513
2514   /* The index of the specialization argument we are currently
2515      processing.  */
2516   int current_arg;
2517
2518   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
2519      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
2520      of the arguments processed so far.  */
2521   int* parms;
2522
2523   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
2524      elements are nonzero if the argument makes use of template
2525      parameters of this level.  */
2526   int* arg_uses_template_parms;
2527 };
2528
2529 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
2530    parameter in a partial specialization is used in the explicit
2531    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
2532    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
2533    appropriately.  */
2534
2535 static int
2536 mark_template_parm (tree t, void* data)
2537 {
2538   int level;
2539   int idx;
2540   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
2541
2542   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2543     {
2544       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2545       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
2546     }
2547   else
2548     {
2549       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2550       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
2551     }
2552
2553   if (level == tpd->level)
2554     {
2555       tpd->parms[idx] = 1;
2556       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
2557     }
2558
2559   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
2560      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
2561   return 0;
2562 }
2563
2564 /* Process the partial specialization DECL.  */
2565
2566 static tree
2567 process_partial_specialization (tree decl)
2568 {
2569   tree type = TREE_TYPE (decl);
2570   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
2571   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
2572   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
2573   tree inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
2574   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
2575   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
2576   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2577   int  i;
2578   int did_error_intro = 0;
2579   struct template_parm_data tpd;
2580   struct template_parm_data tpd2;
2581
2582   /* We check that each of the template parameters given in the
2583      partial specialization is used in the argument list to the
2584      specialization.  For example:
2585
2586        template <class T> struct S;
2587        template <class T> struct S<T*>;
2588
2589      The second declaration is OK because `T*' uses the template
2590      parameter T, whereas
2591
2592        template <class T> struct S<int>;
2593
2594      is no good.  Even trickier is:
2595
2596        template <class T>
2597        struct S1
2598        {
2599           template <class U>
2600           struct S2;
2601           template <class U>
2602           struct S2<T>;
2603        };
2604
2605      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
2606      full-specialization.  Of course, 
2607
2608           template <class U>
2609           struct S2<T (*)(U)>;
2610
2611      or some such would have been OK.  */
2612   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2613   tpd.parms = alloca (sizeof (int) * ntparms);
2614   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
2615
2616   tpd.arg_uses_template_parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2617   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2618   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2619     {
2620       tpd.current_arg = i;
2621       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
2622                               &mark_template_parm,
2623                               &tpd,
2624                               NULL);
2625     }
2626   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2627     if (tpd.parms[i] == 0)
2628       {
2629         /* One of the template parms was not used in the
2630            specialization.  */
2631         if (!did_error_intro)
2632           {
2633             error ("template parameters not used in partial specialization:");
2634             did_error_intro = 1;
2635           }
2636
2637         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
2638       }
2639
2640   /* [temp.class.spec]
2641
2642      The argument list of the specialization shall not be identical to
2643      the implicit argument list of the primary template.  */
2644   if (comp_template_args 
2645       (inner_args, 
2646        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
2647                                                    (maintmpl)))))
2648     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
2649
2650   /* [temp.class.spec]
2651
2652      A partially specialized non-type argument expression shall not
2653      involve template parameters of the partial specialization except
2654      when the argument expression is a simple identifier.
2655
2656      The type of a template parameter corresponding to a specialized
2657      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
2658      specialization.  */
2659   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
2660   tpd2.parms = 0;
2661   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2662     {
2663       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
2664       if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
2665           !TYPE_P (arg)
2666           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
2667           /* This next line is the `argument expression is not just a
2668              simple identifier' condition and also the `specialized
2669              non-type argument' bit.  */
2670           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
2671         {
2672           if (tpd.arg_uses_template_parms[i])
2673             error ("template argument %qE involves template parameter(s)", arg);
2674           else 
2675             {
2676               /* Look at the corresponding template parameter,
2677                  marking which template parameters its type depends
2678                  upon.  */
2679               tree type = 
2680                 TREE_TYPE (TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, 
2681                                                      i)));
2682
2683               if (!tpd2.parms)
2684                 {
2685                   /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
2686                   tpd2.arg_uses_template_parms 
2687                     = alloca (sizeof (int) * nargs);
2688                   /* The number of parameters here is the number in the
2689                      main template, which, as checked in the assertion
2690                      above, is NARGS.  */
2691                   tpd2.parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2692                   tpd2.level = 
2693                     TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
2694                 }
2695
2696               /* Mark the template parameters.  But this time, we're
2697                  looking for the template parameters of the main
2698                  template, not in the specialization.  */
2699               tpd2.current_arg = i;
2700               tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
2701               memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2702               for_each_template_parm (type,
2703                                       &mark_template_parm,
2704                                       &tpd2,
2705                                       NULL);
2706                   
2707               if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
2708                 {
2709                   /* The type depended on some template parameters.
2710                      If they are fully specialized in the
2711                      specialization, that's OK.  */
2712                   int j;
2713                   for (j = 0; j < nargs; ++j)
2714                     if (tpd2.parms[j] != 0
2715                         && tpd.arg_uses_template_parms [j])
2716                       {
2717                         error ("type %qT of template argument %qE depends "
2718                                "on template parameter(s)", 
2719                                type,
2720                                arg);
2721                         break;
2722                       }
2723                 }
2724             }
2725         }
2726     }
2727
2728   if (retrieve_specialization (maintmpl, specargs, 
2729                                /*class_specializations_p=*/true))
2730     /* We've already got this specialization.  */
2731     return decl;
2732
2733   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
2734     = tree_cons (inner_args, inner_parms,
2735                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
2736   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
2737   return decl;
2738 }
2739
2740 /* Check that a template declaration's use of default arguments is not
2741    invalid.  Here, PARMS are the template parameters.  IS_PRIMARY is
2742    nonzero if DECL is the thing declared by a primary template.
2743    IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial specialization.  */
2744
2745 static void
2746 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, int is_partial)
2747 {
2748   const char *msg;
2749   int last_level_to_check;
2750   tree parm_level;
2751
2752   /* [temp.param] 
2753
2754      A default template-argument shall not be specified in a
2755      function template declaration or a function template definition, nor
2756      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
2757      class template.  */
2758
2759   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
2760     /* You can't have a function template declaration in a local
2761        scope, nor you can you define a member of a class template in a
2762        local scope.  */
2763     return;
2764
2765   if (current_class_type
2766       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
2767       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2768       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
2769          or a member function.  */
2770       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2771           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
2772           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
2773           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
2774           : false)
2775       /* And, if it was a member function, it really was defined in
2776          the scope of the class.  */
2777       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2778           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
2779     /* We already checked these parameters when the template was
2780        declared, so there's no need to do it again now.  This function
2781        was defined in class scope, but we're processing it's body now
2782        that the class is complete.  */
2783     return;
2784
2785   /* [temp.param]
2786          
2787      If a template-parameter has a default template-argument, all
2788      subsequent template-parameters shall have a default
2789      template-argument supplied.  */
2790   for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2791     {
2792       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2793       int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2794       int seen_def_arg_p = 0; 
2795       int i;
2796
2797       for (i = 0; i < ntparms; ++i) 
2798         {
2799           tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
2800           if (TREE_PURPOSE (parm))
2801             seen_def_arg_p = 1;
2802           else if (seen_def_arg_p)
2803             {
2804               error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
2805               /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
2806                  there should have been a default argument.  */
2807               TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
2808             }
2809         }
2810     }
2811
2812   if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL || is_partial || !is_primary)
2813     /* For an ordinary class template, default template arguments are
2814        allowed at the innermost level, e.g.:
2815          template <class T = int>
2816          struct S {};
2817        but, in a partial specialization, they're not allowed even
2818        there, as we have in [temp.class.spec]:
2819      
2820          The template parameter list of a specialization shall not
2821          contain default template argument values.  
2822
2823        So, for a partial specialization, or for a function template,
2824        we look at all of them.  */
2825     ;
2826   else
2827     /* But, for a primary class template that is not a partial
2828        specialization we look at all template parameters except the
2829        innermost ones.  */
2830     parms = TREE_CHAIN (parms);
2831
2832   /* Figure out what error message to issue.  */
2833   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2834     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
2835   else if (is_partial)
2836     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
2837   else
2838     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2839
2840   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
2841     /* If we're inside a class definition, there's no need to
2842        examine the parameters to the class itself.  On the one
2843        hand, they will be checked when the class is defined, and,
2844        on the other, default arguments are valid in things like:
2845          template <class T = double>
2846          struct S { template <class U> void f(U); };
2847        Here the default argument for `S' has no bearing on the
2848        declaration of `f'.  */
2849     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
2850   else
2851     /* Check everything.  */
2852     last_level_to_check = 0;
2853
2854   for (parm_level = parms; 
2855        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check; 
2856        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2857     {
2858       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2859       int i;
2860       int ntparms;
2861
2862       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2863       for (i = 0; i < ntparms; ++i) 
2864         if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
2865           {
2866             if (msg)
2867               {
2868                 error (msg, decl);
2869                 msg = 0;
2870               }
2871
2872             /* Clear out the default argument so that we are not
2873                confused later.  */
2874             TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
2875           }
2876
2877       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
2878          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
2879       if (msg)
2880         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD"; 
2881     }
2882 }
2883
2884 /* Worker for push_template_decl_real, called via
2885    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
2886    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
2887    parameter of that level, return nonzero.  */
2888
2889 static int
2890 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
2891 {
2892   int this_level = *(int *)data;
2893   int level;
2894
2895   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2896     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2897   else
2898     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2899   return level == this_level;
2900 }
2901
2902 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
2903    parameters given by current_template_args, or reuses a
2904    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
2905    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.  
2906
2907    If IS_FRIEND is nonzero, DECL is a friend declaration.  */
2908
2909 tree
2910 push_template_decl_real (tree decl, int is_friend)
2911 {
2912   tree tmpl;
2913   tree args;
2914   tree info;
2915   tree ctx;
2916   int primary;
2917   int is_partial;
2918   int new_template_p = 0;
2919   /* True if the template is a member template, in the sense of
2920      [temp.mem].  */
2921   bool member_template_p = false;
2922
2923   if (decl == error_mark_node)
2924     return decl;
2925
2926   /* See if this is a partial specialization.  */
2927   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2928                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
2929                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
2930
2931   is_friend |= (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl));
2932
2933   if (is_friend)
2934     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
2935        the type of which it is a friend.  */
2936     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
2937   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
2938            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
2939     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
2940        it is defined.  */
2941     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
2942   else
2943     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
2944        is assumed to be a member of the class.  */
2945     ctx = current_scope ();
2946
2947   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
2948     ctx = NULL_TREE;
2949
2950   if (!DECL_CONTEXT (decl))
2951     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
2952
2953   /* See if this is a primary template.  */
2954   primary = template_parm_scope_p ();
2955
2956   if (primary)
2957     {
2958       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
2959         member_template_p = true;
2960       if (current_lang_name == lang_name_c)
2961         error ("template with C linkage");
2962       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL 
2963                && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl))) 
2964         error ("template class without a name");
2965       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2966         {
2967           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2968             {
2969               /* [temp.mem]
2970                  
2971                  A destructor shall not be a member template.  */
2972               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
2973               return error_mark_node;
2974             }
2975           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
2976               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
2977                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
2978                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
2979                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
2980                       == void_list_node)))
2981             {
2982               /* [basic.stc.dynamic.allocation] 
2983
2984                  An allocation function can be a function
2985                  template. ... Template allocation functions shall
2986                  have two or more parameters.  */
2987               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
2988               return decl;
2989             }
2990         }
2991       else if ((DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2992                 && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
2993                || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL && ctx && CLASS_TYPE_P (ctx)))
2994         /* OK */;
2995       else
2996         {
2997           error ("template declaration of %q#D", decl);
2998           return error_mark_node;
2999         }
3000     }
3001
3002   /* Check to see that the rules regarding the use of default
3003      arguments are not being violated.  */
3004   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms, 
3005                            primary, is_partial);
3006
3007   if (is_partial)
3008     return process_partial_specialization (decl);
3009
3010   args = current_template_args ();
3011
3012   if (!ctx 
3013       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
3014       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
3015       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
3016     {
3017       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3018           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
3019           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
3020         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3021       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
3022          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
3023          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
3024       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl) 
3025                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3026                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3027         {
3028           /* Since a template declaration already existed for this
3029              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
3030              that the redeclaration is valid.  */
3031           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
3032                                     current_template_parms);
3033           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
3034              one we already had.  */
3035           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3036         }
3037       else
3038         {
3039           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3040                                       member_template_p);
3041           new_template_p = 1;
3042
3043           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3044               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
3045             {
3046               /* A specialization of a member template of a template
3047                  class.  */
3048               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
3049               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
3050               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
3051             }
3052         }
3053     }
3054   else
3055     {
3056       tree a, t, current, parms;
3057       int i;
3058
3059       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3060         {
3061           if ((IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)))
3062                || TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) == ENUMERAL_TYPE)
3063               && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3064               && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3065             tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3066           else
3067             {
3068               error ("%qD does not declare a template type", decl);
3069               return decl;
3070             }
3071         }
3072       else if (!DECL_LANG_SPECIFIC (decl) || !DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
3073         {
3074           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
3075           return decl;
3076         }
3077       else
3078         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3079       
3080       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
3081           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl) 
3082           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
3083           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
3084         {
3085           tree new_tmpl;
3086
3087           /* The declaration is a specialization of a member
3088              template, declared outside the class.  Therefore, the
3089              innermost template arguments will be NULL, so we
3090              replace them with the arguments determined by the
3091              earlier call to check_explicit_specialization.  */
3092           args = DECL_TI_ARGS (decl);
3093
3094           new_tmpl 
3095             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3096                                    member_template_p);
3097           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
3098           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3099           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
3100           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
3101           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl) 
3102             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3103
3104           register_specialization (new_tmpl, 
3105                                    most_general_template (tmpl), 
3106                                    args);
3107           return decl;
3108         }
3109
3110       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
3111
3112       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3113       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
3114       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
3115         {
3116           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
3117                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
3118         }
3119       else
3120         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
3121           {
3122             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
3123             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3124
3125             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
3126               {
3127                 if (current == decl)
3128                   error ("got %d template parameters for %q#D",
3129                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
3130                 else
3131                   error ("got %d template parameters for %q#T",
3132                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
3133                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
3134               }
3135
3136             /* Perhaps we should also check that the parms are used in the
3137                appropriate qualifying scopes in the declarator?  */
3138
3139             if (current == decl)
3140               current = ctx;
3141             else
3142               current = TYPE_CONTEXT (current);
3143           }
3144     }
3145
3146   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
3147   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3148
3149   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
3150      that we do not try to push a global template friend declared in a
3151      template class; such a thing may well depend on the template
3152      parameters of the class.  */
3153   if (new_template_p && !ctx 
3154       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
3155     {
3156       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl);
3157       if (tmpl == error_mark_node)
3158         return error_mark_node;
3159     }
3160
3161   if (primary)
3162     {
3163       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
3164       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
3165         {
3166           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
3167
3168           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
3169              depends on innermost template operands.  */
3170           
3171           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
3172                                          depth))
3173             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
3174         }
3175     }
3176
3177   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
3178      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
3179      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
3180      argument levels if necessary.  */
3181   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
3182     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
3183
3184   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3185
3186   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
3187     {
3188       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
3189       if ((!ctx || TREE_CODE (ctx) != FUNCTION_DECL)
3190           && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3191           /* Don't change the name if we've already set it up.  */
3192           && !IDENTIFIER_TEMPLATE (DECL_NAME (decl)))
3193         DECL_NAME (decl) = classtype_mangled_name (TREE_TYPE (decl));
3194     }
3195   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
3196     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
3197
3198   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
3199 }
3200
3201 tree
3202 push_template_decl (tree decl)
3203 {
3204   return push_template_decl_real (decl, 0);
3205 }
3206
3207 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
3208    template PARMS, e.g.:
3209
3210      template <class T> struct S;
3211      template <class T> struct S {};  */
3212
3213 void 
3214 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
3215 {
3216   tree tmpl;
3217   tree tmpl_parms;
3218   int i;
3219
3220   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
3221     {
3222       error ("%qT is not a template type", type);
3223       return;
3224     }
3225
3226   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
3227   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
3228     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
3229        about here; there are no new template parameters for the nested
3230        type.  */
3231     return;
3232
3233   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3234   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3235
3236   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
3237     {
3238       cp_error_at ("previous declaration %qD", tmpl);
3239       error ("used %d template parameter%s instead of %d",
3240                 TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms), 
3241                 TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms) == 1 ? "" : "s",
3242                 TREE_VEC_LENGTH (parms));
3243       return;
3244     }
3245
3246   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
3247     {
3248       tree tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3249       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3250       tree tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3251       tree parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3252
3253       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
3254          TEMPLATE_DECL.  */
3255       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
3256           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
3257               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm))))
3258         {
3259           cp_error_at ("template parameter %q#D", tmpl_parm);
3260           error ("redeclared here as %q#D", parm);
3261           return;
3262         }
3263
3264       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
3265         {
3266           /* We have in [temp.param]:
3267
3268              A template-parameter may not be given default arguments
3269              by two different declarations in the same scope.  */
3270           error ("redefinition of default argument for %q#D", parm);
3271           error ("%J  original definition appeared here", tmpl_parm);
3272           return;
3273         }
3274
3275       if (parm_default != NULL_TREE)
3276         /* Update the previous template parameters (which are the ones
3277            that will really count) with the new default value.  */
3278         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
3279       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
3280         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
3281            parameters for any members.  */
3282         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
3283     }
3284 }
3285
3286 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
3287    (possibly simplified) expression.  */
3288
3289 tree
3290 fold_non_dependent_expr (tree expr)
3291 {
3292   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
3293      it.  We're supposed to treat:
3294      
3295        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
3296        template <typename T> void f(T[2]);
3297                    
3298      as two declarations of the same function, for example.  */
3299   if (processing_template_decl
3300       && !type_dependent_expression_p (expr)
3301       && !value_dependent_expression_p (expr))
3302     {
3303       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
3304
3305       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
3306       processing_template_decl = 0;
3307       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
3308                                     /*args=*/NULL_TREE,
3309                                     tf_error,
3310                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
3311                                     /*function_p=*/false);
3312       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
3313     }
3314   return expr;
3315 }
3316
3317 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
3318    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
3319    Extract the innest constant expression.
3320    
3321    This is basically a more powerful version of
3322    integral_constant_value, which can be used also in templates where
3323    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
3324    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
3325
3326 tree
3327 fold_decl_constant_value (tree expr)
3328 {
3329   while (true)
3330     {
3331       tree const_expr = integral_constant_value (expr);
3332       if (expr == const_expr)
3333         break;
3334       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
3335     }
3336
3337   return expr;
3338 }
3339
3340 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
3341    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
3342    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
3343    and check that the resulting function has external linkage.  */
3344
3345 static tree
3346 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
3347 {
3348   tree fns = expr;
3349   tree fn, fn_no_ptr;
3350
3351   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
3352   if (fn == error_mark_node)
3353     return error_mark_node;
3354
3355   fn_no_ptr = fn;
3356   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
3357     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
3358
3359   /* [temp.arg.nontype]/1
3360
3361      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3362      shall be one of:
3363      [...]
3364      -- the address of an object or function with external linkage.  */
3365   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
3366     {
3367       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3368              "because function %qD has not external linkage",
3369              expr, type, fn_no_ptr);
3370       return NULL_TREE;
3371     }
3372
3373   return fn;
3374 }
3375
3376 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
3377    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
3378    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
3379    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
3380    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
3381    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
3382    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
3383    must be non-dependent.
3384
3385    The conversion follows the special rules described in
3386    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
3387    conversion.
3388
3389    This function is called twice for each template argument (see
3390    lookup_template_class for a more accurate description of this
3391    problem). This means that we need to handle expressions which
3392    are not valid in a C++ source, but can be created from the
3393    first call (for instance, casts to perform conversions). These
3394    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
3395
3396 static tree
3397 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
3398 {
3399   tree expr_type;
3400
3401   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
3402      This special-case is not needed for correctness (we would easily
3403      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
3404      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
3405      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
3406   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
3407     {
3408       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3409              "because string literals can never be used in this context",
3410              expr, type);
3411       return NULL_TREE;
3412     }
3413
3414   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
3415      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
3416      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
3417      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
3418      so that access checking can be performed when the template is
3419      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
3420      convert the argument.  */
3421   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
3422   expr_type = TREE_TYPE (expr);
3423
3424   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
3425      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
3426      which is the tree that we built on the first call (see
3427      below when coercing to reference to object or to reference to
3428      function). We just strip everything and get to the arg.
3429      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
3430      for examples.  */
3431   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
3432     {
3433       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
3434         {
3435           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
3436              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
3437              could actually change the type to something more cv-qualified,
3438              and this is not folded by convert_from_reference.  */
3439           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3440           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
3441           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
3442           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
3443           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
3444                       (TREE_TYPE (expr_type),
3445                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
3446
3447           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
3448           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3449         }
3450
3451       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
3452          parameter is a pointer to object, through decay and
3453          qualification conversion. Let's strip everything.  */
3454       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3455         {
3456           STRIP_NOPS (expr);
3457           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
3458           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
3459           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
3460              an array. Otherwise, it is part of the original argument
3461              in the source code.  */
3462           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
3463             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3464           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3465         }
3466     }
3467
3468   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
3469
3470      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
3471      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
3472      (_conv.integral_) are applied.  */
3473   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3474     {
3475       if (!INTEGRAL_TYPE_P (expr_type))
3476         return error_mark_node;
3477
3478       expr = fold_decl_constant_value (expr);
3479       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
3480          do not fold into integer constants.  */
3481       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
3482         {
3483           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3484                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
3485           return NULL_TREE;
3486         }
3487
3488       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
3489          because we already know that the expression is of integral
3490          type.  */
3491       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
3492       if (expr == error_mark_node)
3493         return error_mark_node;
3494
3495       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
3496       expr = fold (expr);
3497     }
3498   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
3499
3500      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
3501      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
3502      conversion (_conv.array_) are applied.  */
3503   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3504     {
3505       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
3506
3507          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3508          shall be one of: [...]
3509
3510          -- the name of a non-type template-parameter;
3511          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
3512             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
3513             refers to a function or array, or if the corresponding
3514             template-parameter is a reference.
3515             
3516         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
3517         for a parameter of type pointer-to-object.  */
3518       bool constant_address_p =
3519         (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR
3520          || TREE_CODE (expr_type) == ARRAY_TYPE
3521          || (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr)));
3522
3523       expr = decay_conversion (expr);
3524       if (expr == error_mark_node)
3525         return error_mark_node;
3526
3527       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3528       if (expr == error_mark_node)
3529         return error_mark_node;
3530
3531       if (!constant_address_p)
3532         {
3533             error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3534                   "because it is not a constant pointer", expr, type);
3535             return NULL_TREE;
3536         }
3537     }
3538   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
3539
3540      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
3541      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
3542      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
3543      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
3544      template-argument, which must be an lvalue.  */
3545   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
3546     {
3547       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
3548                                                       expr_type))
3549         return error_mark_node;
3550
3551       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
3552         {
3553           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3554                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
3555           return NULL_TREE;
3556         }
3557         
3558       if (!real_lvalue_p (expr))
3559         {
3560           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3561                  "because it is not a lvalue", expr, type);
3562           return NULL_TREE;
3563         }
3564
3565       /* [temp.arg.nontype]/1
3566
3567          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3568          shall be one of: [...]
3569
3570          -- the address of an object or function with external linkage.  */
3571       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
3572         {
3573           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3574                  "because object %qD has not external linkage",
3575                  expr, type, expr);
3576           return NULL_TREE;
3577         }
3578
3579       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3580     }
3581   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
3582
3583      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
3584      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
3585      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
3586      pointer to such), the matching function is selected from the set
3587      (_over.over_).  */
3588   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
3589     {
3590       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
3591          context information to decay the pointer.
3592          ??? Why static5.C requires decay and subst1.C works fine
3593          even without it?  */
3594       if (!type_unknown_p (expr_type))
3595         {
3596           expr = decay_conversion (expr);
3597           if (expr == error_mark_node)
3598             return error_mark_node;
3599         }
3600
3601       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
3602       if (!expr || expr == error_mark_node)
3603         return expr;
3604     }
3605   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
3606
3607      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
3608      conversions apply. If the template-argument represents a set of
3609      overloaded functions, the matching function is selected from the set
3610      (_over.over_).  */
3611   else if (TYPE_REFFN_P (type))
3612     {
3613       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3614         {
3615           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3616                  "because it is a pointer", expr, type);
3617           inform ("try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
3618           return NULL_TREE;
3619         }
3620
3621       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
3622       if (!expr || expr == error_mark_node)
3623         return expr;
3624
3625       expr = build_nop(type, build_address (expr));
3626     }
3627   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
3628
3629      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
3630      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
3631      overloaded member functions, the matching member function is selected
3632      from the set (_over.over_).  */
3633   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
3634     {
3635       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
3636       if (expr == error_mark_node)
3637         return error_mark_node;
3638
3639       /* There is no way to disable standard conversions in
3640          resolve_address_of_overloaded_function (called by
3641          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
3642          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
3643          to reject this conversion here.
3644
3645          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
3646          it would still be better to reject them here so that we can
3647          provide a superior diagnostic.  */
3648       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
3649         {
3650           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
3651           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
3652           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3653                  "because it is of type %qT", expr, type,
3654                  TREE_TYPE (expr));
3655           inform ("standard conversions are not allowed in this context");
3656           return NULL_TREE;
3657         }
3658     }
3659   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
3660
3661      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
3662      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
3663   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
3664     {
3665       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3666       if (expr == error_mark_node)
3667         return expr;
3668     }
3669   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
3670   else
3671     gcc_unreachable ();
3672
3673   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
3674      right type?  */
3675   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
3676   return expr;
3677 }
3678
3679
3680 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for 
3681    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are 
3682    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL 
3683    or PARM_DECL.
3684    
3685    ARG_PARMS may contain more parameters than PARM_PARMS.  If this is 
3686    the case, then extra parameters must have default arguments.
3687
3688    Consider the example:
3689      template <class T, class Allocator = allocator> class vector;
3690      template<template <class U> class TT> class C;
3691
3692    C<vector> is a valid instantiation.  PARM_PARMS for the above code 
3693    contains a TYPE_DECL (for U),  ARG_PARMS contains two TYPE_DECLs (for 
3694    T and Allocator) and OUTER_ARGS contains the argument that is used to 
3695    substitute the TT parameter.  */
3696
3697 static int
3698 coerce_template_template_parms (tree parm_parms, 
3699                                 tree arg_parms, 
3700                                 tsubst_flags_t complain, 
3701                                 tree in_decl,
3702                                 tree outer_args)
3703 {
3704   int nparms, nargs, i;
3705   tree parm, arg;
3706
3707   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
3708   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
3709
3710   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
3711   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
3712
3713   /* The rule here is opposite of coerce_template_parms.  */
3714   if (nargs < nparms
3715       || (nargs > nparms
3716           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, nparms)) == NULL_TREE))
3717     return 0;
3718
3719   for (i = 0; i < nparms; ++i)
3720     {
3721       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
3722       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
3723
3724       if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
3725           || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
3726         return 0;
3727
3728       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
3729         return 0;
3730
3731       switch (TREE_CODE (parm))
3732         {
3733         case TYPE_DECL:
3734           break;
3735
3736         case TEMPLATE_DECL:
3737           /* We encounter instantiations of templates like
3738                template <template <template <class> class> class TT>
3739                class C;  */
3740           {
3741             tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3742             tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3743
3744             if (!coerce_template_template_parms
3745                 (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
3746               return 0;
3747           }
3748           break;
3749
3750         case PARM_DECL:
3751           /* The tsubst call is used to handle cases such as
3752
3753                template <int> class C {};
3754                template <class T, template <T> class TT> class D {};
3755                D<int, C> d;
3756
3757              i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
3758           if (!dependent_type_p (TREE_TYPE (arg))
3759               && !same_type_p
3760                     (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
3761                              TREE_TYPE (arg)))
3762             return 0;
3763           break;
3764           
3765         default:
3766           gcc_unreachable ();
3767         }
3768     }
3769   return 1;
3770 }
3771
3772 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
3773    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
3774    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
3775    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
3776    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
3777    the full set of template arguments deduced so far.  */
3778
3779 static tree
3780 convert_template_argument (tree parm, 
3781                            tree arg, 
3782                            tree args, 
3783                            tsubst_flags_t complain, 
3784                            int i, 
3785                            tree in_decl)
3786 {
3787   tree val;
3788   tree inner_args;
3789   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
3790   
3791   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3792
3793   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST 
3794       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
3795     {  
3796       /* The template argument was the name of some
3797          member function.  That's usually
3798          invalid, but static members are OK.  In any
3799          case, grab the underlying fields/functions
3800          and issue an error later if required.  */
3801       arg = TREE_VALUE (arg);
3802       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
3803     }
3804
3805   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
3806   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
3807                    || requires_tmpl_type);
3808
3809   is_tmpl_type = ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
3810                    && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
3811                   || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3812                   || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
3813   
3814   if (is_tmpl_type
3815       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3816           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
3817     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
3818
3819   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
3820
3821   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
3822       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
3823     {
3824       pedwarn ("to refer to a type member of a template parameter, "
3825                "use %<typename %E%>", arg);
3826       
3827       arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
3828                                 TREE_OPERAND (arg, 1),
3829                                 typename_type,
3830                                 complain & tf_error);
3831       is_type = 1;
3832     }
3833   if (is_type != requires_type)
3834     {
3835       if (in_decl)
3836         {
3837           if (complain & tf_error)
3838             {
3839               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3840                      "parameter list for %qD",
3841                      i + 1, in_decl);
3842               if (is_type)
3843                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
3844                        TREE_TYPE (parm),
3845                        (is_tmpl_type ? DECL_NAME (arg) : arg));
3846               else if (requires_tmpl_type)
3847                 error ("  expected a class template, got %qE", arg);
3848               else
3849                 error ("  expected a type, got %qE", arg);
3850             }
3851         }
3852       return error_mark_node;
3853     }
3854   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
3855     {
3856       if (in_decl && (complain & tf_error))
3857         {
3858           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3859                  "parameter list for %qD",
3860                  i + 1, in_decl);
3861           if (is_tmpl_type)
3862             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
3863           else
3864             error ("  expected a class template, got %qT", arg);
3865         }
3866       return error_mark_node;
3867     }
3868       
3869   if (is_type)
3870     {
3871       if (requires_tmpl_type)
3872         {
3873           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
3874             /* The number of argument required is not known yet.
3875                Just accept it for now.  */
3876             val = TREE_TYPE (arg);
3877           else
3878             {
3879               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3880               tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3881
3882               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
3883                                                   complain, in_decl,
3884                                                   inner_args))
3885                 {
3886                   val = arg;
3887                   
3888                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over 
3889                      TEMPLATE_DECL.  */
3890                   if (val != error_mark_node 
3891                       && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
3892                     val = TREE_TYPE (val);
3893                 }
3894               else
3895                 {
3896                   if (in_decl && (complain & tf_error))
3897                     {
3898                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
3899                              "template parameter list for %qD",
3900                              i + 1, in_decl);
3901                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
3902                              parm, arg);
3903                     }
3904                   
3905                   val = error_mark_node;
3906                 }
3907             }
3908         }
3909       else
3910         val = arg;
3911     }
3912   else
3913     {
3914       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
3915
3916       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
3917         return error_mark_node;
3918       
3919       if (!uses_template_parms (arg) && !uses_template_parms (t))
3920         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
3921            will report errors, which we don't want when complain
3922            is zero.  More importantly, digest_init will try too
3923            hard to convert things: for example, `0' should not be
3924            converted to pointer type at this point according to
3925            the standard.  Accepting this is not merely an
3926            extension, since deciding whether or not these
3927            conversions can occur is part of determining which
3928            function template to call, or whether a given explicit
3929            argument specification is valid.  */
3930         val = convert_nontype_argument (t, arg);
3931       else
3932         val = arg;
3933
3934       if (val == NULL_TREE)
3935         val = error_mark_node;
3936       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
3937         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  arg, t);
3938     }
3939
3940   return val;
3941 }
3942
3943 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
3944    return a vector containing the innermost resulting template
3945    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
3946    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
3947
3948    If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is nonzero, all arguments must be
3949    provided in ARGLIST, or else trailing parameters must have default
3950    values.  If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is zero, we will attempt argument
3951    deduction for any unspecified trailing arguments.  */
3952    
3953 static tree
3954 coerce_template_parms (tree parms, 
3955                        tree args, 
3956                        tree in_decl,
3957                        tsubst_flags_t complain,
3958                        int require_all_arguments)
3959 {
3960   int nparms, nargs, i, lost = 0;
3961   tree inner_args;
3962   tree new_args;
3963   tree new_inner_args;
3964
3965   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3966   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
3967   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
3968
3969   if (nargs > nparms
3970       || (nargs < nparms
3971           && require_all_arguments
3972           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs)) == NULL_TREE))
3973     {
3974       if (complain & tf_error) 
3975         {
3976           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
3977                  nargs, nparms);
3978           
3979           if (in_decl)
3980             cp_error_at ("provided for %qD", in_decl);
3981         }
3982
3983       return error_mark_node;
3984     }
3985
3986   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
3987   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
3988   for (i = 0; i < nparms; i++)
3989     {
3990       tree arg;
3991       tree parm;
3992
3993       /* Get the Ith template parameter.  */
3994       parm = TREE_VEC_ELT (parms, i);
3995
3996       /* Calculate the Ith argument.  */
3997       if (i < nargs)
3998         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
3999       else if (require_all_arguments)
4000         /* There must be a default arg in this case.  */
4001         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
4002                                    complain, in_decl);
4003       else
4004         break;
4005       
4006       gcc_assert (arg);
4007       if (arg == error_mark_node)
4008         {
4009           if (complain & tf_error)
4010             error ("template argument %d is invalid", i + 1);
4011         }
4012       else 
4013         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm), 
4014                                          arg, new_args, complain, i,
4015                                          in_decl); 
4016       
4017       if (arg == error_mark_node)
4018         lost++;
4019       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = arg;
4020     }
4021
4022   if (lost)
4023     return error_mark_node;
4024
4025   return new_inner_args;
4026 }
4027
4028 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
4029
4030 static int
4031 template_args_equal (tree ot, tree nt)
4032 {
4033   if (nt == ot)
4034     return 1;
4035
4036   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
4037     /* For member templates */
4038     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
4039   else if (TYPE_P (nt))
4040     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
4041   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
4042     return 0;
4043   else
4044     return cp_tree_equal (ot, nt);
4045 }
4046
4047 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
4048    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
4049
4050 int
4051 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
4052 {
4053   int i;
4054
4055   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
4056     return 0;
4057
4058   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
4059     {
4060       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
4061       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
4062
4063       if (! template_args_equal (ot, nt))
4064         return 0;
4065     }
4066   return 1;
4067 }
4068
4069 /* Given class template name and parameter list, produce a user-friendly name
4070    for the instantiation.  */
4071
4072 static char *
4073 mangle_class_name_for_template (const char* name, tree parms, tree arglist)
4074 {
4075   static struct obstack scratch_obstack;
4076   static char *scratch_firstobj;
4077   int i, nparms;
4078
4079   if (!scratch_firstobj)
4080     gcc_obstack_init (&scratch_obstack);
4081   else
4082     obstack_free (&scratch_obstack, scratch_firstobj);
4083   scratch_firstobj = obstack_alloc (&scratch_obstack, 1);
4084
4085 #define ccat(C) obstack_1grow (&scratch_obstack, (C));
4086 #define cat(S)  obstack_grow (&scratch_obstack, (S), strlen (S))
4087
4088   cat (name);
4089   ccat ('<');
4090   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4091   arglist = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
4092   gcc_assert (nparms == TREE_VEC_LENGTH (arglist));
4093   for (i = 0; i < nparms; i++)
4094     {
4095       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4096       tree arg = TREE_VEC_ELT (arglist, i);
4097
4098       if (i)
4099         ccat (',');
4100
4101       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
4102         {
4103           cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4104           continue;
4105         }
4106       else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4107         {
4108           if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
4109             {
4110               /* Already substituted with real template.  Just output 
4111                  the template name here */
4112               tree context = DECL_CONTEXT (arg);
4113               if (context)
4114                 {
4115                   /* The template may be defined in a namespace, or
4116                      may be a member template.  */
4117                   gcc_assert (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL
4118                               || CLASS_TYPE_P (context));
4119                   cat (decl_as_string (DECL_CONTEXT (arg),
4120                                       TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4121                   cat ("::");
4122                 }
4123               cat (IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (arg)));
4124             }
4125           else
4126             /* Output the parameter declaration.  */
4127             cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4128           continue;
4129         }
4130       else
4131         gcc_assert (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL);
4132
4133       /* No need to check arglist against parmlist here; we did that
4134          in coerce_template_parms, called from lookup_template_class.  */
4135       cat (expr_as_string (arg, TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4136     }
4137   {
4138     char *bufp = obstack_next_free (&scratch_obstack);
4139     int offset = 0;
4140     while (bufp[offset - 1] == ' ')
4141       offset--;
4142     obstack_blank_fast (&scratch_obstack, offset);
4143
4144     /* B<C<char> >, not B<C<char>> */
4145     if (bufp[offset - 1] == '>')
4146       ccat (' ');
4147   }
4148   ccat ('>');
4149   ccat ('\0');
4150   return (char *) obstack_base (&scratch_obstack);
4151 }
4152
4153 static tree
4154 classtype_mangled_name (tree t)
4155 {
4156   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t)
4157       /* Specializations have already had their names set up in
4158          lookup_template_class.  */
4159       && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
4160     {
4161       tree tmpl = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
4162
4163       /* For non-primary templates, the template parameters are
4164          implicit from their surrounding context.  */
4165       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4166         {
4167           tree name = DECL_NAME (tmpl);
4168           char *mangled_name = mangle_class_name_for_template
4169             (IDENTIFIER_POINTER (name), 
4170              DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
4171              CLASSTYPE_TI_ARGS (t));
4172           tree id = get_identifier (mangled_name);
4173           IDENTIFIER_TEMPLATE (id) = name;
4174           return id;
4175         }
4176     }
4177
4178   return TYPE_IDENTIFIER (t);
4179 }
4180
4181 static void
4182 add_pending_template (tree d)
4183 {
4184   tree ti = (TYPE_P (d)
4185              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
4186              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
4187   tree pt;
4188   int level;
4189
4190   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
4191     return;
4192
4193   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
4194      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
4195      Compensate.  */
4196   level = !(current_tinst_level && TINST_DECL (current_tinst_level) == d);
4197
4198   if (level)
4199     push_tinst_level (d);
4200
4201   pt = tree_cons (current_tinst_level, d, NULL_TREE);
4202   if (last_pending_template)
4203     TREE_CHAIN (last_pending_template) = pt;
4204   else
4205     pending_templates = pt;
4206
4207   last_pending_template = pt;
4208
4209   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
4210
4211   if (level)
4212     pop_tinst_level ();
4213 }
4214
4215
4216 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
4217    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
4218    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
4219
4220 tree
4221 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
4222 {
4223   tree type;
4224
4225   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
4226     return error_mark_node;
4227
4228   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
4229   if (fns == NULL_TREE 
4230       || TREE_CODE (fns) == FUNCTION_DECL)
4231     {
4232       error ("non-template used as template");
4233       return error_mark_node;
4234     }
4235
4236   gcc_assert (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_DECL
4237               || TREE_CODE (fns) == OVERLOAD
4238               || BASELINK_P (fns)
4239               || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE);
4240
4241   if (BASELINK_P (fns))
4242     {
4243       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
4244                                          unknown_type_node,
4245                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
4246                                          arglist);
4247       return fns;
4248     }
4249
4250   type = TREE_TYPE (fns);
4251   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
4252     type = unknown_type_node;
4253   
4254   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
4255 }
4256
4257 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
4258    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
4259    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
4260    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
4261    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
4262    DECL is returned.  */
4263
4264 tree
4265 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
4266 {
4267   return (decl != NULL_TREE
4268           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL 
4269           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
4270           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4271           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))) 
4272     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
4273 }
4274
4275 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
4276    parameters, find the desired type.
4277
4278    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
4279
4280    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
4281    instantiate.  
4282
4283    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
4284    the class we are looking up.
4285    
4286    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
4287
4288    If the template class is really a local class in a template
4289    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
4290    being instantiated.  
4291
4292    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
4293    template-id: the first time from the parser, while creating the
4294    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
4295    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
4296    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
4297    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
4298
4299 tree
4300 lookup_template_class (tree d1, 
4301                        tree arglist, 
4302                        tree in_decl, 
4303                        tree context, 
4304                        int entering_scope, 
4305                        tsubst_flags_t complain)
4306 {
4307   tree template = NULL_TREE, parmlist;
4308   tree t;
4309   
4310   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
4311   
4312   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
4313     {
4314       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
4315       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
4316         template = value;
4317       else
4318         {
4319           if (context)
4320             push_decl_namespace (context);
4321           template = lookup_name (d1, /*prefer_type=*/0);
4322           template = maybe_get_template_decl_from_type_decl (template);
4323           if (context)
4324             pop_decl_namespace ();
4325         }
4326       if (template)
4327         context = DECL_CONTEXT (template);
4328     }
4329   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && IS_AGGR_TYPE (TREE_TYPE (d1)))
4330     {
4331       tree type = TREE_TYPE (d1);
4332
4333       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
4334          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
4335       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
4336         type = TREE_TYPE (type);
4337         
4338       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4339         {
4340           template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4341           d1 = DECL_NAME (template);
4342         }
4343     }
4344   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE 
4345            || (TYPE_P (d1) && IS_AGGR_TYPE (d1)))
4346     {
4347       template = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
4348       d1 = DECL_NAME (template);
4349     }
4350   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
4351            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
4352     {
4353       template = d1;
4354       d1 = DECL_NAME (template);
4355       context = DECL_CONTEXT (template);
4356     }
4357
4358   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
4359   if (! template)
4360     {
4361       if (complain & tf_error)
4362         error ("%qT is not a template", d1);
4363       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4364     }
4365
4366   if (TREE_CODE (template) != TEMPLATE_DECL
4367          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
4368             the user.  */
4369       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (template)
4370           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)))
4371     {
4372       if (complain & tf_error)
4373         {
4374           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
4375           if (in_decl)
4376             cp_error_at ("for template declaration %qD", in_decl);
4377         }
4378       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4379     }
4380
4381   complain &= ~tf_user;
4382   
4383   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (template))
4384     {
4385       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
4386          template arguments */
4387
4388       tree parm;
4389       tree arglist2;
4390
4391       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (template);
4392
4393       /* Consider an example where a template template parameter declared as
4394
4395            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
4396
4397          The template parameter level of T and U are one level larger than 
4398          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an 
4399          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
4400          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
4401          available when not appearing as default template argument, can be
4402          obtained from `current_template_args ()'.
4403
4404          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
4405          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
4406          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
4407          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
4408
4409       if (current_template_parms)
4410         arglist = add_to_template_args (current_template_args (), arglist);
4411
4412       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, template,
4413                                         complain, /*require_all_args=*/1);
4414       if (arglist2 == error_mark_node
4415           || (!uses_template_parms (arglist2)
4416               && check_instantiated_args (template, arglist2, complain)))
4417         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4418
4419       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (template), arglist2);
4420       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
4421     }
4422   else 
4423     {
4424       tree template_type = TREE_TYPE (template);
4425       tree gen_tmpl;
4426       tree type_decl;
4427       tree found = NULL_TREE;
4428       int arg_depth;
4429       int parm_depth;
4430       int is_partial_instantiation;
4431
4432       gen_tmpl = most_general_template (template);
4433       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
4434       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
4435       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4436
4437       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
4438         {
4439           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
4440              For example, given:
4441
4442                template <class T> struct S1 {
4443                  template <class U> struct S2 {};
4444                  template <class U> struct S2<U*> {};
4445                 };
4446              
4447              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
4448              TEMPLATE will be `template <class T> template
4449              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
4450              arguments.  */
4451           arglist 
4452             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (template)),
4453                                            arglist);
4454           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4455         }
4456
4457       /* Now we should have enough arguments.  */
4458       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
4459       
4460       /* From here on, we're only interested in the most general
4461          template.  */
4462       template = gen_tmpl;
4463
4464       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
4465          actually tsubst'd into the definition to create the
4466          instantiation.  */
4467       if (parm_depth > 1)
4468         {
4469           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
4470           int i;
4471           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4472
4473           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
4474           
4475           for (i = saved_depth,
4476                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (template); 
4477                i > 0 && t != NULL_TREE;
4478                --i, t = TREE_CHAIN (t))
4479             {
4480               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
4481                                               arglist, template,
4482                                               complain, /*require_all_args=*/1);
4483
4484               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
4485               if (a == error_mark_node)
4486                 {
4487                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4488                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4489                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4490                 }
4491               
4492               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
4493
4494               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
4495                  that coerce_template_parms will see only the arguments
4496                  corresponding to the template parameters it is
4497                  examining.  */
4498               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4499             }
4500
4501           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4502           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4503
4504           arglist = bound_args;
4505         }
4506       else
4507         arglist
4508           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
4509                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4510                                    template,
4511                                    complain, /*require_all_args=*/1);
4512
4513       if (arglist == error_mark_node)
4514         /* We were unable to bind the arguments.  */
4515         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4516
4517       /* In the scope of a template class, explicit references to the
4518          template class refer to the type of the template, not any
4519          instantiation of it.  For example, in:
4520          
4521            template <class T> class C { void f(C<T>); }
4522
4523          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
4524          class, however, such a reference is an instantiation.  */
4525       if (comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
4526                               arglist))
4527         {
4528           found = template_type;
4529           
4530           if (!entering_scope && PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4531             {
4532               tree ctx;
4533               
4534               for (ctx = current_class_type; 
4535                    ctx && TREE_CODE (ctx) != NAMESPACE_DECL;
4536                    ctx = (TYPE_P (ctx)
4537                           ? TYPE_CONTEXT (ctx)
4538                           : DECL_CONTEXT (ctx)))
4539                 if (TYPE_P (ctx) && same_type_p (ctx, template_type))
4540                   goto found_ctx;
4541               
4542               /* We're not in the scope of the class, so the
4543                  TEMPLATE_TYPE is not the type we want after all.  */
4544               found = NULL_TREE;
4545             found_ctx:;
4546             }
4547         }
4548       if (found)
4549         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4550
4551       /* If we already have this specialization, return it.  */
4552       found = retrieve_specialization (template, arglist,
4553                                        /*class_specializations_p=*/false);
4554       if (found)
4555         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4556
4557       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
4558          arguments still involve template parameters.  Note that we set
4559          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
4560          well.  */
4561       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
4562
4563       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
4564          failed.  */
4565       if (!is_partial_instantiation
4566           && check_instantiated_args (template,
4567                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4568                                       complain))
4569         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4570         
4571       if (!is_partial_instantiation 
4572           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)
4573           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (template)) == NAMESPACE_DECL)
4574         {
4575           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (template),
4576                                       DECL_NAME (template),
4577                                       /*tag_scope=*/ts_global);
4578           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4579         }
4580       
4581       context = tsubst (DECL_CONTEXT (template), arglist,
4582                         complain, in_decl);
4583       if (!context)
4584         context = global_namespace;
4585
4586       /* Create the type.  */
4587       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
4588         {
4589           if (!is_partial_instantiation)
4590             {
4591               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
4592               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type));
4593             }
4594           else
4595             /* We don't want to call start_enum for this type, since
4596                the values for the enumeration constants may involve
4597                template parameters.  And, no one should be interested
4598                in the enumeration constants for such a type.  */
4599             t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
4600         }
4601       else
4602         {
4603           t = make_aggr_type (TREE_CODE (template_type));
4604           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t) 
4605             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
4606           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
4607           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
4608
4609           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
4610           if (context == current_function_decl)
4611             pushtag (DECL_NAME (template), t, 0);
4612         }
4613
4614       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
4615          will already be set up.  */
4616       if (!TYPE_NAME (t))
4617         {
4618           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
4619           
4620           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (template), t);
4621           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
4622           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
4623           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl) 
4624             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4625         }
4626       else
4627         type_decl = TYPE_NAME (t);
4628
4629       TREE_PRIVATE (type_decl)
4630         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4631       TREE_PROTECTED (type_decl)
4632         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4633
4634       /* Set up the template information.  We have to figure out which
4635          template is the immediate parent if this is a full
4636          instantiation.  */
4637       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
4638           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4639         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
4640         found = template;
4641       else
4642         {
4643           /* This is a full instantiation of a member template.  Look
4644              for a partial instantiation of which this is an instance.  */
4645
4646           for (found = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template);
4647                found; found = TREE_CHAIN (found))
4648             {
4649               int success;
4650               tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (found));
4651
4652               /* We only want partial instantiations, here, not
4653                  specializations or full instantiations.  */
4654               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_VALUE (found))
4655                   || !uses_template_parms (TREE_VALUE (found)))
4656                 continue;
4657
4658               /* Temporarily reduce by one the number of levels in the
4659                  ARGLIST and in FOUND so as to avoid comparing the
4660                  last set of arguments.  */
4661               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4662               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found)) --;
4663
4664               /* See if the arguments match.  If they do, then TMPL is
4665                  the partial instantiation we want.  */
4666               success = comp_template_args (TREE_PURPOSE (found), arglist);
4667
4668               /* Restore the argument vectors to their full size.  */
4669               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4670               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found))++;
4671
4672               if (success)
4673                 {
4674                   found = tmpl;
4675                   break;
4676                 }
4677             }
4678
4679           if (!found)
4680             {
4681               /* There was no partial instantiation. This happens
4682                  where C<T> is a member template of A<T> and it's used
4683                  in something like
4684                 
4685                   template <typename T> struct B { A<T>::C<int> m; };
4686                   B<float>;
4687                 
4688                  Create the partial instantiation.
4689                */
4690               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4691               found = tsubst (template, arglist, complain, NULL_TREE);
4692               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4693             }
4694         }
4695
4696       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));  
4697       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template) 
4698         = tree_cons (arglist, t, 
4699                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template));
4700
4701       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE 
4702           && !is_partial_instantiation)
4703         /* Now that the type has been registered on the instantiations
4704            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
4705            constants may involve the enumeration type itself, we make
4706            sure to register the type first, and then create the
4707            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
4708            constants won't result in recursive calls here; we'll find
4709            the instantiation and exit above.  */
4710         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
4711
4712       /* Reset the name of the type, now that CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO
4713          is set up.  */
4714       if (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE)
4715         DECL_NAME (type_decl) = classtype_mangled_name (t);
4716       if (is_partial_instantiation)
4717         /* If the type makes use of template parameters, the
4718            code that generates debugging information will crash.  */
4719         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
4720
4721       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
4722     }
4723   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
4724 }
4725 \f
4726 struct pair_fn_data 
4727 {
4728   tree_fn_t fn;
4729   void *data;
4730   struct pointer_set_t *visited;
4731 };
4732
4733 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
4734
4735 static tree
4736 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
4737 {
4738   tree t = *tp;
4739   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
4740   tree_fn_t fn = pfd->fn;
4741   void *data = pfd->data;
4742
4743   if (TYPE_P (t)
4744       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited))
4745     return error_mark_node;
4746
4747   switch (TREE_CODE (t))
4748     {
4749     case RECORD_TYPE:
4750       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
4751         break;
4752       /* Fall through.  */
4753
4754     case UNION_TYPE:
4755     case ENUMERAL_TYPE:
4756       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
4757         *walk_subtrees = 0;
4758       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
4759                                        fn, data, pfd->visited))
4760         return error_mark_node;
4761       break;
4762
4763     case METHOD_TYPE:
4764       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
4765          explicitly here.  */
4766       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
4767                                   pfd->visited))
4768         return error_mark_node;
4769       /* Fall through.  */
4770
4771     case FUNCTION_TYPE:
4772       /* Check the return type.  */
4773       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4774         return error_mark_node;
4775
4776       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
4777          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
4778          contain expressions that involve template parameters.  But,
4779          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
4780          instantiated, they don't contain template parameters, so
4781          there's no point in looking at them then, either.  */
4782       {
4783         tree parm;
4784
4785         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
4786           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
4787                                       pfd->visited))
4788             return error_mark_node;
4789
4790         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
4791            want walk_tree walking into them itself.  */
4792         *walk_subtrees = 0;
4793       }
4794       break;
4795
4796     case TYPEOF_TYPE:
4797       if (for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data, 
4798                                   pfd->visited))
4799         return error_mark_node;
4800       break;
4801
4802     case FUNCTION_DECL:
4803     case VAR_DECL:
4804       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
4805           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
4806                                      pfd->visited))
4807         return error_mark_node;
4808       /* Fall through.  */
4809
4810     case PARM_DECL:
4811     case CONST_DECL:
4812       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
4813           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
4814                                      pfd->visited))
4815         return error_mark_node;
4816       if (DECL_CONTEXT (t) 
4817           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
4818                                      pfd->visited))
4819         return error_mark_node;
4820       break;
4821
4822     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4823       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
4824       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited))
4825         return error_mark_node;
4826       /* Fall through.  */
4827
4828     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4829     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
4830     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
4831       if (fn && (*fn)(t, data))
4832         return error_mark_node;
4833       else if (!fn)
4834         return error_mark_node;
4835       break;
4836
4837     case TEMPLATE_DECL:
4838       /* A template template parameter is encountered.  */
4839       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
4840           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4841         return error_mark_node;
4842
4843       /* Already substituted template template parameter */
4844       *walk_subtrees = 0;
4845       break;
4846
4847     case TYPENAME_TYPE:
4848       if (!fn 
4849           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
4850                                      data, pfd->visited))
4851         return error_mark_node;
4852       break;
4853
4854     case CONSTRUCTOR:
4855       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
4856           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
4857                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
4858                                      pfd->visited))
4859         return error_mark_node;
4860       break;
4861       
4862     case INDIRECT_REF:
4863     case COMPONENT_REF:
4864       /* If there's no type, then this thing must be some expression
4865          involving template parameters.  */
4866       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
4867         return error_mark_node;
4868       break;
4869
4870     case MODOP_EXPR:
4871     case CAST_EXPR:
4872     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
4873     case CONST_CAST_EXPR:
4874     case STATIC_CAST_EXPR:
4875     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
4876     case ARROW_EXPR:
4877     case DOTSTAR_EXPR:
4878     case TYPEID_EXPR:
4879     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
4880       if (!fn)
4881         return error_mark_node;
4882       break;
4883
4884     case BASELINK:
4885       /* If we do not handle this case specially, we end up walking
4886          the BINFO hierarchy, which is circular, and therefore
4887          confuses walk_tree.  */
4888       *walk_subtrees = 0;
4889       if (for_each_template_parm (BASELINK_FUNCTIONS (*tp), fn, data,
4890                                   pfd->visited))
4891         return error_mark_node;
4892       break;
4893
4894     default:
4895       break;
4896     }
4897
4898   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
4899   return NULL_TREE;
4900 }
4901
4902 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM, 
4903    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T, 
4904    call FN with the parameter and the DATA.
4905    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
4906    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
4907    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
4908    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
4909    considered to be the function which always returns 1.  */
4910
4911 static int
4912 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
4913                         struct pointer_set_t *visited)
4914 {
4915   struct pair_fn_data pfd;
4916   int result;
4917
4918   /* Set up.  */
4919   pfd.fn = fn;
4920   pfd.data = data;
4921
4922   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
4923      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
4924      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
4925      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
4926      visited list.)  */
4927   if (visited)
4928     pfd.visited = visited;
4929   else
4930     pfd.visited = pointer_set_create ();
4931   result = walk_tree (&t, 
4932                       for_each_template_parm_r, 
4933                       &pfd,
4934                       pfd.visited) != NULL_TREE;
4935
4936   /* Clean up.  */
4937   if (!visited)
4938     {
4939       pointer_set_destroy (pfd.visited);
4940       pfd.visited = 0;
4941     }
4942
4943   return result;
4944 }
4945
4946 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
4947
4948 int
4949 uses_template_parms (tree t)
4950 {
4951   bool dependent_p;
4952   int saved_processing_template_decl;
4953
4954   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4955   if (!saved_processing_template_decl)
4956     processing_template_decl = 1;
4957   if (TYPE_P (t))
4958     dependent_p = dependent_type_p (t);
4959   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
4960     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
4961   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
4962     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
4963                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
4964   else if (DECL_P (t) 
4965            || EXPR_P (t) 
4966            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4967            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
4968            || TREE_CODE (t) == BASELINK
4969            || CONSTANT_CLASS_P (t))
4970     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
4971                    || value_dependent_expression_p (t));
4972   else
4973     {
4974       gcc_assert (t == error_mark_node);
4975       dependent_p = false;
4976     }
4977   
4978   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4979
4980   return dependent_p;
4981 }
4982
4983 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
4984
4985 int
4986 uses_template_parms_level (tree t, int level)
4987 {
4988   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL);
4989 }
4990
4991 static int tinst_depth;
4992 extern int max_tinst_depth;
4993 #ifdef GATHER_STATISTICS
4994 int depth_reached;
4995 #endif
4996 static int tinst_level_tick;
4997 static int last_template_error_tick;
4998
4999 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
5000    for diagnostics and to restore it later.  */
5001
5002 int
5003 push_tinst_level (tree d)
5004 {
5005   tree new;
5006
5007   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
5008     {
5009       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
5010          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
5011          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
5012       if (uses_template_parms (d))
5013         return 0;
5014
5015       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
5016       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
5017              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
5018              max_tinst_depth, d);
5019
5020       print_instantiation_context ();
5021
5022       return 0;
5023     }
5024
5025   new = make_tinst_level (d, input_location);
5026   TREE_CHAIN (new) = current_tinst_level;
5027   current_tinst_level = new;
5028
5029   ++tinst_depth;
5030 #ifdef GATHER_STATISTICS
5031   if (tinst_depth > depth_reached)
5032     depth_reached = tinst_depth;
5033 #endif
5034
5035   ++tinst_level_tick;
5036   return 1;
5037 }
5038
5039 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
5040    context.  */
5041
5042 void
5043 pop_tinst_level (void)
5044 {
5045   tree old = current_tinst_level;
5046
5047   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
5048      this instantiation.  */
5049   input_location = TINST_LOCATION (old);
5050   current_tinst_level = TREE_CHAIN (old);
5051   --tinst_depth;
5052   ++tinst_level_tick;
5053 }
5054
5055 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
5056    instantiation context in which the instantiation was requested, which
5057    is one step out from LEVEL.  */
5058
5059 static void
5060 reopen_tinst_level (tree level)
5061 {
5062   tree t;
5063
5064   tinst_depth = 0;
5065   for (t = level; t; t = TREE_CHAIN (t))
5066     ++tinst_depth;
5067
5068   current_tinst_level = level;
5069   pop_tinst_level ();
5070 }
5071
5072 /* Return the outermost template instantiation context, for use with
5073    -falt-external-templates.  */
5074
5075 tree
5076 tinst_for_decl (void)
5077 {
5078   tree p = current_tinst_level;
5079
5080   if (p)
5081     for (; TREE_CHAIN (p) ; p = TREE_CHAIN (p))
5082       ;
5083   return p;
5084 }
5085
5086 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
5087    vector of template arguments, as for tsubst.
5088
5089    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
5090
5091 static tree
5092 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
5093 {
5094   tree new_friend;
5095
5096   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL 
5097       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
5098       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
5099     /* This was a friend declared with an explicit template
5100        argument list, e.g.:
5101        
5102        friend void f<>(T);
5103        
5104        to indicate that f was a template instantiation, not a new
5105        function declaration.  Now, we have to figure out what
5106        instantiation of what template.  */
5107     {
5108       tree template_id, arglist, fns;
5109       tree new_args;
5110       tree tmpl;
5111       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
5112       
5113       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
5114          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
5115          current cless with same name.  */
5116       push_nested_namespace (ns);
5117       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
5118                          tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5119       pop_nested_namespace (ns);
5120       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
5121                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5122       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
5123       
5124       new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5125       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
5126                                        &new_args, 
5127                                        /*need_member_template=*/0,
5128                                        TREE_VEC_LENGTH (args));
5129       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
5130     }
5131
5132   new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5133         
5134   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
5135      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
5136      the language.  For example, we might have had:
5137      
5138      template <class T> struct S {
5139        template <class U> friend void f(T, U);
5140      };
5141      
5142      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
5143      instantiation of anything.  */
5144   if (new_friend == error_mark_node)
5145     return error_mark_node;
5146   
5147   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
5148   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
5149     {
5150       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
5151       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
5152         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
5153     }
5154
5155   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
5156      is not a template instantiation and should not be mangled like
5157      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
5158      later if we need it.  */
5159   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
5160     {
5161       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
5162       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
5163     }
5164       
5165   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
5166     {
5167       tree old_decl;
5168       tree new_friend_template_info;
5169       tree new_friend_result_template_info;
5170       tree ns;
5171       int  new_friend_is_defn;
5172
5173       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
5174          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
5175          possible.  */
5176       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
5177       new_friend_is_defn =
5178             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT 
5179                            (template_for_substitution (new_friend)))
5180              != NULL_TREE);
5181       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
5182         {
5183           /* This declaration is a `primary' template.  */
5184           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
5185           
5186           new_friend_result_template_info
5187             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
5188         }
5189       else
5190         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
5191
5192       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
5193          current namespace. However, the friend function should go
5194          into the namespace of the template.  */
5195       ns = decl_namespace_context (new_friend);
5196       push_nested_namespace (ns);
5197       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend);
5198       pop_nested_namespace (ns);
5199
5200       if (old_decl != new_friend)
5201         {
5202           /* This new friend declaration matched an existing
5203              declaration.  For example, given:
5204
5205                template <class T> void f(T);
5206                template <class U> class C { 
5207                  template <class T> friend void f(T) {} 
5208                };
5209
5210              the friend declaration actually provides the definition
5211              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
5212              old_decl will be the out-of-class template declaration,
5213              while new_friend is the in-class definition.
5214
5215              But, if `f' was called before this point, the
5216              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
5217              to `T' but not to `U', references to which might appear
5218              in the definition of `f'.  Previously, the most general
5219              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
5220              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
5221              run through all specialization of `f', adding to their
5222              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
5223              new set of outer arguments, corresponding to the
5224              arguments for this class instantiation.  
5225
5226              The same situation can arise with something like this:
5227
5228                friend void f(int);
5229                template <class T> class C { 
5230                  friend void f(T) {}
5231                };
5232
5233              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
5234              in the class.  */
5235
5236           if (!new_friend_is_defn)
5237             /* On the other hand, if the in-class declaration does
5238                *not* provide a definition, then we don't want to alter
5239                existing definitions.  We can just leave everything
5240                alone.  */
5241             ;
5242           else
5243             {
5244               /* Overwrite whatever template info was there before, if
5245                  any, with the new template information pertaining to
5246                  the declaration.  */
5247               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
5248
5249               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
5250                 reregister_specialization (new_friend,
5251                                            most_general_template (old_decl),
5252                                            old_decl);
5253               else 
5254                 {
5255                   tree t;
5256                   tree new_friend_args;
5257
5258                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl)) 
5259                     = new_friend_result_template_info;
5260                     
5261                   new_friend_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
5262                   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl); 
5263                        t != NULL_TREE;
5264                        t = TREE_CHAIN (t))
5265                     {
5266                       tree spec = TREE_VALUE (t);
5267                   
5268                       DECL_TI_ARGS (spec) 
5269                         = add_outermost_template_args (new_friend_args,
5270                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
5271                     }
5272
5273                   /* Now, since specializations are always supposed to
5274                      hang off of the most general template, we must move
5275                      them.  */
5276                   t = most_general_template (old_decl);
5277                   if (t != old_decl)
5278                     {
5279                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t)
5280                         = chainon (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t),
5281                                    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl));
5282                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
5283                     }
5284                 }
5285             }
5286
5287           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
5288              by duplicate_decls.  */
5289           new_friend = old_decl;
5290         }
5291     }
5292   else
5293     {
5294       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
5295       bool dependent_p;
5296
5297       /* In the code
5298            template <class T> class C {
5299              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
5300              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
5301            };
5302          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
5303          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
5304          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
5305          this isn't true for case 2.  */
5306       ++processing_template_decl;
5307       dependent_p = dependent_type_p (context);
5308       --processing_template_decl;
5309
5310       if (!dependent_p
5311           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
5312         return error_mark_node;
5313
5314       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
5315         {
5316           /* Check to see that the declaration is really present, and,
5317              possibly obtain an improved declaration.  */
5318           tree fn = check_classfn (context,
5319                                    new_friend, NULL_TREE);
5320
5321           if (fn)
5322             new_friend = fn;
5323         }
5324     }
5325
5326   return new_friend;
5327 }
5328
5329 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
5330    template arguments, as for tsubst.
5331
5332    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
5333    failure.  */
5334
5335 static tree
5336 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
5337 {
5338   tree friend_type;
5339   tree tmpl;
5340   tree context;
5341
5342   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
5343
5344   if (context)
5345     {
5346       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5347         push_nested_namespace (context);
5348       else
5349         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE)); 
5350     }
5351
5352   /* First, we look for a class template.  */
5353   tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/0); 
5354
5355   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
5356      situation like this:
5357
5358        template <class T>
5359        struct S {
5360          template <class U>
5361          friend struct S;
5362        };
5363
5364      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
5365      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
5366   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5367     {
5368       tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/1);
5369       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
5370     }
5371
5372   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5373     {
5374       /* The friend template has already been declared.  Just
5375          check to see that the declarations match, and install any new
5376          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
5377          of course.  We only need the innermost template parameters
5378          because that is all that redeclare_class_template will look
5379          at.  */
5380       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
5381           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
5382         {
5383           tree parms;
5384           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
5385                                          args, tf_error | tf_warning);
5386           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
5387         }
5388
5389       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
5390     }
5391   else
5392     {
5393       /* The friend template has not already been declared.  In this
5394          case, the instantiation of the template class will cause the
5395          injection of this template into the global scope.  */
5396       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5397
5398       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
5399          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
5400          the new type because that is supposed to be the corresponding
5401          template decl, i.e., TMPL.  */
5402       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
5403       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
5404       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
5405       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
5406         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
5407
5408       /* Inject this template into the global scope.  */
5409       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level (tmpl));
5410     }
5411
5412   if (context) 
5413     {
5414       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5415         pop_nested_namespace (context);
5416       else
5417         pop_nested_class ();
5418     }
5419
5420   return friend_type;
5421 }
5422
5423 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
5424    Otherwise returns one.  */
5425
5426 static int
5427 can_complete_type_without_circularity (tree type)
5428 {
5429   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
5430     return 0;
5431   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
5432     return 1;
5433   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
5434     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
5435   else if (CLASS_TYPE_P (type)
5436            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
5437     return 0;
5438   else
5439     return 1;
5440 }
5441
5442 tree
5443 instantiate_class_template (tree type)
5444 {
5445   tree template, args, pattern, t, member;
5446   tree typedecl;
5447   tree pbinfo;
5448   tree base_list;
5449   
5450   if (type == error_mark_node)
5451     return error_mark_node;
5452
5453   if (TYPE_BEING_DEFINED (type) 
5454       || COMPLETE_TYPE_P (type)
5455       || dependent_type_p (type))
5456     return type;
5457
5458   /* Figure out which template is being instantiated.  */
5459   template = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
5460   gcc_assert (TREE_CODE (template) == TEMPLATE_DECL);
5461
5462   /* Figure out which arguments are being used to do the
5463      instantiation.  */
5464   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
5465
5466   /* Determine what specialization of the original template to
5467      instantiate.  */
5468   t = most_specialized_class (template, args);
5469   if (t == error_mark_node)
5470     {
5471       const char *str = "candidates are:";
5472       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
5473       for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (template); t; 
5474            t = TREE_CHAIN (t))
5475         {
5476           if (get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args))
5477             {
5478               cp_error_at ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
5479               str = "               ";
5480             }
5481         }
5482       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5483       return error_mark_node;
5484     }
5485
5486   if (t)
5487     pattern = TREE_TYPE (t);
5488   else
5489     pattern = TREE_TYPE (template);
5490
5491   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
5492      there's nothing we can do.  */
5493   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
5494     return type;
5495
5496   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
5497   if (! push_tinst_level (type))
5498     return type;
5499
5500   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
5501      the process of being defined.  */
5502   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5503
5504   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
5505      it now.  */
5506   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
5507
5508   push_to_top_level ();
5509
5510   if (t)
5511     {
5512       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
5513          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
5514          the arguments appropriate for substitution.  For example,
5515          given:
5516
5517            template <class T> struct S {};
5518            template <class T> struct S<T*> {};
5519          
5520          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
5521          present be {int*} but we need {int}.  */
5522       tree inner_args 
5523         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t),
5524                               args);
5525
5526       /* If there were multiple levels in ARGS, replacing the
5527          innermost level would alter CLASSTYPE_TI_ARGS, which we don't
5528          want, so we make a copy first.  */
5529       if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
5530         {
5531           args = copy_node (args);
5532           SET_TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args), inner_args);
5533         }
5534       else
5535         args = inner_args;
5536     }
5537
5538   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
5539
5540   /* Set the input location to the template definition. This is needed
5541      if tsubsting causes an error.  */
5542   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (pattern));
5543
5544   TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (pattern);
5545   TYPE_HAS_DESTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DESTRUCTOR (pattern);
5546   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
5547   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
5548   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
5549   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
5550   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
5551   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
5552   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
5553   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
5554   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
5555   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
5556   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
5557   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
5558   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
5559   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
5560     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
5561
5562   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
5563
5564   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
5565      class; we need to look up the nested class by name before we can
5566      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
5567      class.  */
5568   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
5569               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
5570               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
5571
5572   base_list = NULL_TREE;
5573   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
5574     {
5575       tree pbase_binfo;
5576       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
5577       bool pop_p;
5578       int i;
5579
5580       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
5581          the accessibility of types named in dependent bases are
5582          looked up from.  */
5583       pop_p = push_scope (context ? context : global_namespace);
5584   
5585       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
5586          basetypes.  */
5587       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
5588         {
5589           tree base;
5590           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
5591
5592           /* Substitute to figure out the base class.  */
5593           base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, NULL_TREE);
5594           if (base == error_mark_node)
5595             continue;
5596           
5597           base_list = tree_cons (access, base, base_list);
5598           if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
5599             TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
5600         }
5601
5602       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
5603       base_list = nreverse (base_list);
5604
5605       if (pop_p)
5606         pop_scope (context ? context : global_namespace);
5607     }
5608   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
5609      information.  */
5610   xref_basetypes (type, base_list);
5611
5612
5613   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
5614      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
5615      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
5616      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
5617      class.  */
5618   pushclass (type);
5619
5620   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
5621   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
5622        member; member = TREE_CHAIN (member))
5623     {
5624       tree t = TREE_VALUE (member);
5625
5626       if (TREE_PURPOSE (member))
5627         {
5628           if (TYPE_P (t))
5629             {
5630               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
5631
5632               tree tag = t;
5633               tree name = TYPE_IDENTIFIER (tag);
5634               tree newtag;
5635               bool class_template_p;
5636
5637               class_template_p = (TREE_CODE (tag) != ENUMERAL_TYPE
5638                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (tag)
5639                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (tag));
5640               /* If the member is a class template, then -- even after
5641                  substitution -- there may be dependent types in the
5642                  template argument list for the class.  We increment
5643                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
5644                  that function will assume that no types are dependent
5645                  when outside of a template.  */
5646               if (class_template_p)
5647                 ++processing_template_decl;
5648               newtag = tsubst (tag, args, tf_error, NULL_TREE);
5649               if (class_template_p)
5650                 --processing_template_decl;
5651               if (newtag == error_mark_node)
5652                 continue;
5653
5654               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
5655                 {
5656                   if (class_template_p)
5657                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
5658                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
5659                        instantiation (i.e., for the type of a member
5660                        template class nested within a template class.)
5661                        This behavior is required for
5662                        maybe_process_partial_specialization to work
5663                        correctly, but is not accurate in this case;
5664                        the TAG is not an instantiation of anything.
5665                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
5666                        instantiation, but the TYPE is not.) */
5667                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
5668
5669                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
5670                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
5671                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
5672                      this for enums because it will already have been done in
5673                      tsubst_enum.  */
5674                   if (name)
5675                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
5676                   pushtag (name, newtag, /*globalize=*/0);
5677                 }
5678             }
5679           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL 
5680                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
5681             {
5682               /* Build new TYPE_METHODS.  */
5683               tree r;
5684               
5685               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5686                 ++processing_template_decl;
5687               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5688               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5689                 --processing_template_decl;
5690               set_current_access_from_decl (r);
5691               grok_special_member_properties (r);
5692               finish_member_declaration (r);
5693             }
5694           else
5695             {
5696               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
5697
5698               if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
5699                 {
5700                   tree r;
5701
5702                   /* The the file and line for this declaration, to
5703                      assist in error message reporting.  Since we
5704                      called push_tinst_level above, we don't need to
5705                      restore these.  */
5706                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5707
5708                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5709                     ++processing_template_decl;
5710                   r = tsubst (t, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5711                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5712                     --processing_template_decl;
5713                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
5714                     {
5715                       tree init;
5716
5717                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5718                         init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
5719                                             tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5720                       else
5721                         init = NULL_TREE;
5722
5723                       finish_static_data_member_decl
5724                         (r, init, /*asmspec_tree=*/NULL_TREE, /*flags=*/0);
5725
5726                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5727                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
5728                     }
5729                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
5730                     {
5731                       /* Determine whether R has a valid type and can be
5732                          completed later.  If R is invalid, then it is
5733                          replaced by error_mark_node so that it will not be
5734                          added to TYPE_FIELDS.  */
5735                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
5736                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
5737                         complete_type (rtype);
5738
5739                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
5740                         {
5741                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
5742                           r = error_mark_node;
5743                         }
5744                     }
5745
5746                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
5747                      such a thing will already have been added to the field
5748                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
5749                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
5750                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
5751                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
5752                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
5753                     {
5754                       set_current_access_from_decl (r);
5755                       finish_member_declaration (r);
5756                     }
5757                 }
5758             }
5759         }
5760       else
5761         {
5762           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
5763             {
5764               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
5765
5766               tree friend_type = t;
5767               bool adjust_processing_template_decl = false;
5768
5769               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5770                 {
5771                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
5772                   adjust_processing_template_decl = true;
5773                 }
5774               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5775                 {
5776                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5777                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5778                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5779                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
5780                   adjust_processing_template_decl = true;
5781                 }
5782               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
5783                 {
5784                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5785                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5786                   /* Bump processing_template_decl for correct
5787                      dependent_type_p calculation.  */
5788                   ++processing_template_decl;
5789                   if (dependent_type_p (friend_type))
5790                     adjust_processing_template_decl = true;
5791                   --processing_template_decl;
5792                 }
5793               else if (uses_template_parms (friend_type))
5794                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
5795                                       tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5796               else if (CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type))
5797                 friend_type = friend_type;
5798               else 
5799                 {
5800                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
5801
5802                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
5803                      classes.  */
5804                   push_nested_namespace (ns);
5805                   friend_type = 
5806                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE, 
5807                                         /*tag_scope=*/ts_global);
5808                   pop_nested_namespace (ns);
5809                 }
5810
5811               if (adjust_processing_template_decl)
5812                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
5813                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
5814                    important that we use make_friend_class since it will
5815                    perform some error-checking and output cross-reference
5816                    information.  */
5817                 ++processing_template_decl;
5818
5819               if (friend_type != error_mark_node)
5820                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
5821
5822               if (adjust_processing_template_decl)
5823                 --processing_template_decl;
5824             }
5825           else
5826             {
5827               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
5828               tree r;
5829
5830               /* The the file and line for this declaration, to
5831                  assist in error message reporting.  Since we
5832                  called push_tinst_level above, we don't need to
5833                  restore these.  */
5834               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5835
5836               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5837                 {
5838                   ++processing_template_decl;
5839                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
5840                 }
5841               
5842               r = tsubst_friend_function (t, args);
5843               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
5844               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5845                 {
5846                   pop_deferring_access_checks ();
5847                   --processing_template_decl;
5848                 }
5849             }
5850         }
5851     }
5852
5853   /* Set the file and line number information to whatever is given for
5854      the class itself.  This puts error messages involving generated
5855      implicit functions at a predictable point, and the same point
5856      that would be used for non-template classes.  */
5857   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (type);
5858   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5859
5860   unreverse_member_declarations (type);
5861   finish_struct_1 (type);
5862   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
5863
5864   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
5865      any member functions.  We don't do this earlier because the
5866      default arguments may reference members of the class.  */
5867   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
5868     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
5869       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL 
5870           /* Implicitly generated member functions will not have template
5871              information; they are not instantiations, but instead are
5872              created "fresh" for each instantiation.  */
5873           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
5874         tsubst_default_arguments (t);
5875
5876   popclass ();
5877   pop_from_top_level ();
5878   pop_deferring_access_checks ();
5879   pop_tinst_level ();
5880
5881   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
5882      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
5883      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
5884      the keyed_classes list.  */
5885   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
5886     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
5887
5888   return type;
5889 }
5890
5891 static tree
5892 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5893 {
5894   tree r;
5895   
5896   if (!t)
5897     r = t;
5898   else if (TYPE_P (t))
5899     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
5900   else
5901     {
5902       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl);
5903
5904       if (!uses_template_parms (r))
5905         {
5906           /* Sometimes, one of the args was an expression involving a
5907              template constant parameter, like N - 1.  Now that we've
5908              tsubst'd, we might have something like 2 - 1.  This will
5909              confuse lookup_template_class, so we do constant folding
5910              here.  We have to unset processing_template_decl, to fool
5911              tsubst_copy_and_build() into building an actual tree.  */
5912
5913          /* If the TREE_TYPE of ARG is not NULL_TREE, ARG is already
5914             as simple as it's going to get, and trying to reprocess
5915             the trees will break.  Once tsubst_expr et al DTRT for
5916             non-dependent exprs, this code can go away, as the type
5917             will always be set.  */
5918           if (!TREE_TYPE (r))
5919             {
5920               int saved_processing_template_decl = processing_template_decl; 
5921               processing_template_decl = 0;
5922               r = tsubst_copy_and_build (r, /*args=*/NULL_TREE,
5923                                          tf_error, /*in_decl=*/NULL_TREE,
5924                                          /*function_p=*/false);
5925               processing_template_decl = saved_processing_template_decl; 
5926             }
5927           r = fold (r);
5928         }
5929     }
5930   return r;
5931 }
5932
5933 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
5934
5935 static tree
5936 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5937 {
5938   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
5939   int need_new = 0, i;
5940   tree *elts = alloca (len * sizeof (tree));
5941   
5942   for (i = 0; i < len; i++)
5943     {
5944       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
5945       tree new_arg;
5946
5947       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
5948         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
5949       else
5950         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
5951       
5952       if (new_arg == error_mark_node)
5953         return error_mark_node;
5954
5955       elts[i] = new_arg;
5956       if (new_arg != orig_arg)
5957         need_new = 1;
5958     }
5959   
5960   if (!need_new)
5961     return t;
5962
5963   t = make_tree_vec (len);
5964   for (i = 0; i < len; i++)
5965     TREE_VEC_ELT (t, i) = elts[i];
5966   
5967   return t;
5968 }
5969
5970 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
5971    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
5972    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
5973    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
5974    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
5975    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
5976
5977 static tree
5978 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
5979 {
5980   tree r = NULL_TREE;
5981   tree* new_parms;
5982
5983   for (new_parms = &r;
5984        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
5985        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
5986          parms = TREE_CHAIN (parms))
5987     {
5988       tree new_vec = 
5989         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
5990       int i;
5991       
5992       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
5993         {
5994           tree tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
5995           tree default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
5996           tree parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
5997
5998           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
5999           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
6000                                                complain, NULL_TREE);
6001           
6002           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
6003           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
6004         }
6005       
6006       *new_parms = 
6007         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms) 
6008                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
6009                    new_vec, NULL_TREE);
6010     }
6011
6012   return r;
6013 }
6014
6015 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
6016    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
6017    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
6018    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
6019    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
6020
6021 static tree
6022 tsubst_aggr_type (tree t, 
6023                   tree args, 
6024                   tsubst_flags_t complain, 
6025                   tree in_decl, 
6026                   int entering_scope)
6027 {
6028   if (t == NULL_TREE)
6029     return NULL_TREE;
6030
6031   switch (TREE_CODE (t))
6032     {
6033     case RECORD_TYPE:
6034       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6035         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6036
6037       /* Else fall through.  */
6038     case ENUMERAL_TYPE:
6039     case UNION_TYPE:
6040       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6041         {
6042           tree argvec;
6043           tree context;
6044           tree r;
6045
6046           /* First, determine the context for the type we are looking
6047              up.  */
6048           context = TYPE_CONTEXT (t);
6049           if (context)
6050             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
6051                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6052
6053           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
6054              type we are trying to find.  For example, given:
6055
6056                template <class T> struct S;
6057                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
6058
6059              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
6060              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
6061              S we only want {double}.  */
6062           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
6063                                          complain, in_decl);
6064           if (argvec == error_mark_node)
6065             return error_mark_node;
6066
6067           r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
6068                                      entering_scope, complain);
6069
6070           return cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
6071         }
6072       else 
6073         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
6074         return t;
6075
6076     default:
6077       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
6078     }
6079 }
6080
6081 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
6082    FN), which has the indicated TYPE.  */
6083
6084 tree
6085 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
6086 {
6087   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
6088   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
6089
6090   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
6091      default argument here, not in tsubst.  In the case of
6092      something like: 
6093      
6094        template <class T>
6095        struct S {
6096          static T t();
6097          void f(T = t());
6098        };
6099      
6100      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
6101      rather than in the current class.  */
6102   push_access_scope (fn);
6103   /* The default argument expression should not be considered to be
6104      within the scope of FN.  Since push_access_scope sets
6105      current_function_decl, we must explicitly clear it here.  */
6106   current_function_decl = NULL_TREE;
6107   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
6108   if (cfun)
6109     {
6110       saved_class_ptr = current_class_ptr;
6111       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
6112       saved_class_ref = current_class_ref;
6113       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
6114     }
6115
6116   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
6117   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
6118                      tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
6119   pop_deferring_access_checks();
6120
6121   /* Restore the "this" pointer.  */
6122   if (cfun)
6123     {
6124       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
6125       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
6126     }
6127
6128   pop_access_scope (fn);
6129
6130   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
6131   arg = check_default_argument (type, arg);
6132
6133   return arg;
6134 }
6135
6136 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
6137
6138 static void
6139 tsubst_default_arguments (tree fn)
6140 {
6141   tree arg;
6142   tree tmpl_args;
6143
6144   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
6145
6146   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
6147      its default arguments.  */
6148   if (uses_template_parms (tmpl_args))
6149     return;
6150
6151   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)); 
6152        arg; 
6153        arg = TREE_CHAIN (arg))
6154     if (TREE_PURPOSE (arg))
6155       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn, 
6156                                                     TREE_VALUE (arg),
6157                                                     TREE_PURPOSE (arg));
6158 }
6159
6160 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
6161    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
6162    control of COMPLAIN.  */
6163
6164 static tree
6165 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
6166 {
6167   location_t saved_loc;
6168   tree r = NULL_TREE;
6169   tree in_decl = t;
6170
6171   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
6172   saved_loc = input_location;
6173   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6174
6175   switch (TREE_CODE (t))
6176     {
6177     case TEMPLATE_DECL:
6178       {
6179         /* We can get here when processing a member function template,
6180            member class template, and template template parameter of
6181            a template class.  */
6182         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
6183         tree spec;
6184         tree tmpl_args;
6185         tree full_args;
6186
6187         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
6188           {
6189             /* Template template parameter is treated here.  */
6190             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6191             if (new_type == error_mark_node)
6192               return error_mark_node;
6193
6194             r = copy_decl (t);
6195             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6196             TREE_TYPE (r) = new_type;
6197             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
6198               = build_decl (TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
6199             DECL_TEMPLATE_PARMS (r) 
6200               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6201                                        complain);
6202             TYPE_NAME (new_type) = r;
6203             break;
6204           }
6205
6206         /* We might already have an instance of this template.
6207            The ARGS are for the surrounding class type, so the
6208            full args contain the tsubst'd args for the context,
6209            plus the innermost args from the template decl.  */
6210         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t) 
6211           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
6212           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
6213         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
6214                                           complain, in_decl);
6215
6216         /* tsubst_template_args doesn't copy the vector if
6217            nothing changed.  But, *something* should have
6218            changed.  */
6219         gcc_assert (full_args != tmpl_args);
6220
6221         spec = retrieve_specialization (t, full_args,
6222                                         /*class_specializations_p=*/true);
6223         if (spec != NULL_TREE)
6224           {
6225             r = spec;
6226             break;
6227           }
6228
6229         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
6230            original, but will record the current template arguments. 
6231            We also create a new function declaration, which is just
6232            like the old one, but points to this new template, rather
6233            than the old one.  */
6234         r = copy_decl (t);
6235         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
6236         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6237
6238         DECL_CONTEXT (r) 
6239           = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6240                               complain, in_decl, 
6241                               /*entering_scope=*/1); 
6242         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
6243
6244         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
6245           {
6246             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6247             if (new_type == error_mark_node)
6248               return error_mark_node;
6249
6250             TREE_TYPE (r) = new_type;
6251             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
6252             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
6253             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
6254           }
6255         else
6256           {
6257             tree new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
6258             if (new_decl == error_mark_node)
6259               return error_mark_node;
6260
6261             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
6262             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
6263             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
6264             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
6265           }
6266
6267         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6268         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
6269         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
6270
6271         /* The template parameters for this new template are all the
6272            template parameters for the old template, except the
6273            outermost level of parameters.  */
6274         DECL_TEMPLATE_PARMS (r) 
6275           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6276                                    complain);
6277
6278         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
6279           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
6280
6281         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
6282           /* Record this non-type partial instantiation.  */
6283           register_specialization (r, t, 
6284                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)));
6285       }
6286       break;
6287
6288     case FUNCTION_DECL:
6289       {
6290         tree ctx;
6291         tree argvec = NULL_TREE;
6292         tree *friends;
6293         tree gen_tmpl;
6294         tree type;
6295         int member;
6296         int args_depth;
6297         int parms_depth;
6298
6299         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
6300         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
6301
6302         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
6303           {
6304             tree spec;
6305             bool dependent_p;
6306
6307             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
6308                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
6309                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
6310                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
6311             ++processing_template_decl;
6312             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
6313             --processing_template_decl;
6314             if (!dependent_p)
6315               return t;
6316
6317             /* Calculate the most general template of which R is a
6318                specialization, and the complete set of arguments used to
6319                specialize R.  */
6320             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
6321             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS 
6322                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
6323                                            args, complain, in_decl); 
6324
6325             /* Check to see if we already have this specialization.  */
6326             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6327                                             /*class_specializations_p=*/false);
6328
6329             if (spec)
6330               {
6331                 r = spec;
6332                 break;
6333               }
6334
6335             /* We can see more levels of arguments than parameters if
6336                there was a specialization of a member template, like
6337                this:
6338
6339                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
6340                  template <> template <class U> void S<int>::f(U); 
6341
6342                Here, we'll be substituting into the specialization,
6343                because that's where we can find the code we actually
6344                want to generate, but we'll have enough arguments for
6345                the most general template.              
6346
6347                We also deal with the peculiar case:
6348
6349                  template <class T> struct S { 
6350                    template <class U> friend void f();
6351                  };
6352                  template <class U> void f() {}
6353                  template S<int>;
6354                  template void f<double>();
6355
6356                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
6357                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
6358                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
6359                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
6360                situations like:
6361
6362                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
6363                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
6364
6365                which we can spot because the pattern will be a
6366                specialization in this case.  */
6367             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6368             parms_depth = 
6369               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t))); 
6370             if (args_depth > parms_depth
6371                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
6372               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
6373           }
6374         else
6375           {
6376             /* This special case arises when we have something like this:
6377
6378                  template <class T> struct S { 
6379                    friend void f<int>(int, double); 
6380                  };
6381
6382                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
6383                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
6384                tsubst_friend_function, and we want only to create a
6385                new decl (R) with appropriate types so that we can call
6386                determine_specialization.  */
6387             gen_tmpl = NULL_TREE;
6388           }
6389
6390         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6391           {
6392             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
6393               member = 2;
6394             else
6395               member = 1;
6396             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6397                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
6398           }
6399         else
6400           {
6401             member = 0;
6402             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6403           }
6404         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6405         if (type == error_mark_node)
6406           return error_mark_node;
6407
6408         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
6409            point, as they may not represent instantiations of this
6410            template, and in any case are considered separate under the
6411            discrete model.  */
6412         r = copy_decl (t);
6413         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
6414         TREE_TYPE (r) = type;
6415         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6416         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6417         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6418         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6419         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6420
6421         if (member && DECL_CONV_FN_P (r)) 
6422           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
6423              case it's the name of one of the template's parameters.  */
6424           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
6425
6426         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
6427                                      complain, t);
6428         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
6429
6430         TREE_STATIC (r) = 0;
6431         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
6432         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6433         /* If this is an instantiation of a function with internal
6434            linkage, we already know what object file linkage will be
6435            assigned to the instantiation.  */
6436         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
6437         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
6438         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6439         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
6440         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
6441         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
6442         TREE_USED (r) = 0;
6443         if (DECL_CLONED_FUNCTION (r))
6444           {
6445             DECL_CLONED_FUNCTION (r) = tsubst (DECL_CLONED_FUNCTION (t),
6446                                                args, complain, t);
6447             TREE_CHAIN (r) = TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r));
6448             TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r)) = r;
6449           }
6450
6451         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
6452            this in the special friend case mentioned above where
6453            GEN_TMPL is NULL.  */
6454         if (gen_tmpl)
6455           {
6456             DECL_TEMPLATE_INFO (r) 
6457               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
6458             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6459             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6460
6461             /* We're not supposed to instantiate default arguments
6462                until they are called, for a template.  But, for a
6463                declaration like:
6464
6465                  template <class T> void f () 
6466                  { extern void g(int i = T()); }
6467                  
6468                we should do the substitution when the template is
6469                instantiated.  We handle the member function case in
6470                instantiate_class_template since the default arguments
6471                might refer to other members of the class.  */
6472             if (!member
6473                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6474                 && !uses_template_parms (argvec))
6475               tsubst_default_arguments (r);
6476           }
6477
6478         /* Copy the list of befriending classes.  */
6479         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
6480              *friends;
6481              friends = &TREE_CHAIN (*friends)) 
6482           {
6483             *friends = copy_node (*friends);
6484             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
6485                                             args, complain,
6486                                             in_decl);
6487           }
6488
6489         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
6490           {
6491             maybe_retrofit_in_chrg (r);
6492             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
6493               grok_ctor_properties (ctx, r);
6494             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
6495                If it isn't, that'll be handled by
6496                clone_constructors_and_destructors.  */
6497             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6498               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
6499           }
6500         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r)))
6501           grok_op_properties (r, DECL_FRIEND_P (r),
6502                               (complain & tf_error) != 0);
6503
6504         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
6505           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
6506                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
6507                                             args, complain, in_decl));
6508       }
6509       break;
6510
6511     case PARM_DECL:
6512       {
6513         tree type;
6514
6515         r = copy_node (t);
6516         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
6517           SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
6518
6519         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6520         TREE_TYPE (r) = type;
6521         c_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6522
6523         if (DECL_INITIAL (r))
6524           {
6525             if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
6526               DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
6527             else
6528               DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
6529                                          complain, in_decl);
6530           }
6531
6532         DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
6533
6534         if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
6535           DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
6536         if (TREE_CHAIN (t))
6537           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
6538                                    complain, TREE_CHAIN (t));
6539       }
6540       break;
6541
6542     case FIELD_DECL:
6543       {
6544         tree type;
6545
6546         r = copy_decl (t);
6547         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6548         if (type == error_mark_node)
6549           return error_mark_node;
6550         TREE_TYPE (r) = type;
6551         c_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6552
6553         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
6554            finish_member_declaration.  */
6555         DECL_INITIAL (r) = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
6556                                         complain, in_decl);
6557         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6558         if (VOID_TYPE_P (type)) 
6559           cp_error_at ("instantiation of %qD as type %qT", r, type);
6560       }
6561       break;
6562
6563     case USING_DECL:
6564       {
6565         r = copy_node (t);
6566         /* It is not a dependent using decl any more.  */
6567         TREE_TYPE (r) = void_type_node;
6568         DECL_INITIAL (r)
6569           = tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
6570         DECL_NAME (r)
6571           = tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl);
6572         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6573       }
6574       break;
6575
6576     case TYPE_DECL:
6577     case VAR_DECL:
6578       {
6579         tree argvec = NULL_TREE;
6580         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
6581         tree spec;
6582         tree tmpl = NULL_TREE;
6583         tree ctx;
6584         tree type = NULL_TREE;
6585         int local_p;
6586
6587         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6588           {
6589             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6590             if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6591                 || t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
6592               {
6593                 /* If this is the canonical decl, we don't have to
6594                    mess with instantiations, and often we can't (for
6595                    typename, template type parms and such).  Note that
6596                    TYPE_NAME is not correct for the above test if
6597                    we've copied the type for a typedef.  */
6598                 r = TYPE_NAME (type);
6599                 break;
6600               }
6601           }
6602         
6603         /* Assume this is a non-local variable.  */
6604         local_p = 0;
6605
6606         if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (t)))
6607           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6608                                   complain,
6609                                   in_decl, /*entering_scope=*/1);
6610         else if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
6611           ctx = DECL_CONTEXT (t);
6612         else
6613           {
6614             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
6615             ctx = NULL_TREE;
6616             local_p = 1;
6617           }
6618
6619         /* Check to see if we already have this specialization.  */
6620         if (!local_p)
6621           {
6622             tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
6623             gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
6624             argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
6625             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6626                                             /*class_specializations_p=*/false);
6627           }
6628         else
6629           spec = retrieve_local_specialization (t);
6630
6631         if (spec)
6632           {
6633             r = spec;
6634             break;
6635           }
6636
6637         r = copy_decl (t);
6638         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6639           {
6640             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6641             if (type == error_mark_node)
6642               return error_mark_node;
6643             type = complete_type (type);
6644             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
6645               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
6646             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
6647           }
6648         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
6649           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
6650         TREE_TYPE (r) = type;
6651         c_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6652         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6653         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6654         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6655         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6656
6657         /* Don't try to expand the initializer until someone tries to use
6658            this variable; otherwise we run into circular dependencies.  */
6659         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6660         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6661         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
6662
6663         /* Even if the original location is out of scope, the newly
6664            substituted one is not.  */
6665         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6666           {
6667             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
6668             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
6669           }
6670
6671         if (!local_p)
6672           {
6673             /* A static data member declaration is always marked
6674                external when it is declared in-class, even if an
6675                initializer is present.  We mimic the non-template
6676                processing here.  */
6677             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6678
6679             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6680             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
6681             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6682           }
6683         else
6684           register_local_specialization (r, t);
6685
6686         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6687         layout_decl (r, 0);
6688       }
6689       break;
6690
6691     default:
6692       gcc_unreachable ();
6693     } 
6694
6695   /* Restore the file and line information.  */
6696   input_location = saved_loc;
6697
6698   return r;
6699 }
6700
6701 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
6702
6703 static tree
6704 tsubst_arg_types (tree arg_types, 
6705                   tree args, 
6706                   tsubst_flags_t complain, 
6707                   tree in_decl)
6708 {
6709   tree remaining_arg_types;
6710   tree type;
6711
6712   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
6713     return arg_types;
6714   
6715   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
6716                                           args, complain, in_decl);
6717   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
6718     return error_mark_node;
6719
6720   type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
6721   if (type == error_mark_node)
6722     return error_mark_node;
6723   if (VOID_TYPE_P (type))
6724     {
6725       if (complain & tf_error)
6726         {
6727           error ("invalid parameter type %qT", type);
6728           if (in_decl)
6729             cp_error_at ("in declaration %qD", in_decl);
6730         }
6731       return error_mark_node;
6732     }
6733
6734   /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
6735      top-level qualifiers as required.  */
6736   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
6737
6738   /* Note that we do not substitute into default arguments here.  The
6739      standard mandates that they be instantiated only when needed,
6740      which is done in build_over_call.  */
6741   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (arg_types), type,
6742                          remaining_arg_types);
6743                          
6744 }
6745
6746 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
6747    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
6748    initial substitution of explicitly provided template parameters
6749    during argument deduction forbids substitution into the
6750    exception-specification:
6751
6752      [temp.deduct]
6753
6754      All references in the function type of the function template to  the
6755      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
6756      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
6757      in  the function type of the function template results in an invalid
6758      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
6759      exception specifications is done only when the function is instanti-
6760      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
6761      results in an invalid type.]  */
6762
6763 static tree
6764 tsubst_function_type (tree t, 
6765                       tree args, 
6766                       tsubst_flags_t complain, 
6767                       tree in_decl)
6768 {
6769   tree return_type;
6770   tree arg_types;
6771   tree fntype;
6772
6773   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
6774   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
6775
6776   /* Substitute the return type.  */
6777   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6778   if (return_type == error_mark_node)
6779     return error_mark_node;
6780   /* The standard does not presently indicate that creation of a
6781      function type with an invalid return type is a deduction failure.
6782      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
6783      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */ 
6784   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
6785       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
6786     {
6787       if (complain & tf_error)
6788         {
6789           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
6790             error ("function returning an array");
6791           else
6792             error ("function returning a function");
6793         }
6794       return error_mark_node;
6795     }
6796
6797   /* Substitute the argument types.  */
6798   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
6799                                 complain, in_decl); 
6800   if (arg_types == error_mark_node)
6801     return error_mark_node;
6802   
6803   /* Construct a new type node and return it.  */
6804   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
6805     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
6806   else
6807     {
6808       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
6809       if (! IS_AGGR_TYPE (r))
6810         {
6811           /* [temp.deduct]
6812              
6813              Type deduction may fail for any of the following
6814              reasons:
6815              
6816              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
6817              is not a class type.  */
6818           if (complain & tf_error)
6819             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
6820                       r);
6821           return error_mark_node;
6822         }
6823       
6824       fntype = build_method_type_directly (r, return_type, 
6825                                            TREE_CHAIN (arg_types));
6826     }
6827   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
6828   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
6829   
6830   return fntype;  
6831 }
6832
6833 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
6834    ARGS into that specification, and return the substituted
6835    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
6836
6837 static tree
6838 tsubst_exception_specification (tree fntype, 
6839                                 tree args, 
6840                                 tsubst_flags_t complain,
6841                                 tree in_decl)
6842 {
6843   tree specs;
6844   tree new_specs;
6845
6846   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
6847   new_specs = NULL_TREE;
6848   if (specs)
6849     {
6850       if (! TREE_VALUE (specs))
6851         new_specs = specs;
6852       else
6853         while (specs)
6854           {
6855             tree spec;
6856             spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
6857             if (spec == error_mark_node)
6858               return spec;
6859             new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, complain);
6860             specs = TREE_CHAIN (specs);
6861           }
6862     }
6863   return new_specs;
6864 }
6865
6866 /* Substitute into the PARMS of a call-declarator.  */
6867
6868 static tree
6869 tsubst_call_declarator_parms (tree parms, 
6870                               tree args, 
6871                               tsubst_flags_t complain, 
6872                               tree in_decl)
6873 {
6874   tree new_parms;
6875   tree type;
6876   tree defarg;
6877
6878   if (!parms || parms == void_list_node)
6879     return parms;
6880   
6881   new_parms = tsubst_call_declarator_parms (TREE_CHAIN (parms),
6882                                             args, complain, in_decl);
6883
6884   /* Figure out the type of this parameter.  */
6885   type = tsubst (TREE_VALUE (parms), args, complain, in_decl);
6886   
6887   /* Figure out the default argument as well.  Note that we use
6888      tsubst_expr since the default argument is really an expression.  */
6889   defarg = tsubst_expr (TREE_PURPOSE (parms), args, complain, in_decl);
6890
6891   /* Chain this parameter on to the front of those we have already
6892      processed.  We don't use hash_tree_cons because that function
6893      doesn't check TREE_PARMLIST.  */
6894   new_parms = tree_cons (defarg, type, new_parms);
6895
6896   return new_parms;
6897 }
6898
6899 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
6900    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
6901    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
6902    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
6903    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
6904    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
6905    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
6906    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
6907    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
6908    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
6909    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
6910    yet.
6911
6912    This function is used for dealing with types, decls and the like;
6913    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
6914
6915 static tree
6916 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6917 {
6918   tree type, r;
6919
6920   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
6921       || t == integer_type_node
6922       || t == void_type_node
6923       || t == char_type_node
6924       || t == unknown_type_node
6925       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
6926     return t;
6927
6928   if (DECL_P (t))
6929     return tsubst_decl (t, args, complain);
6930
6931   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
6932     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
6933   else
6934     type = TREE_TYPE (t);
6935
6936   gcc_assert (type != unknown_type_node);
6937
6938   if (type
6939       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
6940       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
6941       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
6942       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
6943     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
6944   if (type == error_mark_node)
6945     return error_mark_node;
6946
6947   switch (TREE_CODE (t))
6948     {
6949     case RECORD_TYPE:
6950     case UNION_TYPE:
6951     case ENUMERAL_TYPE:
6952       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
6953                                /*entering_scope=*/0);
6954
6955     case ERROR_MARK:
6956     case IDENTIFIER_NODE:
6957     case VOID_TYPE:
6958     case REAL_TYPE:
6959     case COMPLEX_TYPE:
6960     case VECTOR_TYPE:
6961     case BOOLEAN_TYPE:
6962     case INTEGER_CST:
6963     case REAL_CST:
6964     case STRING_CST:
6965       return t;
6966
6967     case INTEGER_TYPE:
6968       if (t == integer_type_node)
6969         return t;
6970
6971       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
6972           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
6973         return t;
6974
6975       {
6976         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
6977
6978         /* The array dimension behaves like a non-type template arg,
6979            in that we want to fold it as much as possible.  */
6980         max = tsubst_template_arg (omax, args, complain, in_decl);
6981         if (!processing_template_decl)
6982           max = integral_constant_value (max);
6983
6984         if (integer_zerop (omax))
6985           {
6986             /* Still allow an explicit array of size zero.  */
6987             if (pedantic)
6988               pedwarn ("creating array with size zero");
6989           }
6990         else if (integer_zerop (max) 
6991                  || (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST 
6992                      && INT_CST_LT (max, integer_zero_node)))
6993           {
6994             /* [temp.deduct]
6995
6996                Type deduction may fail for any of the following
6997                reasons:  
6998
6999                  Attempting to create an array with a size that is
7000                  zero or negative.  */
7001             if (complain & tf_error)
7002               error ("creating array with size zero (%qE)", max);
7003
7004             return error_mark_node;
7005           }
7006
7007         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
7008       }
7009
7010     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7011     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7012     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7013     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7014       {
7015         int idx;
7016         int level;
7017         int levels;
7018         tree arg = NULL_TREE;
7019
7020         r = NULL_TREE;
7021
7022         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
7023         if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7024             || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
7025             || TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7026           {
7027             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
7028             level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
7029           }
7030         else
7031           {
7032             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
7033             level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
7034           }
7035
7036         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7037         if (level <= levels)
7038           arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
7039
7040         if (arg == error_mark_node)
7041           return error_mark_node;
7042         else if (arg != NULL_TREE)
7043           {
7044             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
7045               {
7046                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
7047                 return cp_build_qualified_type_real
7048                   (arg, cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t),
7049                    complain | tf_ignore_bad_quals);
7050               }
7051             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7052               {
7053                 /* We are processing a type constructed from a
7054                    template template parameter.  */
7055                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
7056                                       args, complain, in_decl);
7057                 if (argvec == error_mark_node)
7058                   return error_mark_node;
7059                         
7060                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
7061                    are resolving nested-types in the signature of a
7062                    member function templates.  Otherwise ARG is a
7063                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
7064                    instantiated.  */
7065                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7066                   arg = TYPE_NAME (arg);
7067                 
7068                 r = lookup_template_class (arg, 
7069                                            argvec, in_decl, 
7070                                            DECL_CONTEXT (arg),
7071                                             /*entering_scope=*/0,
7072                                            complain);
7073                 return cp_build_qualified_type_real
7074                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7075               }
7076             else
7077               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
7078               return arg;
7079           }
7080
7081         if (level == 1)
7082           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
7083              unify.  This means that we don't yet have any information
7084              about the template parameter in question.  */
7085           return t;
7086
7087         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
7088            more deeply nested template.  Make a new version of this
7089            template parameter, but with a lower level.  */
7090         switch (TREE_CODE (t))
7091           {
7092           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7093           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7094           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7095             if (cp_type_quals (t))
7096               {
7097                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
7098                 r = cp_build_qualified_type_real
7099                   (r, cp_type_quals (t),
7100                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7101                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
7102               }
7103             else
7104               {
7105                 r = copy_type (t);
7106                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
7107                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
7108                                                 r, levels);
7109                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
7110                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
7111                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
7112                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
7113
7114                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7115                   {
7116                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
7117                                           complain, in_decl); 
7118                     if (argvec == error_mark_node)
7119                       return error_mark_node;
7120
7121                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
7122                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
7123                   }
7124               }
7125             break;
7126
7127           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7128             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels);
7129             break;
7130            
7131           default:
7132             gcc_unreachable ();
7133           }
7134
7135         return r;
7136       }
7137
7138     case TREE_LIST:
7139       {
7140         tree purpose, value, chain;
7141
7142         if (t == void_list_node)
7143           return t;
7144
7145         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7146         if (purpose)
7147           {
7148             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
7149             if (purpose == error_mark_node)
7150               return error_mark_node;
7151           }
7152         value = TREE_VALUE (t);
7153         if (value)
7154           {
7155             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
7156             if (value == error_mark_node)
7157               return error_mark_node;
7158           }
7159         chain = TREE_CHAIN (t);
7160         if (chain && chain != void_type_node)
7161           {
7162             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
7163             if (chain == error_mark_node)
7164               return error_mark_node;
7165           }
7166         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7167             && value == TREE_VALUE (t)
7168             && chain == TREE_CHAIN (t))
7169           return t;
7170         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
7171       }
7172       
7173     case TREE_BINFO:
7174       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
7175       gcc_unreachable ();
7176
7177     case TREE_VEC:
7178       /* A vector of template arguments.  */
7179       gcc_assert (!type);
7180       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
7181
7182     case POINTER_TYPE:
7183     case REFERENCE_TYPE:
7184       {
7185         enum tree_code code;
7186
7187         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
7188           return t;
7189
7190         code = TREE_CODE (t);
7191
7192
7193         /* [temp.deduct]
7194            
7195            Type deduction may fail for any of the following
7196            reasons:  
7197
7198            -- Attempting to create a pointer to reference type.
7199            -- Attempting to create a reference to a reference type or
7200               a reference to void.  */
7201         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
7202             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
7203           {
7204             static location_t last_loc;
7205
7206             /* We keep track of the last time we issued this error
7207                message to avoid spewing a ton of messages during a
7208                single bad template instantiation.  */
7209             if (complain & tf_error
7210 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
7211                 && last_loc != input_location
7212 #else
7213                 && (last_loc.line != input_line
7214                     || last_loc.file != input_filename)
7215 #endif
7216                   )
7217               {
7218                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7219                   error ("forming reference to void");
7220                 else
7221                   error ("forming %s to reference type %qT",
7222                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
7223                          type);
7224                 last_loc = input_location;
7225               }
7226
7227             return error_mark_node;
7228           }
7229         else if (code == POINTER_TYPE)
7230           {
7231             r = build_pointer_type (type);
7232             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
7233               r = build_ptrmemfunc_type (r);
7234           }
7235         else
7236           r = build_reference_type (type);
7237         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7238
7239         if (r != error_mark_node)
7240           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
7241           layout_type (r);
7242         
7243         return r;
7244       }
7245     case OFFSET_TYPE:
7246       {
7247         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
7248         if (r == error_mark_node || !IS_AGGR_TYPE (r))
7249           {
7250             /* [temp.deduct]
7251
7252                Type deduction may fail for any of the following
7253                reasons:
7254                
7255                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7256                   is not a class type.  */
7257             if (complain & tf_error)
7258               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
7259             return error_mark_node;
7260           }
7261         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7262           {
7263             if (complain & tf_error)
7264               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
7265             
7266             return error_mark_node;
7267           }
7268         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
7269         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
7270           {
7271             /* This is really a method type. The cv qualifiers of the
7272                this pointer should _not_ be determined by the cv
7273                qualifiers of the class type.  They should be held
7274                somewhere in the FUNCTION_TYPE, but we don't do that at
7275                the moment.  Consider
7276                   typedef void (Func) () const;
7277
7278                   template <typename T1> void Foo (Func T1::*);
7279
7280                 */
7281             tree method_type;
7282
7283             method_type = build_method_type_directly (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
7284                                                       TREE_TYPE (type),
7285                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
7286             return build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
7287           }
7288         else
7289           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
7290                                                TYPE_QUALS (t),
7291                                                complain);
7292       }
7293     case FUNCTION_TYPE:
7294     case METHOD_TYPE:
7295       {
7296         tree fntype;
7297         tree specs;
7298         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
7299         if (fntype == error_mark_node)
7300           return error_mark_node;
7301
7302         /* Substitute the exception specification.  */
7303         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain, 
7304                                                 in_decl);
7305         if (specs)
7306           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
7307         return fntype;
7308       }
7309     case ARRAY_TYPE:
7310       {
7311         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
7312         if (domain == error_mark_node)
7313           return error_mark_node;
7314
7315         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
7316            it will obviously be the same as T.  */
7317         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
7318           return t;
7319
7320         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.  
7321
7322            [temp.deduct] 
7323         
7324            The deduction may fail for any of the following reasons: 
7325
7326            -- Attempting to create an array with an element type that
7327               is void, a function type, or a reference type, or [DR337] 
7328               an abstract class type.  */
7329         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE 
7330             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
7331             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7332           {
7333             if (complain & tf_error)
7334               error ("creating array of %qT", type);
7335             return error_mark_node;
7336           }
7337         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
7338           {
7339             if (complain & tf_error)
7340               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type", 
7341                      type);
7342             return error_mark_node;         
7343           }
7344
7345         r = build_cplus_array_type (type, domain);
7346         return r;
7347       }
7348
7349     case PLUS_EXPR:
7350     case MINUS_EXPR:
7351       {
7352         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7353         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7354
7355         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7356           return error_mark_node;
7357
7358         return fold (build2 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2));
7359       }
7360
7361     case NEGATE_EXPR:
7362     case NOP_EXPR:
7363       {
7364         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7365         if (e == error_mark_node)
7366           return error_mark_node;
7367
7368         return fold (build1 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e));
7369       }
7370
7371     case TYPENAME_TYPE:
7372       {
7373         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7374                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7375         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
7376                               complain, in_decl); 
7377
7378         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
7379           return error_mark_node;
7380
7381         if (!IS_AGGR_TYPE (ctx))
7382           {
7383             if (complain & tf_error)
7384               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
7385             return error_mark_node;
7386           }
7387         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
7388           {
7389             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
7390                have complete type in order to allow things like:
7391              
7392                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
7393
7394                But, such constructs have already been resolved by this
7395                point, so here CTX really should have complete type, unless
7396                it's a partial instantiation.  */
7397             ctx = complete_type (ctx);
7398             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
7399               {
7400                 if (complain & tf_error)
7401                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
7402                 return error_mark_node;
7403               }
7404           }
7405
7406         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
7407                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
7408         if (f == error_mark_node)
7409           return f;
7410         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
7411           {
7412             complain |= tf_ignore_bad_quals;
7413             f = TREE_TYPE (f);
7414           }
7415         
7416         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
7417           {
7418             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
7419               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type", 
7420                      t, f);
7421             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
7422               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type", 
7423                      t, f);
7424           }
7425
7426         return cp_build_qualified_type_real
7427           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
7428       }
7429                
7430     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7431       {
7432         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7433                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7434         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7435         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
7436
7437         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
7438           return error_mark_node;
7439
7440         if (parm_list)
7441           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
7442         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
7443       }
7444
7445     case INDIRECT_REF:
7446     case ADDR_EXPR:
7447     case CALL_EXPR:
7448       gcc_unreachable ();
7449
7450     case ARRAY_REF:
7451       {
7452         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7453         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7454         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7455           return error_mark_node;
7456
7457         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
7458       }
7459
7460     case SCOPE_REF:
7461       {
7462         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7463         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7464         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7465           return error_mark_node;
7466
7467         return build_nt (TREE_CODE (t), e1, e2);
7468       }
7469
7470     case TYPEOF_TYPE:
7471       {
7472         tree type;
7473
7474         type = finish_typeof (tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
7475                                            complain, in_decl));
7476         return cp_build_qualified_type_real (type,
7477                                              cp_type_quals (t)
7478                                              | cp_type_quals (type),
7479                                              complain);
7480       }
7481
7482     default:
7483       sorry ("use of %qs in template",
7484              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
7485       return error_mark_node;
7486     }
7487 }
7488
7489 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
7490    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
7491    operator.  */
7492
7493 static tree
7494 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
7495                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7496 {
7497     tree name;
7498     tree qualifying_scope;
7499     tree fns;
7500     tree template_args = 0;
7501     bool template_id_p = false;
7502
7503     /* A baselink indicates a function from a base class.  The
7504        BASELINK_ACCESS_BINFO and BASELINK_BINFO are going to have
7505        non-dependent types; otherwise, the lookup could not have
7506        succeeded.  However, they may indicate bases of the template
7507        class, rather than the instantiated class.  
7508
7509        In addition, lookups that were not ambiguous before may be
7510        ambiguous now.  Therefore, we perform the lookup again.  */
7511     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
7512     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7513     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7514       {
7515         template_id_p = true;
7516         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
7517         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
7518         if (template_args)
7519           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7520                                                 complain, in_decl);
7521       }
7522     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
7523     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
7524     
7525     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
7526        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
7527        later by overload resolution will be marked as used at that
7528        point.)  */
7529     if (BASELINK_P (baselink))
7530       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7531     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
7532       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
7533
7534     /* Add back the template arguments, if present.  */
7535     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
7536       BASELINK_FUNCTIONS (baselink) 
7537         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
7538                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
7539                     template_args);
7540
7541     if (!object_type)
7542       object_type = current_class_type;
7543     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink, 
7544                                                    qualifying_scope,
7545                                                    object_type);
7546 }
7547
7548 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
7549    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
7550    itself; false if more of the postfix-expression follows the
7551    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
7552    of "&".  */
7553
7554 static tree
7555 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args, 
7556                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
7557                      bool done, bool address_p)
7558 {
7559   tree expr;
7560   tree scope;
7561   tree name;
7562   bool is_template;
7563   tree template_args;
7564
7565   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
7566
7567   /* Figure out what name to look up.  */
7568   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
7569   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7570     {
7571       is_template = true;
7572       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
7573       if (template_args)
7574         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7575                                               complain, in_decl);
7576       name = TREE_OPERAND (name, 0);
7577     }
7578   else
7579     {
7580       is_template = false;
7581       template_args = NULL_TREE;
7582     }
7583
7584   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
7585      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
7586      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
7587      substituting will not help.  */
7588   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
7589   if (args)
7590     {
7591       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
7592       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7593     }
7594   else
7595     expr = name;
7596
7597   if (dependent_type_p (scope))
7598     return build_nt (SCOPE_REF, scope, expr);
7599   
7600   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
7601     {
7602       expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
7603       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
7604                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
7605         {
7606           if (complain & tf_error)
7607             {
7608               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
7609                      "instantiation yields a type", qualified_id);
7610               inform ("say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
7611             }
7612           return error_mark_node;
7613         }
7614     }
7615   
7616   if (DECL_P (expr))
7617     {
7618       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
7619                                            scope);
7620       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
7621       mark_used (expr);
7622     }
7623
7624   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
7625     {
7626       if (complain & tf_error)
7627         qualified_name_lookup_error (scope, 
7628                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7629                                      expr);
7630       return error_mark_node;
7631     }
7632
7633   if (is_template)
7634     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
7635
7636   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
7637     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7638                                  expr);
7639   else if (TYPE_P (scope))
7640     {
7641       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup 
7642               (expr, scope, current_class_type));
7643       expr = finish_qualified_id_expr (scope, expr, done, address_p);
7644     }
7645
7646   return expr;
7647 }
7648
7649 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
7650    template parms; to finish processing the resultant expression, use
7651    tsubst_expr.  */
7652
7653 static tree
7654 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7655 {
7656   enum tree_code code;
7657   tree r;
7658
7659   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
7660     return t;
7661
7662   code = TREE_CODE (t);
7663
7664   switch (code)
7665     {
7666     case PARM_DECL:
7667       r = retrieve_local_specialization (t);
7668       gcc_assert (r != NULL);
7669       mark_used (r);
7670       return r;
7671
7672     case CONST_DECL:
7673       {
7674         tree enum_type;
7675         tree v;
7676
7677         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
7678           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
7679         /* There is no need to substitute into namespace-scope
7680            enumerators.  */
7681         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
7682           return t;
7683         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
7684         if (args == NULL_TREE)
7685           return integral_constant_value (t);
7686
7687         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
7688            Consider:
7689            
7690              template <int I> int f() {
7691              enum E { a = I };
7692              struct S { void g() { E e = a; } };
7693              };
7694            
7695            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
7696            clever enough to find f<7>::a.  */
7697         enum_type 
7698           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl, 
7699                               /*entering_scope=*/0);
7700
7701         for (v = TYPE_VALUES (enum_type); 
7702              v != NULL_TREE; 
7703              v = TREE_CHAIN (v))
7704           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
7705             return TREE_VALUE (v);
7706
7707           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
7708              name-lookup found it during preliminary parsing, we
7709              should find it again here during instantiation.  */
7710         gcc_unreachable ();
7711       }
7712       return t;
7713
7714     case FIELD_DECL:
7715       if (DECL_CONTEXT (t))
7716         {
7717           tree ctx;
7718
7719           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
7720                                   /*entering_scope=*/1);
7721           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
7722             {
7723               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
7724               if (!r)
7725                 {
7726                   if (complain & tf_error)
7727                     error ("using invalid field %qD", t);
7728                   return error_mark_node;
7729                 }
7730               return r;
7731             }
7732         }
7733       
7734       return t;
7735
7736     case VAR_DECL:
7737     case FUNCTION_DECL:
7738       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7739           || local_variable_p (t))
7740         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
7741       mark_used (t);
7742       return t;
7743
7744     case BASELINK:
7745       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
7746
7747     case TEMPLATE_DECL:
7748       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
7749         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)), 
7750                        args, complain, in_decl);
7751       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
7752         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7753       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
7754                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
7755         {
7756           /* Template template argument like the following example need
7757              special treatment:
7758
7759                template <template <class> class TT> struct C {};
7760                template <class T> struct D {
7761                  template <class U> struct E {};
7762                  C<E> c;                                // #1
7763                };
7764                D<int> d;                                // #2
7765
7766              We are processing the template argument `E' in #1 for
7767              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
7768              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
7769              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
7770
7771           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
7772           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
7773         }
7774       else
7775         /* Ordinary template template argument.  */
7776         return t;
7777
7778     case CAST_EXPR:
7779     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7780     case CONST_CAST_EXPR:
7781     case STATIC_CAST_EXPR:
7782     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7783     case NOP_EXPR:
7784       return build1
7785         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7786          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7787
7788     case INDIRECT_REF:
7789     case NEGATE_EXPR:
7790     case TRUTH_NOT_EXPR:
7791     case BIT_NOT_EXPR:
7792     case ADDR_EXPR:
7793     case CONVERT_EXPR:      /* Unary + */
7794     case SIZEOF_EXPR:
7795     case ALIGNOF_EXPR:
7796     case ARROW_EXPR:
7797     case THROW_EXPR:
7798     case TYPEID_EXPR:
7799     case REALPART_EXPR:
7800     case IMAGPART_EXPR:
7801       return build1
7802         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7803          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7804
7805     case COMPONENT_REF:
7806       {
7807         tree object;
7808         tree name;
7809
7810         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7811         name = TREE_OPERAND (t, 1);
7812         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR) 
7813           {
7814             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7815                                 complain, in_decl);
7816             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7817           }
7818         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
7819                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
7820           {
7821             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7822                                      complain, in_decl);
7823             name = TREE_OPERAND (name, 1);
7824             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7825                                 complain, in_decl);
7826             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7827             name = build_nt (SCOPE_REF, base, name);
7828           }
7829         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
7830           name = tsubst_baselink (name, 
7831                                   non_reference (TREE_TYPE (object)), 
7832                                   args, complain, 
7833                                   in_decl);
7834         else
7835           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7836         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
7837       }
7838
7839     case PLUS_EXPR:
7840     case MINUS_EXPR:
7841     case MULT_EXPR:
7842     case TRUNC_DIV_EXPR:
7843     case CEIL_DIV_EXPR:
7844     case FLOOR_DIV_EXPR:
7845     case ROUND_DIV_EXPR:
7846     case EXACT_DIV_EXPR:
7847     case BIT_AND_EXPR:
7848     case BIT_IOR_EXPR:
7849     case BIT_XOR_EXPR:
7850     case TRUNC_MOD_EXPR:
7851     case FLOOR_MOD_EXPR:
7852     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
7853     case TRUTH_ORIF_EXPR:
7854     case TRUTH_AND_EXPR:
7855     case TRUTH_OR_EXPR:
7856     case RSHIFT_EXPR:
7857     case LSHIFT_EXPR:
7858     case RROTATE_EXPR:
7859     case LROTATE_EXPR:
7860     case EQ_EXPR:
7861     case NE_EXPR:
7862     case MAX_EXPR:
7863     case MIN_EXPR:
7864     case LE_EXPR:
7865     case GE_EXPR:
7866     case LT_EXPR:
7867     case GT_EXPR:
7868     case ARRAY_REF:
7869     case COMPOUND_EXPR:
7870     case SCOPE_REF:
7871     case DOTSTAR_EXPR:
7872     case MEMBER_REF:
7873     case PREDECREMENT_EXPR:
7874     case PREINCREMENT_EXPR:
7875     case POSTDECREMENT_EXPR:
7876     case POSTINCREMENT_EXPR:
7877       return build_nt
7878         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7879          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7880
7881     case CALL_EXPR:
7882       return build_nt (code, 
7883                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args,
7884                                     complain, in_decl),
7885                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain,
7886                                     in_decl),
7887                        NULL_TREE);
7888
7889     case COND_EXPR:
7890     case MODOP_EXPR:
7891     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7892       {
7893         r = build_nt
7894           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7895            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7896            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7897         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
7898         return r;
7899       }
7900
7901     case NEW_EXPR:
7902       {
7903         r = build_nt
7904         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7905          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7906          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7907         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7908         return r;
7909       }
7910
7911     case DELETE_EXPR:
7912       {
7913         r = build_nt
7914         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7915          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7916         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7917         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
7918         return r;
7919       }
7920
7921     case TEMPLATE_ID_EXPR:
7922       {
7923         /* Substituted template arguments */
7924         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
7925         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
7926
7927         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
7928         if (targs)
7929           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
7930         
7931         return lookup_template_function (fn, targs);
7932       }
7933
7934     case TREE_LIST:
7935       {
7936         tree purpose, value, chain;
7937
7938         if (t == void_list_node)
7939           return t;
7940
7941         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7942         if (purpose)
7943           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
7944         value = TREE_VALUE (t);
7945         if (value)
7946           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
7947         chain = TREE_CHAIN (t);
7948         if (chain && chain != void_type_node)
7949           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
7950         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7951             && value == TREE_VALUE (t)
7952             && chain == TREE_CHAIN (t))
7953           return t;
7954         return tree_cons (purpose, value, chain);
7955       }
7956
7957     case RECORD_TYPE:
7958     case UNION_TYPE:
7959     case ENUMERAL_TYPE:
7960     case INTEGER_TYPE:
7961     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7962     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7963     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7964     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7965     case POINTER_TYPE:
7966     case REFERENCE_TYPE:
7967     case OFFSET_TYPE:
7968     case FUNCTION_TYPE:
7969     case METHOD_TYPE:
7970     case ARRAY_TYPE:
7971     case TYPENAME_TYPE:
7972     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7973     case TYPEOF_TYPE:
7974     case TYPE_DECL:
7975       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7976
7977     case IDENTIFIER_NODE:
7978       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
7979         {
7980           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
7981           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
7982         }
7983       else
7984         return t;
7985
7986     case CONSTRUCTOR:
7987       {
7988         r = build_constructor
7989           (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl), 
7990            tsubst_copy (CONSTRUCTOR_ELTS (t), args, complain, in_decl));
7991         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
7992         return r;
7993       }
7994
7995     case VA_ARG_EXPR:
7996       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
7997                                           in_decl),
7998                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
7999
8000     case CLEANUP_POINT_EXPR:
8001       /* We shouldn't have built any of these during initial template
8002          generation.  Instead, they should be built during instantiation
8003          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
8004       gcc_unreachable ();
8005
8006     default:
8007       return t;
8008     }
8009 }
8010
8011 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
8012    processing.  */
8013
8014 static tree
8015 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8016 {
8017   tree stmt, tmp;
8018
8019   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8020     return t;
8021
8022   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
8023     input_location = EXPR_LOCATION (t);
8024   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
8025     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
8026
8027   switch (TREE_CODE (t))
8028     {
8029     case STATEMENT_LIST:
8030       {
8031         tree_stmt_iterator i;
8032         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
8033           tsubst_expr (tsi_stmt (i), args, complain, in_decl);
8034         break;
8035       }
8036
8037     case CTOR_INITIALIZER:
8038       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list 
8039                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
8040       break;
8041
8042     case RETURN_EXPR:
8043       finish_return_stmt (tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 0),
8044                                        args, complain, in_decl));
8045       break;
8046
8047     case EXPR_STMT:
8048       tmp = tsubst_expr (EXPR_STMT_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8049       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
8050         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
8051       else
8052         finish_expr_stmt (tmp);
8053       break;
8054
8055     case USING_STMT:
8056       do_using_directive (tsubst_expr (USING_STMT_NAMESPACE (t),
8057                                        args, complain, in_decl));
8058       break;
8059       
8060     case DECL_EXPR:
8061       {
8062         tree decl;
8063         tree init;
8064
8065         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
8066         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
8067           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
8068         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
8069           {
8070             tree scope = DECL_INITIAL (decl);
8071             tree name = DECL_NAME (decl);
8072             tree decl;
8073             
8074             scope = tsubst_expr (scope, args, complain, in_decl);
8075             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
8076                                           /*is_type_p=*/false,
8077                                           /*complain=*/false);
8078             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
8079               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl);
8080             else
8081               do_local_using_decl (decl, scope, name);
8082           }
8083         else
8084           {
8085             init = DECL_INITIAL (decl);
8086             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8087             if (decl != error_mark_node)
8088               {
8089                 if (init)
8090                   DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
8091                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
8092                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
8093                    handle local variables, and since we've already done
8094                    all that needs to be done, that's the right thing to
8095                    do.  */
8096                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
8097                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8098                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8099                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
8100                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
8101                   finish_anon_union (decl);
8102                 else 
8103                   {
8104                     maybe_push_decl (decl);
8105                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8106                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
8107                       {
8108                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
8109                            initializer.  */
8110                         const char *const name
8111                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
8112                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
8113                       }
8114                     else
8115                       init = tsubst_expr (init, args, complain, in_decl);
8116                     cp_finish_decl (decl, init, NULL_TREE, 0);
8117                   }
8118               }
8119           }
8120
8121         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
8122            clause of an if/for/while construct.  */
8123         return decl;
8124       }
8125
8126     case FOR_STMT:
8127       stmt = begin_for_stmt ();
8128       tsubst_expr (FOR_INIT_STMT (t), args, complain, in_decl);
8129       finish_for_init_stmt (stmt);
8130       tmp = tsubst_expr (FOR_COND (t), args, complain, in_decl);
8131       finish_for_cond (tmp, stmt);
8132       tmp = tsubst_expr (FOR_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8133       finish_for_expr (tmp, stmt);
8134       tsubst_expr (FOR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8135       finish_for_stmt (stmt);
8136       break;
8137
8138     case WHILE_STMT:
8139       stmt = begin_while_stmt ();
8140       tmp = tsubst_expr (WHILE_COND (t), args, complain, in_decl);
8141       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8142       tsubst_expr (WHILE_BODY (t), args, complain, in_decl);
8143       finish_while_stmt (stmt);
8144       break;
8145
8146     case DO_STMT:
8147       stmt = begin_do_stmt ();
8148       tsubst_expr (DO_BODY (t), args, complain, in_decl);
8149       finish_do_body (stmt);
8150       tmp = tsubst_expr (DO_COND (t), args, complain, in_decl);
8151       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8152       break;
8153
8154     case IF_STMT:
8155       stmt = begin_if_stmt ();
8156       tmp = tsubst_expr (IF_COND (t), args, complain, in_decl);
8157       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8158       tsubst_expr (THEN_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8159       finish_then_clause (stmt);
8160
8161       if (ELSE_CLAUSE (t))
8162         {
8163           begin_else_clause (stmt);
8164           tsubst_expr (ELSE_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8165           finish_else_clause (stmt);
8166         }
8167
8168       finish_if_stmt (stmt);
8169       break;
8170
8171     case BIND_EXPR:
8172       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8173         stmt = begin_function_body ();
8174       else
8175         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8176                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8177
8178       tsubst_expr (BIND_EXPR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8179
8180       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8181         finish_function_body (stmt);
8182       else
8183         finish_compound_stmt (stmt);
8184       break;
8185
8186     case BREAK_STMT:
8187       finish_break_stmt ();
8188       break;
8189
8190     case CONTINUE_STMT:
8191       finish_continue_stmt ();
8192       break;
8193
8194     case SWITCH_STMT:
8195       stmt = begin_switch_stmt ();
8196       tmp = tsubst_expr (SWITCH_COND (t), args, complain, in_decl);
8197       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8198       tsubst_expr (SWITCH_BODY (t), args, complain, in_decl);
8199       finish_switch_stmt (stmt);
8200       break;
8201
8202     case CASE_LABEL_EXPR:
8203       finish_case_label (tsubst_expr (CASE_LOW (t), args, complain, in_decl),
8204                          tsubst_expr (CASE_HIGH (t), args, complain,
8205                                       in_decl));
8206       break;
8207
8208     case LABEL_EXPR:
8209       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8210       break;
8211
8212     case GOTO_EXPR:
8213       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8214       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8215         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8216            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8217            will have no binding.  */
8218         tmp = tsubst_expr (tmp, args, complain, in_decl);
8219       else
8220         tmp = DECL_NAME (tmp);
8221       finish_goto_stmt (tmp);
8222       break;
8223
8224     case ASM_EXPR:
8225       tmp = finish_asm_stmt
8226         (ASM_VOLATILE_P (t),
8227          tsubst_expr (ASM_STRING (t), args, complain, in_decl),
8228          tsubst_expr (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8229          tsubst_expr (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl), 
8230          tsubst_expr (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8231       {
8232         tree asm_expr = tmp;
8233         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8234           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8235         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8236       }
8237       break;
8238
8239     case TRY_BLOCK:
8240       if (CLEANUP_P (t))
8241         {
8242           stmt = begin_try_block ();
8243           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8244           finish_cleanup_try_block (stmt);
8245           finish_cleanup (tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args,
8246                                        complain, in_decl),
8247                           stmt);
8248         }
8249       else
8250         {
8251           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8252             stmt = begin_function_try_block ();
8253           else
8254             stmt = begin_try_block ();
8255
8256           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8257
8258           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8259             finish_function_try_block (stmt);
8260           else
8261             finish_try_block (stmt);
8262
8263           tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args, complain, in_decl);
8264           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8265             finish_function_handler_sequence (stmt);
8266           else
8267             finish_handler_sequence (stmt);
8268         }
8269       break;
8270       
8271     case HANDLER:
8272       {
8273         tree decl;
8274
8275         stmt = begin_handler ();
8276         if (HANDLER_PARMS (t))
8277           {
8278             decl = HANDLER_PARMS (t);
8279             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8280             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8281                this variable.  We've already done all that needs to be
8282                done.  */
8283             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8284           }
8285         else
8286           decl = NULL_TREE;
8287         finish_handler_parms (decl, stmt);
8288         tsubst_expr (HANDLER_BODY (t), args, complain, in_decl);
8289         finish_handler (stmt);
8290       }
8291       break;
8292
8293     case TAG_DEFN:
8294       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8295       break;
8296
8297     default:
8298       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8299       
8300       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8301                                     /*function_p=*/false);
8302     }
8303
8304   return NULL_TREE;
8305 }
8306
8307 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8308    call.  Return the substituted version of T.  */
8309
8310 static tree
8311 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args, 
8312                                     tsubst_flags_t complain,
8313                                     tree in_decl)
8314 {
8315   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8316     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8317                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8318   else
8319     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8320                                /*function_p=*/false);
8321
8322   return t;
8323 }
8324
8325 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8326    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8327
8328 tree
8329 tsubst_copy_and_build (tree t, 
8330                        tree args, 
8331                        tsubst_flags_t complain, 
8332                        tree in_decl,
8333                        bool function_p)
8334 {
8335 #define RECUR(NODE) \
8336   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false)
8337
8338   tree op1;
8339
8340   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8341     return t;
8342
8343   switch (TREE_CODE (t))
8344     {
8345     case USING_DECL:
8346       t = DECL_NAME (t);
8347       /* Fall through.  */
8348     case IDENTIFIER_NODE:
8349       {
8350         tree decl;
8351         cp_id_kind idk;
8352         tree qualifying_class;
8353         bool non_integral_constant_expression_p;
8354         const char *error_msg;
8355
8356         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8357           {
8358             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8359             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8360           }
8361
8362         /* Look up the name.  */
8363         decl = lookup_name (t, 0);
8364
8365         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8366            failure, not NULL_TREE.  */
8367         if (decl == NULL_TREE)
8368           decl = error_mark_node;
8369
8370         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8371                                      &idk,
8372                                      &qualifying_class,
8373                                      /*integral_constant_expression_p=*/false,
8374                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8375                                      &non_integral_constant_expression_p,
8376                                      &error_msg);
8377         if (error_msg)
8378           error (error_msg);
8379         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8380           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8381         return decl;
8382       }
8383
8384     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8385       {
8386         tree object;
8387         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8388         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8389
8390         if (targs)
8391           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8392         
8393         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8394           {
8395             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8396             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8397           }
8398         else
8399           object = NULL_TREE;
8400         template = lookup_template_function (template, targs);
8401         
8402         if (object)
8403           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template), 
8404                          object, template, NULL_TREE);
8405         else
8406           return template;
8407       }
8408
8409     case INDIRECT_REF:
8410       {
8411         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8412
8413         if (REFERENCE_REF_P (t))
8414           {
8415             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
8416                such an indirect ref, but the substitution of the cast
8417                will have also added such an indirect ref.  */
8418             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
8419               r = convert_from_reference (r);
8420           }
8421         else
8422           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *");
8423         return r;
8424       }
8425
8426     case NOP_EXPR:
8427       return build_nop
8428         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8429          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8430
8431     case CAST_EXPR:
8432       return build_functional_cast
8433         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8434          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8435
8436     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8437       return build_reinterpret_cast
8438         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8439          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8440
8441     case CONST_CAST_EXPR:
8442       return build_const_cast
8443         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8444          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8445
8446     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8447       return build_dynamic_cast
8448         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8449          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8450
8451     case STATIC_CAST_EXPR:
8452       return build_static_cast
8453         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8454          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8455
8456     case POSTDECREMENT_EXPR:
8457     case POSTINCREMENT_EXPR:
8458       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8459                                                 args, complain, in_decl);
8460       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
8461
8462     case PREDECREMENT_EXPR:
8463     case PREINCREMENT_EXPR:
8464     case NEGATE_EXPR:
8465     case BIT_NOT_EXPR:
8466     case ABS_EXPR:
8467     case TRUTH_NOT_EXPR:
8468     case CONVERT_EXPR:  /* Unary + */
8469     case REALPART_EXPR:
8470     case IMAGPART_EXPR:
8471       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8472
8473     case ADDR_EXPR:
8474       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8475       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
8476         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl, 
8477                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
8478       else
8479         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain, 
8480                                                   in_decl);
8481       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
8482         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
8483       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
8484
8485     case PLUS_EXPR:
8486     case MINUS_EXPR:
8487     case MULT_EXPR:
8488     case TRUNC_DIV_EXPR:
8489     case CEIL_DIV_EXPR:
8490     case FLOOR_DIV_EXPR:
8491     case ROUND_DIV_EXPR:
8492     case EXACT_DIV_EXPR:
8493     case BIT_AND_EXPR:
8494     case BIT_IOR_EXPR:
8495     case BIT_XOR_EXPR:
8496     case TRUNC_MOD_EXPR:
8497     case FLOOR_MOD_EXPR:
8498     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
8499     case TRUTH_ORIF_EXPR:
8500     case TRUTH_AND_EXPR:
8501     case TRUTH_OR_EXPR:
8502     case RSHIFT_EXPR:
8503     case LSHIFT_EXPR:
8504     case RROTATE_EXPR:
8505     case LROTATE_EXPR:
8506     case EQ_EXPR:
8507     case NE_EXPR:
8508     case MAX_EXPR:
8509     case MIN_EXPR:
8510     case LE_EXPR:
8511     case GE_EXPR:
8512     case LT_EXPR:
8513     case GT_EXPR:
8514     case MEMBER_REF:
8515     case DOTSTAR_EXPR:
8516       return build_x_binary_op
8517         (TREE_CODE (t), 
8518          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8519          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8520          /*overloaded_p=*/NULL);
8521
8522     case SCOPE_REF:
8523       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
8524                                   /*address_p=*/false);
8525
8526     case ARRAY_REF:
8527       if (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl)
8528           == NULL_TREE)
8529         /* new-type-id */
8530         return build_nt (ARRAY_REF, NULL_TREE, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8531                          NULL_TREE, NULL_TREE);
8532
8533       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8534                                                 args, complain, in_decl);
8535       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8536       if (DECL_P (op1))
8537         mark_used (op1);
8538       return grok_array_decl (op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
8539
8540     case SIZEOF_EXPR:
8541     case ALIGNOF_EXPR:
8542       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8543       if (!args)
8544         {
8545           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
8546              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
8547              the substitutions may not work.  */
8548           if (!TYPE_P (op1))
8549             op1 = TREE_TYPE (op1);
8550         }
8551       else
8552         {
8553           ++skip_evaluation;
8554           op1 = RECUR (op1);
8555           --skip_evaluation;
8556         }
8557       if (TYPE_P (op1))
8558         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
8559       else
8560         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
8561
8562     case MODOP_EXPR:
8563       {
8564         tree r = build_x_modify_expr
8565           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8566            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
8567            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8568         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
8569            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
8570            than plain assignment.  In the former case, it was already
8571            set and must be copied.  In the latter case,
8572            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
8573            here.  */
8574         if (TREE_NO_WARNING (t))
8575           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
8576         return r;
8577       }
8578
8579     case ARROW_EXPR:
8580       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8581                                                 args, complain, in_decl);
8582       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8583       if (DECL_P (op1))
8584         mark_used (op1);
8585       return build_x_arrow (op1);
8586
8587     case NEW_EXPR:
8588       return build_new
8589         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8590          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8591          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
8592          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
8593          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8594
8595     case DELETE_EXPR:
8596      return delete_sanity
8597        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8598         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8599         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
8600         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8601
8602     case COMPOUND_EXPR:
8603       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8604                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
8605
8606     case CALL_EXPR:
8607       {
8608         tree function;
8609         tree call_args;
8610         bool qualified_p;
8611         bool koenig_p;
8612
8613         function = TREE_OPERAND (t, 0);
8614         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
8615            not Koenig lookup should be performed.  */
8616         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
8617         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
8618           {
8619             qualified_p = true;
8620             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
8621                                             /*done=*/false, 
8622                                             /*address_p=*/false);
8623           }
8624         else
8625           {
8626             qualified_p = (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF
8627                            && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (function, 1))
8628                                == SCOPE_REF));
8629             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain, 
8630                                               in_decl,
8631                                               !qualified_p);
8632             if (BASELINK_P (function))
8633               qualified_p = true;
8634           }
8635
8636         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8637
8638         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
8639            lookup finds a non-function, in accordance with the
8640            expected resolution of DR 218.  */
8641         if (koenig_p
8642             && ((is_overloaded_fn (function)
8643                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
8644                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
8645                     to denote the function.  */
8646                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
8647                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
8648           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
8649
8650         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
8651           {
8652             unqualified_name_lookup_error (function);
8653             return error_mark_node;
8654           }
8655
8656         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8657         if (DECL_P (function))
8658           mark_used (function);
8659
8660         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
8661           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
8662         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
8663           {
8664             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
8665               return finish_call_expr (function, call_args,
8666                                        /*disallow_virtual=*/false,
8667                                        /*koenig_p=*/false);
8668             else
8669               return (build_new_method_call 
8670                       (TREE_OPERAND (function, 0),
8671                        TREE_OPERAND (function, 1),
8672                        call_args, NULL_TREE, 
8673                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL));
8674           }
8675         return finish_call_expr (function, call_args, 
8676                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
8677                                  koenig_p);
8678       }
8679
8680     case COND_EXPR:
8681       return build_x_conditional_expr
8682         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8683          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8684          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8685
8686     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
8687       return finish_pseudo_destructor_expr 
8688         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8689          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8690          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8691
8692     case TREE_LIST:
8693       {
8694         tree purpose, value, chain;
8695
8696         if (t == void_list_node)
8697           return t;
8698
8699         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8700         if (purpose)
8701           purpose = RECUR (purpose);
8702         value = TREE_VALUE (t);
8703         if (value)
8704           value = RECUR (value);
8705         chain = TREE_CHAIN (t);
8706         if (chain && chain != void_type_node)
8707           chain = RECUR (chain);
8708         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8709             && value == TREE_VALUE (t)
8710             && chain == TREE_CHAIN (t))
8711           return t;
8712         return tree_cons (purpose, value, chain);
8713       }
8714
8715     case COMPONENT_REF:
8716       {
8717         tree object;
8718         tree member;
8719
8720         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8721                                                      args, complain, in_decl);
8722         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8723         if (DECL_P (object))
8724           mark_used (object);
8725
8726         member = TREE_OPERAND (t, 1);
8727         if (BASELINK_P (member))
8728           member = tsubst_baselink (member, 
8729                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
8730                                     args, complain, in_decl);
8731         else
8732           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
8733
8734         if (member == error_mark_node)
8735           return error_mark_node;
8736         else if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (object)))
8737           {
8738             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
8739               return finish_pseudo_destructor_expr (object, 
8740                                                     NULL_TREE,
8741                                                     TREE_TYPE (object));
8742             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8743                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
8744               return finish_pseudo_destructor_expr (object, 
8745                                                     object,
8746                                                     TREE_TYPE (object));
8747           }
8748         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8749                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
8750           {
8751             tree tmpl;
8752             tree args;
8753         
8754             /* Lookup the template functions now that we know what the
8755                scope is.  */
8756             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
8757             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
8758             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl, 
8759                                             /*is_type_p=*/false,
8760                                             /*complain=*/false);
8761             if (BASELINK_P (member))
8762               {
8763                 BASELINK_FUNCTIONS (member) 
8764                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
8765                               args);
8766                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup 
8767                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)), 
8768                            TREE_TYPE (object)));
8769               }
8770             else
8771               {
8772                 qualified_name_lookup_error (TREE_TYPE (object), tmpl,
8773                                              member);
8774                 return error_mark_node;
8775               }
8776           }
8777         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8778                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
8779                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
8780           {
8781             if (complain & tf_error)
8782               {
8783                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
8784                   error ("%qT is not a class or namespace", 
8785                          TREE_OPERAND (member, 0));
8786                 else
8787                   error ("%qD is not a class or namespace", 
8788                          TREE_OPERAND (member, 0));
8789               }
8790             return error_mark_node;
8791           }
8792         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
8793           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
8794
8795         return finish_class_member_access_expr (object, member);
8796       }
8797
8798     case THROW_EXPR:
8799       return build_throw
8800         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8801
8802     case CONSTRUCTOR:
8803       {
8804         tree r;
8805         tree elts;
8806         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8807         bool purpose_p;
8808
8809         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
8810         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
8811           return t;
8812
8813         r = NULL_TREE;
8814         /* We do not want to process the purpose of aggregate
8815            initializers as they are identifier nodes which will be
8816            looked up by digest_init.  */
8817         purpose_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
8818         for (elts = CONSTRUCTOR_ELTS (t);
8819              elts;
8820              elts = TREE_CHAIN (elts))
8821           {
8822             tree purpose = TREE_PURPOSE (elts);
8823             tree value = TREE_VALUE (elts);
8824             
8825             if (purpose && purpose_p)
8826               purpose = RECUR (purpose);
8827             value = RECUR (value);
8828             r = tree_cons (purpose, value, r);
8829           }
8830         
8831         r = build_constructor (NULL_TREE, nreverse (r));
8832         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
8833
8834         if (type)
8835           return digest_init (type, r, 0);
8836         return r;
8837       }
8838
8839     case TYPEID_EXPR:
8840       {
8841         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8842         if (TYPE_P (operand_0))
8843           return get_typeid (operand_0);
8844         return build_typeid (operand_0);
8845       }
8846
8847     case VAR_DECL:
8848       if (!args)
8849         return t;
8850       /* Fall through */
8851       
8852     case PARM_DECL:
8853       {
8854         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8855         
8856         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
8857           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
8858              the appropriate INDIRECT_REF.  */
8859           r = convert_from_reference (r);
8860         return r;
8861       }
8862
8863     case VA_ARG_EXPR:
8864       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8865                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain, 
8866                                           in_decl));
8867
8868     case OFFSETOF_EXPR:
8869       return fold_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8870
8871     case STMT_EXPR:
8872       {
8873         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
8874         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
8875
8876         cur_stmt_expr = stmt_expr;
8877         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl);
8878         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
8879         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
8880
8881         return stmt_expr;
8882       }
8883
8884     case CONST_DECL:
8885       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8886       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
8887          to their underlying values.  */
8888       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
8889         return DECL_INITIAL (t);
8890       return t;
8891
8892     default:
8893       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8894     }
8895
8896 #undef RECUR
8897 }
8898
8899 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
8900    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
8901    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
8902    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
8903
8904 static bool
8905 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
8906 {
8907   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
8908   bool result = false;
8909
8910   for (ix = 0; ix != len; ix++)
8911     {
8912       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
8913       
8914       if (TYPE_P (t))
8915         {
8916           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
8917              of a class or enumeration declared in a local scope)
8918              shall not be used to declare an entity with linkage.
8919              This implies that names with no linkage cannot be used as
8920              template arguments.  */
8921           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
8922
8923           if (nt)
8924             {
8925               if (!(complain & tf_error))
8926                 /*OK*/;
8927               else if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
8928                 error ("%qT uses anonymous type", t);
8929               else
8930                 error ("%qT uses local type %qT", t, nt);
8931               result = true;
8932             }
8933           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
8934              allow variably-modified types as template arguments.  */
8935           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
8936             {
8937               if (complain & tf_error)
8938                 error ("%qT is a variably modified type", t);
8939               result = true;
8940             }
8941         }
8942       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
8943          constant.  */
8944       else if (TREE_TYPE (t)
8945                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
8946                && !TREE_CONSTANT (t))
8947         {
8948           if (complain & tf_error)
8949             error ("integral expression %qE is not constant", t);
8950           result = true;
8951         }
8952     }
8953   if (result && complain & tf_error)
8954     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
8955   return result;
8956 }
8957
8958 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
8959    the template arguments in TARG_PTR.  */
8960
8961 tree
8962 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
8963 {
8964   tree fndecl;
8965   tree gen_tmpl;
8966   tree spec;
8967
8968   if (tmpl == error_mark_node)
8969     return error_mark_node;
8970
8971   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
8972
8973   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
8974   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
8975     {
8976       tree spec;
8977       tree clone;
8978       
8979       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
8980                                    complain);
8981       if (spec == error_mark_node)
8982         return error_mark_node;
8983
8984       /* Look for the clone.  */
8985       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
8986         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
8987           return clone;
8988       /* We should always have found the clone by now.  */
8989       gcc_unreachable ();
8990       return NULL_TREE;
8991     }
8992   
8993   /* Check to see if we already have this specialization.  */
8994   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr, 
8995                                   /*class_specializations_p=*/false);
8996   if (spec != NULL_TREE)
8997     return spec;
8998
8999   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9000   if (tmpl != gen_tmpl)
9001     {
9002       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
9003          arguments we must add the arguments used to perform the
9004          partial instantiation.  */
9005       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
9006                                               targ_ptr);
9007
9008       /* Check to see if we already have this specialization.  */
9009       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
9010                                       /*class_specializations_p=*/false);
9011       if (spec != NULL_TREE)
9012         return spec;
9013     }
9014
9015   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
9016                                complain))
9017     return error_mark_node;
9018   
9019   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
9020      parameters and return types have to be checked.  However this
9021      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
9022      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
9023      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
9024   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
9025
9026   /* Substitute template parameters.  */
9027   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
9028                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
9029
9030   /* Now we know the specialization, compute access previously
9031      deferred.  */
9032   push_access_scope (fndecl);
9033   perform_deferred_access_checks ();
9034   pop_access_scope (fndecl);
9035   pop_deferring_access_checks ();
9036
9037   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9038      template, not the most general template.  */
9039   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9040
9041   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9042      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9043      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9044      instantiating the template clones.  */
9045   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9046     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9047
9048   return fndecl;
9049 }
9050
9051 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9052    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9053    into which the deduced template arguments are placed.  
9054
9055    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9056    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9057    printed only for an incomplete match.
9058
9059    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9060    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9061
9062    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9063    template-id.
9064
9065    The parameter STRICT is one of:
9066
9067    DEDUCE_CALL: 
9068      We are deducing arguments for a function call, as in
9069      [temp.deduct.call].
9070
9071    DEDUCE_CONV:
9072      We are deducing arguments for a conversion function, as in 
9073      [temp.deduct.conv].
9074
9075    DEDUCE_EXACT:
9076      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9077      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9078      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9079      template, as in [temp.deduct.funcaddr]. 
9080
9081    DEDUCE_ORDER:
9082      We are deducing arguments when calculating the partial
9083      ordering between specializations of function or class
9084      templates, as in [temp.func.order] and [temp.class.order].
9085
9086    LEN is the number of parms to consider before returning success, or -1
9087    for all.  This is used in partial ordering to avoid comparing parms for
9088    which no actual argument was passed, since they are not considered in
9089    overload resolution (and are explicitly excluded from consideration in
9090    partial ordering in [temp.func.order]/6).  */
9091
9092 int
9093 fn_type_unification (tree fn, 
9094                      tree explicit_targs, 
9095                      tree targs, 
9096                      tree args, 
9097                      tree return_type,
9098                      unification_kind_t strict, 
9099                      int len)
9100 {
9101   tree parms;
9102   tree fntype;
9103   int result;
9104
9105   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9106
9107   fntype = TREE_TYPE (fn);
9108   if (explicit_targs)
9109     {
9110       /* [temp.deduct]
9111           
9112          The specified template arguments must match the template
9113          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9114          must not be more arguments than there are parameters;
9115          otherwise type deduction fails.
9116
9117          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9118          nontype template parameters, or must be convertible to the
9119          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9120          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9121
9122          All references in the function type of the function template
9123          to the corresponding template parameters are replaced by the
9124          specified template argument values.  If a substitution in a
9125          template parameter or in the function type of the function
9126          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9127       int i;
9128       tree converted_args;
9129       bool incomplete;
9130
9131       converted_args
9132         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), 
9133                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none, 
9134                                   /*require_all_arguments=*/0));
9135       if (converted_args == error_mark_node)
9136         return 1;
9137
9138       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9139          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9140          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9141          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9142          processing during substitution as we could create partial
9143          instantiations.  */
9144       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9145       processing_template_decl += incomplete;
9146       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9147       processing_template_decl -= incomplete;
9148       
9149       if (fntype == error_mark_node)
9150         return 1;
9151
9152       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9153       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9154         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9155     }
9156      
9157   parms = TYPE_ARG_TYPES (fntype);
9158   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9159   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn))
9160     parms = TREE_CHAIN (parms);
9161   
9162   if (return_type)
9163     {
9164       /* We've been given a return type to match, prepend it.  */
9165       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9166       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9167       if (len >= 0)
9168         ++len;
9169     }
9170
9171   /* We allow incomplete unification without an error message here
9172      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9173      callers must be ready to deal with unification failures in any
9174      event.  */
9175   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), 
9176                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9177                                   strict, /*allow_incomplete*/1, len);
9178
9179   if (result == 0) 
9180     /* All is well so far.  Now, check:
9181        
9182        [temp.deduct] 
9183        
9184        When all template arguments have been deduced, all uses of
9185        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9186        the corresponding deduced argument values.  If the
9187        substitution results in an invalid type, as described above,
9188        type deduction fails.  */
9189     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9190         == error_mark_node)
9191       return 1;
9192
9193   return result;
9194 }
9195
9196 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9197    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9198    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9199    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9200    the argument passed to the call, or the type of the value
9201    initialized with the result of the conversion function.  */
9202
9203 static int
9204 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict, 
9205                                   tree* parm, 
9206                                   tree* arg)
9207 {
9208   int result = 0;
9209   
9210   switch (strict)
9211     {
9212     case DEDUCE_CALL:
9213       break;
9214
9215     case DEDUCE_CONV:
9216       {
9217         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9218            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9219            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9220         tree* temp = parm;
9221         parm = arg;
9222         arg = temp;
9223         break;
9224       }
9225
9226     case DEDUCE_EXACT:
9227       /* There is nothing to do in this case.  */
9228       return 0;
9229
9230     case DEDUCE_ORDER:
9231       /* DR 214. [temp.func.order] is underspecified, and leads to no
9232          ordering between things like `T *' and `T const &' for `U *'.
9233          The former has T=U and the latter T=U*. The former looks more
9234          specialized and John Spicer considers it well-formed (the EDG
9235          compiler accepts it).
9236
9237          John also confirms that deduction should proceed as in a function
9238          call. Which implies the usual ARG and PARM conversions as DEDUCE_CALL.
9239          However, in ordering, ARG can have REFERENCE_TYPE, but no argument
9240          to an actual call can have such a type.
9241          
9242          If both ARG and PARM are REFERENCE_TYPE, we change neither.
9243          If only ARG is a REFERENCE_TYPE, we look through that and then
9244          proceed as with DEDUCE_CALL (which could further convert it).  */
9245       if (TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9246         {
9247           if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9248             return 0;
9249           *arg = TREE_TYPE (*arg);
9250         }
9251       break;
9252     default:
9253       gcc_unreachable ();
9254     }
9255
9256   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9257     {
9258       /* [temp.deduct.call]
9259          
9260          If P is not a reference type:
9261          
9262          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9263          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9264          used in place of A for type deduction; otherwise,
9265          
9266          --If A is a function type, the pointer type produced by
9267          the function-to-pointer standard conversion
9268          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9269          otherwise,
9270          
9271          --If A is a cv-qualified type, the top level
9272          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9273          deduction.  */
9274       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9275         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9276       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9277         *arg = build_pointer_type (*arg);
9278       else
9279         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9280     }
9281   
9282   /* [temp.deduct.call]
9283      
9284      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9285      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9286      reference type, the type referred to by P is used for
9287      type deduction.  */
9288   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9289   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9290     {
9291       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9292       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9293     }
9294
9295   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9296      too (which has been swapped into ARG).  */
9297   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9298     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9299   
9300   return result;
9301 }
9302
9303 /* Most parms like fn_type_unification.
9304
9305    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9306    arguments of a function or method parameter of a function
9307    template).  */
9308
9309 static int
9310 type_unification_real (tree tparms, 
9311                        tree targs, 
9312                        tree xparms, 
9313                        tree xargs, 
9314                        int subr,
9315                        unification_kind_t strict, 
9316                        int allow_incomplete, 
9317                        int xlen)
9318 {
9319   tree parm, arg;
9320   int i;
9321   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9322   int sub_strict;
9323   int saw_undeduced = 0;
9324   tree parms, args;
9325   int len;
9326
9327   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9328   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9329   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9330   gcc_assert (ntparms > 0);
9331
9332   switch (strict)
9333     {
9334     case DEDUCE_CALL:
9335       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9336                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9337       break;
9338       
9339     case DEDUCE_CONV:
9340       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9341       break;
9342
9343     case DEDUCE_EXACT:
9344       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9345       break;
9346     
9347     case DEDUCE_ORDER:
9348       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9349       break;
9350       
9351     default:
9352       gcc_unreachable ();
9353     }
9354
9355   if (xlen == 0)
9356     return 0;
9357
9358  again:
9359   parms = xparms;
9360   args = xargs;
9361   len = xlen;
9362
9363   while (parms
9364          && parms != void_list_node
9365          && args
9366          && args != void_list_node)
9367     {
9368       parm = TREE_VALUE (parms);
9369       parms = TREE_CHAIN (parms);
9370       arg = TREE_VALUE (args);
9371       args = TREE_CHAIN (args);
9372
9373       if (arg == error_mark_node)
9374         return 1;
9375       if (arg == unknown_type_node)
9376         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9377            template args from other function args.  */
9378         continue;
9379
9380       /* Conversions will be performed on a function argument that
9381          corresponds with a function parameter that contains only
9382          non-deducible template parameters and explicitly specified
9383          template parameters.  */
9384       if (!uses_template_parms (parm))
9385         {
9386           tree type;
9387
9388           if (!TYPE_P (arg))
9389             type = TREE_TYPE (arg);
9390           else
9391             type = arg;
9392
9393           if (strict == DEDUCE_EXACT || strict == DEDUCE_ORDER)
9394             {
9395               if (same_type_p (parm, type))
9396                 continue;
9397             }
9398           else
9399             /* It might work; we shouldn't check now, because we might
9400                get into infinite recursion.  Overload resolution will
9401                handle it.  */
9402             continue;
9403
9404           return 1;
9405         }
9406         
9407       if (!TYPE_P (arg))
9408         {
9409           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9410           if (type_unknown_p (arg))
9411             {
9412               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from
9413                  a pointer to function or pointer to member function
9414                  argument if the set of overloaded functions does not
9415                  contain function templates and at most one of a set of
9416                  overloaded functions provides a unique match.  */
9417
9418               if (resolve_overloaded_unification
9419                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict)
9420                   != 0)
9421                 return 1;
9422               continue;
9423             }
9424           arg = TREE_TYPE (arg);
9425           if (arg == error_mark_node)
9426             return 1;
9427         }
9428       
9429       {
9430         int arg_strict = sub_strict;
9431         
9432         if (!subr)
9433           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9434
9435         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
9436           return 1;
9437       }
9438
9439       /* Are we done with the interesting parms?  */
9440       if (--len == 0)
9441         goto done;
9442     }
9443   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
9444      are present, and the parm list isn't variadic.  */
9445   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
9446     return 1;
9447   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
9448   if (parms
9449       && parms != void_list_node
9450       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
9451     return 1;
9452
9453  done:
9454   if (!subr)
9455     for (i = 0; i < ntparms; i++)
9456       if (TREE_VEC_ELT (targs, i) == NULL_TREE)
9457         {
9458           tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
9459
9460           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
9461              a type parameter, try another pass; its type may have been
9462              deduced from a later argument than the one from which
9463              this parameter can be deduced.  */
9464           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
9465               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
9466               && !saw_undeduced++)
9467             goto again;
9468
9469           if (!allow_incomplete)
9470             error ("incomplete type unification");
9471           return 2;
9472         }
9473   return 0;
9474 }
9475
9476 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables at the
9477    call site.  ARG is an overloaded function (or template-id); we try
9478    deducing template args from each of the overloads, and if only one
9479    succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns 0 on success.  */
9480
9481 static int
9482 resolve_overloaded_unification (tree tparms, 
9483                                 tree targs,
9484                                 tree parm,
9485                                 tree arg, 
9486                                 unification_kind_t strict,
9487                                 int sub_strict)
9488 {
9489   tree tempargs = copy_node (targs);
9490   int good = 0;
9491   bool addr_p;
9492
9493   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
9494     {
9495       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9496       addr_p = true;
9497     }
9498   else
9499     addr_p = false;
9500
9501   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
9502     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
9503        function name.  */
9504     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9505
9506   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
9507     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9508
9509   /* Strip baselink information.  */
9510   if (BASELINK_P (arg))
9511     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
9512
9513   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9514     {
9515       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
9516          the affected templates before we try to unify, in case the
9517          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
9518
9519       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
9520       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9521
9522       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9523         {
9524           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
9525           tree subargs, elem;
9526
9527           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
9528             continue;
9529
9530           subargs = get_bindings_overload (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
9531                                            expl_subargs);
9532           if (subargs)
9533             {
9534               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
9535               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm, 
9536                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
9537             }
9538         }
9539     }
9540   else
9541     {
9542       gcc_assert (TREE_CODE (arg) == OVERLOAD
9543                   || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_DECL);
9544   
9545       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9546         good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9547                                   TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
9548                                   strict, sub_strict, addr_p);
9549     }
9550
9551   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9552      to function or pointer to member function argument if the set of
9553      overloaded functions does not contain function templates and at most
9554      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9555
9556      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
9557      deduce anything.  */
9558
9559   if (good == 1)
9560     {
9561       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9562       for (; i--; )
9563         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
9564           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9565     }
9566   if (good)
9567     return 0;
9568
9569   return 1;
9570 }
9571
9572 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
9573    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
9574    different overloads deduce different arguments for a given parm.
9575    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
9576    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
9577
9578    Returns 1 on success.  */
9579
9580 static int
9581 try_one_overload (tree tparms,
9582                   tree orig_targs,
9583                   tree targs, 
9584                   tree parm, 
9585                   tree arg, 
9586                   unification_kind_t strict,
9587                   int sub_strict,
9588                   bool addr_p)
9589 {
9590   int nargs;
9591   tree tempargs;
9592   int i;
9593
9594   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9595      to function or pointer to member function argument if the set of
9596      overloaded functions does not contain function templates and at most
9597      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9598
9599      So if this is a template, just return success.  */
9600
9601   if (uses_template_parms (arg))
9602     return 1;
9603
9604   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9605     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
9606   else if (addr_p)
9607     arg = build_pointer_type (arg);
9608
9609   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9610
9611   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
9612      some template args from previous args, unify would complain when we
9613      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
9614      there isn't really a conflict.  */
9615   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9616   tempargs = make_tree_vec (nargs);
9617
9618   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
9619     return 0;
9620
9621   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
9622      explicitly specified args.  */
9623   for (i = nargs; i--; )
9624     {
9625       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9626       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
9627
9628       if (elt == NULL_TREE)
9629         continue;
9630       else if (uses_template_parms (elt))
9631         {
9632           /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in template
9633              args used in the function parm list with our own template parms.
9634              Discard them.  */
9635           TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
9636           continue;
9637         }
9638       else if (oldelt && ! template_args_equal (oldelt, elt))
9639         return 0;
9640     }
9641
9642   for (i = nargs; i--; )
9643     {
9644       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9645
9646       if (elt)
9647         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
9648     }
9649
9650   return 1;
9651 }
9652
9653 /* Verify that nondeduce template argument agrees with the type
9654    obtained from argument deduction.  Return nonzero if the
9655    verification fails.
9656
9657    For example:
9658
9659      struct A { typedef int X; };
9660      template <class T, class U> struct C {};
9661      template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
9662
9663    Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
9664    `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
9665    is `int'.  This function ensure that they agree.
9666
9667    TARGS, PARMS are the same as the arguments of unify.
9668    ARGS contains template arguments from all levels.  */
9669
9670 static int
9671 verify_class_unification (tree targs, tree parms, tree args)
9672 {
9673   parms = tsubst (parms, add_outermost_template_args (args, targs),
9674                   tf_none, NULL_TREE);
9675   if (parms == error_mark_node)
9676     return 1;
9677
9678   return !comp_template_args (parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args));
9679 }
9680
9681 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
9682    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
9683    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
9684    TARGS are as for unify.  */
9685
9686 static tree
9687 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9688 {
9689   tree copy_of_targs;
9690
9691   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
9692       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)) 
9693           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
9694     return NULL_TREE;
9695
9696   /* We need to make a new template argument vector for the call to
9697      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
9698      the attempted unification, even if this class didn't work out.
9699      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
9700      we've already done, since unification is supposed to be done on
9701      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
9702      following pathological case:
9703
9704        template <int I, int J, int K>
9705        struct S {};
9706        
9707        template <int I, int J>
9708        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
9709        
9710        template <int I, int J, int K>
9711        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
9712        
9713        void g() {
9714          S<0, 0, 0> s0;
9715          S<0, 1, 2> s2;
9716        
9717          f(s0, s2);
9718        }
9719
9720      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
9721      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
9722      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
9723      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
9724      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
9725      would reject the possibility I=1.  */
9726   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
9727   
9728   /* If unification failed, we're done.  */
9729   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
9730              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
9731     return NULL_TREE;
9732
9733   return arg;
9734 }
9735
9736 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
9737    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
9738    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
9739    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
9740    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
9741    by unify.  */
9742
9743 static tree
9744 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9745 {
9746   tree rval = NULL_TREE;
9747   tree binfo;
9748
9749   gcc_assert (IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (arg)));
9750   
9751   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
9752   if (!binfo)
9753     /* The type could not be completed.  */
9754     return NULL_TREE;
9755
9756   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
9757      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
9758   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
9759     {
9760       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
9761
9762       if (r)
9763         {
9764           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
9765
9766                [temp.deduct.call]
9767
9768               If they yield more than one possible deduced A, the type
9769               deduction fails.
9770
9771              applies.  */
9772           if (rval && !same_type_p (r, rval))
9773             return NULL_TREE;
9774           
9775           rval = r;
9776         }
9777     }
9778
9779   return rval;
9780 }
9781
9782 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
9783
9784 static int
9785 template_decl_level (tree decl)
9786 {
9787   switch (TREE_CODE (decl))
9788     {
9789     case TYPE_DECL:
9790     case TEMPLATE_DECL:
9791       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
9792
9793     case PARM_DECL:
9794       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
9795
9796     default:
9797       gcc_unreachable ();
9798     }
9799   return 0;
9800 }
9801
9802 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
9803    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
9804    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
9805
9806 static int
9807 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
9808 {
9809   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
9810   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
9811
9812   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9813       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9814     {
9815       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
9816           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
9817           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
9818           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
9819           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
9820           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
9821       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
9822            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
9823            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9824           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
9825         return 0;
9826
9827       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
9828           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
9829         return 0;
9830     }
9831
9832   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9833       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
9834     return 0;
9835
9836   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
9837       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
9838     return 0;
9839
9840   return 1;
9841 }
9842
9843 /* Takes parameters as for type_unification.  Returns 0 if the
9844    type deduction succeeds, 1 otherwise.  The parameter STRICT is a
9845    bitwise or of the following flags:
9846
9847      UNIFY_ALLOW_NONE:
9848        Require an exact match between PARM and ARG.
9849      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
9850        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
9851        conversion) than ARG.
9852      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
9853        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
9854      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
9855        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
9856        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
9857        ARG.
9858      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
9859        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
9860        case for more information. 
9861      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
9862        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
9863        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
9864        have const qualified pointers leading up to the inner type which
9865        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
9866        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
9867        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
9868      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
9869        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
9870        qualified at this point.
9871      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
9872        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
9873        qualified at this point.  */
9874
9875 static int
9876 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
9877 {
9878   int idx;
9879   tree targ;
9880   tree tparm;
9881   int strict_in = strict;
9882
9883   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
9884      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
9885      signedness is the only information lost, and I think that will be
9886      okay.  */
9887   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
9888     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
9889
9890   if (arg == error_mark_node)
9891     return 1;
9892   if (arg == unknown_type_node)
9893     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9894        template args from other function args.  */
9895     return 0;
9896
9897   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
9898      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
9899      template parameters.  We might need them if we're trying to
9900      figure out which of two things is more specialized.  */
9901   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
9902     return 0;
9903
9904   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
9905      cv-qualification mismatches.  */
9906   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9907       && TYPE_P (arg)
9908       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
9909          type, and the elements might be template type parms. We'll check
9910          when we recurse.  */
9911       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
9912       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
9913          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
9914          PARM `T' for example, when computing which of two templates
9915          is more specialized, for example.  */
9916       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
9917       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
9918     return 1;
9919
9920   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
9921       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
9922     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
9923   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
9924   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
9925   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9926   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
9927   
9928   switch (TREE_CODE (parm))
9929     {
9930     case TYPENAME_TYPE:
9931     case SCOPE_REF:
9932     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
9933       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
9934          argument values cannot be deduced for template parameters used
9935          within the nested-name-specifier.  */
9936       return 0;
9937
9938     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9939     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9940     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9941       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
9942
9943       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
9944           != template_decl_level (tparm))
9945         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
9946            to see if it matches ARG.  */
9947         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9948                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
9949       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
9950       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
9951       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
9952
9953       /* Check for mixed types and values.  */
9954       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9955            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
9956           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM 
9957               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
9958         return 1;
9959
9960       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9961         {
9962           /* ARG must be constructed from a template class or a template
9963              template parameter.  */
9964           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9965               && (TREE_CODE (arg) != RECORD_TYPE || !CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)))
9966             return 1;
9967
9968           {
9969             tree parmtmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (parm);
9970             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
9971             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
9972             tree argtmplvec
9973               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_TI_TEMPLATE (arg));
9974             int i;
9975
9976             /* The parameter and argument roles have to be switched here 
9977                in order to handle default arguments properly.  For example, 
9978                template<template <class> class TT> void f(TT<int>) 
9979                should be able to accept vector<int> which comes from 
9980                template <class T, class Allocator = allocator> 
9981                class vector.  */
9982
9983             if (coerce_template_parms (argtmplvec, parmvec, parmtmpl, 0, 1)
9984                 == error_mark_node)
9985               return 1;
9986           
9987             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.  
9988                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
9989                rather than the whole TREE_VEC since they can have
9990                different number of elements.  */
9991
9992             for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parmvec); ++i)
9993               {
9994                 if (unify (tparms, targs, 
9995                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i), 
9996                            TREE_VEC_ELT (argvec, i), 
9997                            UNIFY_ALLOW_NONE))
9998                   return 1;
9999               }
10000           }
10001           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
10002
10003           /* Fall through to deduce template name.  */
10004         }
10005
10006       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10007           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10008         {
10009           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
10010
10011           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10012           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
10013             return 0;
10014           else if (targ)
10015             return 1;
10016         }
10017       else
10018         {
10019           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
10020              a match unless we are allowing additional qualification.
10021              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
10022              that binds `const int' to `T'.  */
10023           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL, 
10024                                          arg, parm))
10025             return 1;
10026
10027           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
10028              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
10029           arg = cp_build_qualified_type_real
10030             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
10031           if (arg == error_mark_node)
10032             return 1;
10033
10034           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10035           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
10036             return 0;
10037           else if (targ)
10038             return 1;
10039
10040           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
10041              that were talking about variable-sized arrays (like
10042              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
10043              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
10044              the bound of the array will not be computable in an
10045              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
10046              ISO C++, so we can do as we please here.  */
10047           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
10048             return 1;
10049         }
10050
10051       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10052       return 0;
10053
10054     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10055       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10056
10057       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm) 
10058           != template_decl_level (tparm))
10059         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10060            to see if it matches ARG.  */
10061         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10062                  && cp_tree_equal (parm, arg));
10063
10064       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
10065       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
10066
10067       if (targ)
10068         return !cp_tree_equal (targ, arg);
10069
10070       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
10071          with a non-type template-parameter, the non-type
10072          template-parameter is used in an expression in the function
10073          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
10074          deduced, the template-argument type shall match the type of the
10075          template-parameter exactly, except that a template-argument
10076          deduced from an array bound may be of any integral type. 
10077          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
10078       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
10079       if (!TREE_TYPE (arg))
10080         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
10081            It will later be processed in convert_template_argument.  */
10082         ;
10083       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
10084         /* OK */;
10085       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
10086                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
10087                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
10088         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
10089            template argument must exactly match the types of the
10090            corresponding parameter.  */
10091         arg = fold (build_nop (TREE_TYPE (parm), arg));
10092       else if (uses_template_parms (tparm))
10093         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
10094            later.  */
10095         return 0;
10096       else
10097         return 1;
10098
10099       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10100       return 0;
10101
10102     case PTRMEM_CST:
10103      {
10104         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
10105          another constant.  */
10106       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
10107         return 1;
10108
10109       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
10110          wrong, depending on the strict flags) to unify also
10111          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
10112          arg refer to the same variable, even if through different
10113          classes. For instance:
10114
10115          struct A { int x; };
10116          struct B : A { };
10117
10118          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
10119       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
10120                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
10121      }
10122
10123     case POINTER_TYPE:
10124       {
10125         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
10126           return 1;
10127         
10128         /* [temp.deduct.call]
10129
10130            A can be another pointer or pointer to member type that can
10131            be converted to the deduced A via a qualification
10132            conversion (_conv.qual_).
10133
10134            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
10135            This will allow for additional cv-qualification of the
10136            pointed-to types if appropriate.  */
10137         
10138         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
10139           /* The derived-to-base conversion only persists through one
10140              level of pointers.  */
10141           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
10142
10143         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), 
10144                       TREE_TYPE (arg), strict);
10145       }
10146
10147     case REFERENCE_TYPE:
10148       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
10149         return 1;
10150       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10151                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10152
10153     case ARRAY_TYPE:
10154       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
10155         return 1;
10156       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
10157           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
10158         return 1;
10159       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
10160         {
10161           tree parm_max;
10162           tree arg_max;
10163
10164           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
10165           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
10166
10167           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
10168              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
10169              not an integer constant.  */
10170           if (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR)
10171             {
10172               arg_max = fold (build2 (PLUS_EXPR, 
10173                                       integer_type_node,
10174                                       arg_max,
10175                                       TREE_OPERAND (parm_max, 1)));
10176               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
10177             }
10178
10179           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
10180             return 1;
10181         }
10182       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10183                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10184
10185     case REAL_TYPE:
10186     case COMPLEX_TYPE:
10187     case VECTOR_TYPE:
10188     case INTEGER_TYPE:
10189     case BOOLEAN_TYPE:
10190     case ENUMERAL_TYPE:
10191     case VOID_TYPE:
10192       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10193         return 1;
10194       
10195       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
10196          function.  */
10197       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
10198         return 1;
10199
10200       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
10201          will invalidate it if necessary.  */
10202       return 0;
10203
10204       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
10205       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
10206     case INTEGER_CST:
10207       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
10208         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10209
10210       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
10211         return 1;
10212       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
10213
10214     case TREE_VEC:
10215       {
10216         int i;
10217         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
10218           return 1;
10219         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
10220           return 1;
10221         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
10222           if (unify (tparms, targs,
10223                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
10224                      UNIFY_ALLOW_NONE))
10225             return 1;
10226         return 0;
10227       }
10228
10229     case RECORD_TYPE:
10230     case UNION_TYPE:
10231       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10232         return 1;
10233   
10234       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
10235         {
10236           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10237             return 1;
10238
10239           return unify (tparms, targs, 
10240                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
10241                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
10242                         strict);
10243         }
10244
10245       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
10246         {
10247           tree t = NULL_TREE;
10248
10249           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
10250             {
10251               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
10252               t = try_class_unification (tparms, targs,
10253                                          parm, arg);
10254
10255               if (!t)
10256                 {
10257                   /* Fallback to the special case allowed in
10258                      [temp.deduct.call]:
10259                      
10260                        If P is a class, and P has the form
10261                        template-id, then A can be a derived class of
10262                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
10263                        a class of the form template-id, A can be a
10264                        pointer to a derived class pointed to by the
10265                        deduced A.  */
10266                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
10267
10268                   if (!t)
10269                     return 1;
10270                 }
10271             }
10272           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg) 
10273                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm) 
10274                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
10275             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
10276                Then, we should unify `int' and `U'.  */
10277             t = arg;
10278           else
10279             /* There's no chance of unification succeeding.  */
10280             return 1;
10281
10282           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10283                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
10284         }
10285       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
10286         return 1;
10287       return 0;
10288
10289     case METHOD_TYPE:
10290     case FUNCTION_TYPE:
10291       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10292         return 1;
10293
10294       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10295                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10296         return 1;
10297       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10298                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, 
10299                                     DEDUCE_EXACT, 0, -1);
10300
10301     case OFFSET_TYPE:
10302       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10303         return 1;
10304       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10305                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10306         return 1;
10307       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10308                     strict);
10309
10310     case CONST_DECL:
10311       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10312         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10313       if (arg != integral_constant_value (parm)) 
10314         return 1;
10315       return 0;
10316
10317     case FIELD_DECL:
10318     case TEMPLATE_DECL:
10319       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10320       return 1;
10321
10322     default:
10323       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10324       
10325       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10326          something like: 
10327            
10328            template <int I>
10329            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10330
10331          This is a "nondeduced context":
10332
10333            [deduct.type]
10334            
10335            The nondeduced contexts are:
10336
10337            --A type that is a template-id in which one or more of
10338              the template-arguments is an expression that references
10339              a template-parameter.  
10340
10341          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10342          actually infer any unifications.  */
10343
10344       if (!uses_template_parms (parm)
10345           && !template_args_equal (parm, arg))
10346         return 1;
10347       else
10348         return 0;
10349     }
10350 }
10351 \f
10352 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
10353    required.  */
10354
10355 static void
10356 mark_definable (tree decl)
10357 {
10358   tree clone;
10359   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
10360   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
10361     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
10362 }
10363
10364 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
10365    explicitly instantiated class.  */
10366
10367 void
10368 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
10369 {
10370   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
10371
10372   /* If this entity has already been written out, it's too late to
10373      make any modifications.  */
10374   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
10375     return;
10376
10377   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
10378     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
10379        set correctly by tsubst.  */
10380     TREE_PUBLIC (result) = 1;
10381
10382   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
10383   DECL_COMDAT (result) = 0;
10384
10385   if (extern_p)
10386     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
10387   else
10388     {
10389       mark_definable (result);
10390       /* Always make artificials weak.  */
10391       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
10392         comdat_linkage (result);
10393       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
10394          linkonce sections.  */
10395       else if (TREE_PUBLIC (result))
10396         maybe_make_one_only (result);
10397     }
10398   
10399   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
10400      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
10401      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
10402      emitted here.  In neither circumstance do we want
10403      import_export_decl to adjust the linkage.  */
10404   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1; 
10405 }
10406
10407 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
10408
10409    DEDUCE should be DEDUCE_EXACT or DEDUCE_ORDER.
10410    
10411    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
10412    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10413    0 if neither is more specialized.
10414
10415    LEN is passed through to fn_type_unification.  */
10416    
10417 int
10418 more_specialized (tree pat1, tree pat2, int deduce, int len)
10419 {
10420   tree targs;
10421   int winner = 0;
10422
10423   /* If template argument deduction succeeds, we substitute the
10424      resulting arguments into non-deduced contexts.  While doing that,
10425      we must be aware that we may encounter dependent types.  */
10426   ++processing_template_decl;
10427   targs = get_bindings_real (pat1, DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2),
10428                              NULL_TREE, 0, deduce, len);
10429   if (targs)
10430     --winner;
10431
10432   targs = get_bindings_real (pat2, DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1),
10433                              NULL_TREE, 0, deduce, len);
10434   if (targs)
10435     ++winner;
10436   --processing_template_decl;
10437
10438   return winner;
10439 }
10440
10441 /* Given two class template specialization list nodes PAT1 and PAT2, return:
10442
10443    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.class.order].
10444    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10445    0 if neither is more specialized.
10446
10447    FULL_ARGS is the full set of template arguments that triggers this
10448    partial ordering.  */
10449    
10450 int
10451 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2, tree full_args)
10452 {
10453   tree targs;
10454   int winner = 0;
10455
10456   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between 
10457      different class template specializations, we may encounter dependent
10458      types in the arguments, and we need our dependency check functions
10459      to behave correctly.  */
10460   ++processing_template_decl;
10461   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1), TREE_PURPOSE (pat1),
10462                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat2)));
10463   if (targs)
10464     --winner;
10465
10466   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2), TREE_PURPOSE (pat2),
10467                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat1)));
10468   if (targs)
10469     ++winner;
10470   --processing_template_decl;
10471
10472   return winner;
10473 }
10474
10475 /* Return the template arguments that will produce the function signature
10476    DECL from the function template FN, with the explicit template
10477    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is 1, the return type must
10478    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
10479    found.  DEDUCE and LEN are passed through to fn_type_unification.  */
10480    
10481 static tree
10482 get_bindings_real (tree fn, 
10483                    tree decl, 
10484                    tree explicit_args, 
10485                    int check_rettype, 
10486                    int deduce, 
10487                    int len)
10488 {
10489   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
10490   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
10491   tree decl_type;
10492   tree decl_arg_types;
10493   int i;
10494
10495   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
10496      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
10497      FN.  */
10498   decl_type = TREE_TYPE (decl);
10499   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
10500     {
10501       tree tmpl;
10502       tree converted_args;
10503
10504       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10505         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10506       else
10507         /* We can get here for some invalid specializations.  */
10508         return NULL_TREE;
10509
10510       converted_args
10511         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
10512                                   explicit_args, NULL_TREE,
10513                                   tf_none, /*require_all_arguments=*/0));
10514       if (converted_args == error_mark_node)
10515         return NULL_TREE;
10516       
10517       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE); 
10518       if (decl_type == error_mark_node)
10519         return NULL_TREE;
10520     }
10521
10522   decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
10523   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
10524   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
10525     decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
10526
10527   i = fn_type_unification (fn, explicit_args, targs, 
10528                            decl_arg_types,
10529                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
10530                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
10531                            deduce, len);
10532
10533   if (i != 0)
10534     return NULL_TREE;
10535
10536   return targs;
10537 }
10538
10539 /* For most uses, we want to check the return type.  */
10540
10541 static tree 
10542 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args)
10543 {
10544   return get_bindings_real (fn, decl, explicit_args, 1, DEDUCE_EXACT, -1);
10545 }
10546
10547 /* But for resolve_overloaded_unification, we only care about the parameter
10548    types.  */
10549
10550 static tree
10551 get_bindings_overload (tree fn, tree decl, tree explicit_args)
10552 {
10553   return get_bindings_real (fn, decl, explicit_args, 0, DEDUCE_EXACT, -1);
10554 }
10555
10556 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
10557    template specialization whose innermost template parameters are
10558    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
10559    ARGS.  
10560
10561    For example, suppose we have:
10562
10563      template <class T, class U> struct S {};
10564      template <class T> struct S<T*, int> {};
10565
10566    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
10567    {T}, the PARMS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
10568    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
10569    is bound to `double'.  */
10570
10571 static tree
10572 get_class_bindings (tree tparms, tree parms, tree args)
10573 {
10574   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
10575   tree vec = make_tree_vec (ntparms);
10576
10577   if (unify (tparms, vec, parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
10578              UNIFY_ALLOW_NONE))
10579     return NULL_TREE;
10580
10581   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
10582     if (! TREE_VEC_ELT (vec, i))
10583       return NULL_TREE;
10584
10585   if (verify_class_unification (vec, parms, args))
10586     return NULL_TREE;
10587
10588   return vec;
10589 }
10590
10591 /* In INSTANTIATIONS is a list of <INSTANTIATION, TEMPLATE> pairs.
10592    Pick the most specialized template, and return the corresponding
10593    instantiation, or if there is no corresponding instantiation, the
10594    template itself.  If there is no most specialized template,
10595    error_mark_node is returned.  If there are no templates at all,
10596    NULL_TREE is returned.  */
10597
10598 tree
10599 most_specialized_instantiation (tree instantiations)
10600 {
10601   tree fn, champ;
10602   int fate;
10603
10604   if (!instantiations)
10605     return NULL_TREE;
10606
10607   champ = instantiations;
10608   for (fn = TREE_CHAIN (instantiations); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10609     {
10610       fate = more_specialized (TREE_VALUE (champ), TREE_VALUE (fn),
10611                                DEDUCE_EXACT, -1);
10612       if (fate == 1)
10613         ;
10614       else
10615         {
10616           if (fate == 0)
10617             {
10618               fn = TREE_CHAIN (fn);
10619               if (! fn)
10620                 return error_mark_node;
10621             }
10622           champ = fn;
10623         }
10624     }
10625
10626   for (fn = instantiations; fn && fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
10627     {
10628       fate = more_specialized (TREE_VALUE (champ), TREE_VALUE (fn),
10629                                DEDUCE_EXACT, -1);
10630       if (fate != 1)
10631         return error_mark_node;
10632     }
10633
10634   return TREE_PURPOSE (champ) ? TREE_PURPOSE (champ) : TREE_VALUE (champ);
10635 }
10636
10637 /* Return the most specialized of the list of templates in FNS that can
10638    produce an instantiation matching DECL, given the explicit template
10639    arguments EXPLICIT_ARGS.  */
10640
10641 static tree
10642 most_specialized (tree fns, tree decl, tree explicit_args)
10643 {
10644   tree candidates = NULL_TREE;
10645   tree fn, args;
10646
10647   for (fn = fns; fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10648     {
10649       tree candidate = TREE_VALUE (fn);
10650
10651       args = get_bindings (candidate, decl, explicit_args);
10652       if (args)
10653         candidates = tree_cons (NULL_TREE, candidate, candidates);
10654     }
10655
10656   return most_specialized_instantiation (candidates);
10657 }
10658
10659 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
10660    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
10661
10662    For example, given:
10663
10664      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
10665
10666    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
10667    the full template.  This function will not trace past partial
10668    specializations, however.  For example, given in addition:
10669
10670      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
10671
10672    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
10673    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
10674
10675 tree
10676 most_general_template (tree decl)
10677 {
10678   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
10679      an immediate specialization.  */
10680   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
10681     {
10682       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
10683         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10684
10685         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
10686            template friend.  */
10687         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
10688           return NULL_TREE;
10689       } else
10690         return NULL_TREE;
10691     }
10692
10693   /* Look for more and more general templates.  */
10694   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10695     {
10696       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
10697          (See cp-tree.h for details.)  */
10698       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
10699         break;
10700
10701       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
10702           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
10703         break;
10704
10705       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
10706       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
10707           && DECL_CONTEXT (decl)
10708           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
10709         break;
10710
10711       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10712     }
10713
10714   return decl;
10715 }
10716
10717 /* Return the most specialized of the class template specializations
10718    of TMPL which can produce an instantiation matching ARGS, or
10719    error_mark_node if the choice is ambiguous.  */
10720
10721 static tree
10722 most_specialized_class (tree tmpl, tree args)
10723 {
10724   tree list = NULL_TREE;
10725   tree t;
10726   tree champ;
10727   int fate;
10728
10729   tmpl = most_general_template (tmpl);
10730   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
10731     {
10732       tree spec_args 
10733         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args);
10734       if (spec_args)
10735         {
10736           list = tree_cons (TREE_PURPOSE (t), TREE_VALUE (t), list);
10737           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
10738         }
10739     }
10740
10741   if (! list)
10742     return NULL_TREE;
10743
10744   t = list;
10745   champ = t;
10746   t = TREE_CHAIN (t);
10747   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
10748     {
10749       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10750       if (fate == 1)
10751         ;
10752       else
10753         {
10754           if (fate == 0)
10755             {
10756               t = TREE_CHAIN (t);
10757               if (! t)
10758                 return error_mark_node;
10759             }
10760           champ = t;
10761         }
10762     }
10763
10764   for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
10765     {
10766       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10767       if (fate != 1)
10768         return error_mark_node;
10769     }
10770
10771   return champ;
10772 }
10773
10774 /* Explicitly instantiate DECL.  */
10775
10776 void
10777 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
10778 {
10779   tree result = NULL_TREE;
10780   int extern_p = 0;
10781
10782   if (!decl)
10783     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
10784        an appropriate message.  */
10785     return;
10786   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
10787     {
10788       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
10789       return;
10790     }
10791   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
10792     {
10793       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
10794          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
10795          the latter, the DECL we get back will be marked as a
10796          template instantiation, and the appropriate
10797          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
10798          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
10799          should handle VAR_DECLs as it currently handles
10800          FUNCTION_DECLs.  */
10801       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
10802       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
10803         {
10804           error ("no matching template for %qD found", decl);
10805           return;
10806         }
10807     }
10808   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
10809     {
10810       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
10811       return;
10812     }
10813   else
10814     result = decl;
10815
10816   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
10817      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
10818      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
10819      until we get here.  */
10820
10821   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
10822     {
10823       /* DR 259 [temp.spec].
10824
10825          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
10826          specialization shall not appear in a program unless the explicit
10827          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
10828
10829          For a given set of template parameters, if an explicit
10830          instantiation of a template appears after a declaration of an
10831          explicit specialization for that template, the explicit
10832          instantiation has no effect.  */
10833       return;
10834     }
10835   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
10836     {
10837       /* [temp.spec]
10838
10839          No program shall explicitly instantiate any template more
10840          than once.  
10841
10842          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
10843          the first instantiation was `extern' and the second is not,
10844          and EXTERN_P for the opposite case.  */
10845       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
10846         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
10847       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
10848          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
10849       if (extern_p)
10850         return;
10851     }
10852   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
10853     {
10854       error ("no matching template for %qD found", result);
10855       return;
10856     }
10857   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
10858     {
10859       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
10860       return;
10861     }
10862
10863   if (storage == NULL_TREE)
10864     ;
10865   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
10866     {
10867       if (pedantic && !in_system_header)
10868         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
10869                  "instantiations");
10870       extern_p = 1;
10871     }
10872   else
10873     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
10874
10875   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
10876   if (! extern_p)
10877     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1, /*undefined_ok=*/0);
10878 }
10879
10880 void
10881 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
10882 {
10883   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
10884   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
10885   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
10886   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
10887   if (! extern_p)
10888     {
10889       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
10890       rest_of_type_compilation (t, 1);
10891     }
10892 }     
10893
10894 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
10895    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
10896 static void
10897 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
10898 {
10899   tree storage = *(tree *) data;
10900
10901   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
10902       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
10903     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
10904 }
10905
10906 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
10907    (a member function or a static member variable) of an
10908    explicitly instantiated class template.  */
10909 static void
10910 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
10911 {
10912   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
10913   if (! extern_p)
10914     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1, /* undefined_ok=*/1);
10915 }
10916
10917 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
10918    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
10919    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
10920    since the standard is unclear (as detailed below).  */
10921  
10922 void
10923 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
10924 {
10925   int extern_p = 0;
10926   int nomem_p = 0;
10927   int static_p = 0;
10928   int previous_instantiation_extern_p = 0;
10929
10930   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
10931     t = TREE_TYPE (t);
10932
10933   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
10934     {
10935       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
10936       return;
10937     }
10938
10939   complete_type (t);
10940
10941   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
10942     {
10943       if (complain & tf_error)
10944         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
10945                t);
10946       return;
10947     }
10948
10949   if (storage != NULL_TREE)
10950     {
10951       if (pedantic && !in_system_header)
10952         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations", 
10953                 storage);
10954
10955       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
10956         nomem_p = 1;
10957       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
10958         extern_p = 1;
10959       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
10960         static_p = 1;
10961       else
10962         {
10963           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
10964                  storage);
10965           extern_p = 0;
10966         }
10967     }
10968
10969   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
10970     {
10971       /* DR 259 [temp.spec].
10972
10973          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
10974          specialization shall not appear in a program unless the explicit
10975          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
10976
10977          For a given set of template parameters, if an explicit
10978          instantiation of a template appears after a declaration of an
10979          explicit specialization for that template, the explicit
10980          instantiation has no effect.  */
10981       return;
10982     }
10983   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
10984     {
10985       /* [temp.spec]
10986
10987          No program shall explicitly instantiate any template more
10988          than once.  
10989
10990          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
10991          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
10992          These cases are OK.  */
10993       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
10994
10995       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
10996           && (complain & tf_error))
10997         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
10998       
10999       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
11000       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
11001         return;
11002     }
11003
11004   mark_class_instantiated (t, extern_p);
11005
11006   if (nomem_p)
11007     return;
11008
11009   {
11010     tree tmp;
11011
11012     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
11013        declarations, and not the definitions, of members are
11014        instantiated, we have here:
11015
11016          [temp.explicit]
11017
11018          The explicit instantiation of a class template specialization
11019          implies the instantiation of all of its members not
11020          previously explicitly specialized in the translation unit
11021          containing the explicit instantiation.  
11022
11023        Of course, we can't instantiate member template classes, since
11024        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
11025        is unclear on whether the instantiation of the members are
11026        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
11027        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
11028
11029     if (! static_p)
11030       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11031         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
11032             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11033           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11034
11035     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11036       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11037         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11038
11039     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11040       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11041                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11042   }
11043 }
11044
11045 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11046    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11047    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11048    should occur for DECL, not the most general template.
11049
11050    One reason for doing this is a scenario like this:
11051
11052      template <class T>
11053      void f(const T&, int i);
11054
11055      void g() { f(3, 7); }
11056
11057      template <class T>
11058      void f(const T& t, const int i) { }
11059
11060    Note that when the template is first instantiated, with
11061    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11062    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11063    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11064
11065 static void
11066 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11067 {
11068   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11069      template.  */
11070   tree args;
11071   tree code_pattern;
11072
11073   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11074   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11075
11076   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11077      correctly.  */
11078   push_access_scope (decl);
11079
11080   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11081     {
11082       tree decl_parm;
11083       tree pattern_parm;
11084       tree specs;
11085       int args_depth;
11086       int parms_depth;
11087       
11088       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11089       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)); 
11090       if (args_depth > parms_depth)
11091         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11092
11093       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11094                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11095       if (specs)
11096         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11097                                                     specs);
11098
11099       /* Merge parameter declarations.  */
11100       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl, 
11101                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11102       pattern_parm 
11103         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11104                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11105       while (decl_parm)
11106         {
11107           tree parm_type;
11108
11109           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11110             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11111           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11112                               NULL_TREE);
11113           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11114             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11115           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11116           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11117         }
11118
11119       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11120       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11121           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11122         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11123       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11124         DECL_INLINE (decl) = 1;
11125     }
11126   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11127     {
11128       if (!DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)
11129           && DECL_INITIAL (code_pattern))
11130         DECL_INITIAL (decl) = 
11131           tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args, 
11132                        tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11133     }
11134   else
11135     gcc_unreachable ();
11136
11137   pop_access_scope (decl);
11138 }
11139
11140 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11141    substituted to get DECL.  */
11142
11143 tree
11144 template_for_substitution (tree decl)
11145 {
11146   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11147
11148   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11149      for the instantiation.  This is not always the most general
11150      template.  Consider, for example:
11151
11152         template <class T>
11153         struct S { template <class U> void f();
11154                    template <> void f<int>(); };
11155
11156      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
11157      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
11158   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
11159             more general template.  */
11160          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11161            /* We must also deal with friend templates.  Given:
11162
11163                 template <class T> struct S { 
11164                   template <class U> friend void f() {};
11165                 };
11166
11167               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
11168               so far as the language is concerned, but that's still
11169               where we get the pattern for the instantiation from.  On
11170               other hand, if the definition comes outside the class, say:
11171
11172                 template <class T> struct S { 
11173                   template <class U> friend void f();
11174                 };
11175                 template <class U> friend void f() {}
11176
11177               we don't need to look any further.  That's what the check for
11178               DECL_INITIAL is for.  */
11179           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
11180               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11181               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
11182     {
11183       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
11184          were a definition, we should be using it!  Note that we
11185          cannot restructure the loop to just keep going until we find
11186          a template with a definition, since that might go too far if
11187          a specialization was declared, but not defined.  */
11188       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
11189                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
11190       
11191       /* Fetch the more general template.  */
11192       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
11193     }
11194
11195   return tmpl;
11196 }
11197
11198 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
11199    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
11200    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
11201    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
11202    If UNDEFINED_OK is nonzero, then instead we treat it as an implicit
11203    instantiation.  UNDEFINED_OK is nonzero only if we are being used
11204    to instantiate the members of an explicitly instantiated class
11205    template.  */
11206
11207
11208 tree
11209 instantiate_decl (tree d, int defer_ok, int undefined_ok)
11210 {
11211   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
11212   tree gen_args;
11213   tree args;
11214   tree td;
11215   tree code_pattern;
11216   tree spec;
11217   tree gen_tmpl;
11218   int pattern_defined;
11219   int need_push;
11220   location_t saved_loc = input_location;
11221   
11222   /* This function should only be used to instantiate templates for
11223      functions and static member variables.  */
11224   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11225               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
11226
11227   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
11228      are instantiated right away.  That allows for better code in the
11229      case that an expression refers to the value of the variable --
11230      if the variable has a constant value the referring expression can
11231      take advantage of that fact.  */
11232   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11233     defer_ok = 0;
11234
11235   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
11236      functions they cloned.  */
11237   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
11238     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
11239
11240   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
11241     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
11242        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
11243        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
11244        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
11245        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
11246     return d;
11247
11248   /* If we already have a specialization of this declaration, then
11249      there's no reason to instantiate it.  Note that
11250      retrieve_specialization gives us both instantiations and
11251      specializations, so we must explicitly check
11252      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
11253   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
11254   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
11255   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
11256                                   /*class_specializations_p=*/false);
11257   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
11258     return spec;
11259
11260   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
11261   if (! push_tinst_level (d))
11262     return d;
11263
11264   timevar_push (TV_PARSE);
11265
11266   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
11267   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
11268
11269   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11270      for the instantiation.  */
11271   td = template_for_substitution (d);
11272   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
11273
11274   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
11275       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
11276     /* In the case of a friend template whose definition is provided
11277        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
11278        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
11279     args = get_innermost_template_args
11280       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
11281   else
11282     args = gen_args;
11283
11284   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11285     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
11286   else
11287     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
11288   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
11289      the linkage of D, remember that a definition is available for
11290      this entity.  */
11291   if (pattern_defined 
11292       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11293       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
11294     mark_definable (d);
11295
11296   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11297
11298   if (! pattern_defined && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d) && undefined_ok)
11299     {
11300       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
11301       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
11302     }
11303
11304   if (!defer_ok)
11305     {
11306       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
11307          about ignoring cv qualifiers.  */
11308       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
11309       tree type = TREE_TYPE (gen);
11310
11311       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11312          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
11313          right context.  */
11314       push_access_scope (d);
11315
11316       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
11317         {
11318           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11319           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
11320                   tf_error | tf_warning, d);
11321           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
11322              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
11323              The function arguments are the same as the decl_arguments
11324              without the top level cv qualifiers.  */
11325           type = TREE_TYPE (type);
11326         }
11327       tsubst (type, gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11328
11329       pop_access_scope (d);
11330     }
11331   
11332   /* We should have set up DECL_INITIAL in instantiate_class_template
11333      for in-class definitions of static data members.  */
11334   gcc_assert (!(TREE_CODE (d) == VAR_DECL 
11335                 && DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d)
11336                 && DECL_INITIAL (d) == NULL_TREE));
11337
11338   /* Do not instantiate templates that we know will be defined
11339      elsewhere.  */
11340   if (DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11341       && DECL_REALLY_EXTERN (d)
11342       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL 
11343             && DECL_INLINE (d)))
11344     goto out;
11345   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
11346      forbidden from doing so.  We restore the source position here
11347      because it's used by add_pending_template.  */
11348   else if (! pattern_defined || defer_ok)
11349     {
11350       input_location = saved_loc;
11351
11352       if (at_eof && !pattern_defined 
11353           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
11354         /* [temp.explicit]
11355
11356            The definition of a non-exported function template, a
11357            non-exported member function template, or a non-exported
11358            member function or static data member of a class template
11359            shall be present in every translation unit in which it is
11360            explicitly instantiated.  */
11361         pedwarn
11362           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
11363
11364       add_pending_template (d);
11365       goto out;
11366     }
11367   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
11368      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
11369   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
11370     {
11371       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
11372          requested instantiation in the PCH it is still possible that
11373          an instantiation will be required in a file that includes the
11374          PCH.  */
11375       if (pch_file)
11376         add_pending_template (d);
11377       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
11378          job, even though we'll not be emitting a copy of this
11379          function.  */
11380       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11381             && flag_inline_trees 
11382             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
11383         goto out;
11384     }
11385
11386   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
11387   if (need_push)
11388     push_to_top_level ();
11389
11390   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
11391      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
11392   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
11393
11394   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
11395      by a subsequent redeclaration.  */
11396   regenerate_decl_from_template (d, td);
11397
11398   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
11399      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
11400   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11401
11402   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11403     {
11404       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
11405          since we've reset the type of the declaration.  */
11406       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
11407       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
11408
11409       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
11410          initializer.  That function will defer actual emission until
11411          we have a chance to determine linkage.  */
11412       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
11413
11414       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
11415       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11416       cp_finish_decl (d, 
11417                       (!DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d) 
11418                        ? DECL_INITIAL (d) : NULL_TREE),
11419                       NULL_TREE, 0);
11420       pop_nested_class ();
11421     }
11422   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11423     {
11424       htab_t saved_local_specializations;
11425       tree subst_decl;
11426       tree tmpl_parm;
11427       tree spec_parm;
11428
11429       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
11430          template from within the body of another.  */
11431       saved_local_specializations = local_specializations;
11432
11433       /* Set up the list of local specializations.  */
11434       local_specializations = htab_create (37, 
11435                                            hash_local_specialization,
11436                                            eq_local_specializations,
11437                                            NULL);
11438
11439       /* Set up context.  */
11440       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
11441
11442       /* Create substitution entries for the parameters.  */
11443       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
11444       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
11445       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
11446       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
11447         {
11448           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11449           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
11450           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
11451         }
11452       while (tmpl_parm)
11453         {
11454           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11455           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
11456           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
11457         }
11458       gcc_assert (!spec_parm);
11459
11460       /* Substitute into the body of the function.  */
11461       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
11462                    tf_error | tf_warning, tmpl);
11463
11464       /* We don't need the local specializations any more.  */
11465       htab_delete (local_specializations);
11466       local_specializations = saved_local_specializations;
11467
11468       /* Finish the function.  */
11469       d = finish_function (0);
11470       expand_or_defer_fn (d);
11471     }
11472
11473   /* We're not deferring instantiation any more.  */
11474   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
11475
11476   if (need_push)
11477     pop_from_top_level ();
11478
11479 out:
11480   input_location = saved_loc;
11481   pop_deferring_access_checks ();
11482   pop_tinst_level ();
11483
11484   timevar_pop (TV_PARSE);
11485
11486   return d;
11487 }
11488
11489 /* Run through the list of templates that we wish we could
11490    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
11491    number of times we retry pending template instantiation.  */
11492
11493 void
11494 instantiate_pending_templates (int retries)
11495 {
11496   tree *t;
11497   tree last = NULL_TREE;
11498   int reconsider;
11499   location_t saved_loc = input_location;
11500
11501   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
11502      may require further template instantiations.  We place a limit here
11503      to avoid infinite loop.  */
11504   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
11505     {
11506       cp_error_at ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
11507                    " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)"
11508                    " instantiating %q+D, possibly from virtual table"
11509                    " generation",
11510                    max_tinst_depth, TREE_VALUE (pending_templates));
11511       return;
11512     }
11513
11514   do 
11515     {
11516       reconsider = 0;
11517
11518       t = &pending_templates;
11519       while (*t)
11520         {
11521           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
11522
11523           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
11524
11525           if (TYPE_P (instantiation))
11526             {
11527               tree fn;
11528
11529               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11530                 {
11531                   instantiate_class_template (instantiation);
11532                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
11533                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation); 
11534                          fn;
11535                          fn = TREE_CHAIN (fn))
11536                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
11537                         instantiate_decl (fn, /*defer_ok=*/0,
11538                                           /*undefined_ok=*/0);
11539                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11540                     reconsider = 1;
11541                 }
11542
11543               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11544                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11545                    need to consider it again in the future.  */
11546                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11547               else
11548                 {
11549                   last = *t;
11550                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11551                 }
11552             }
11553           else
11554             {
11555               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11556                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11557                 {
11558                   instantiation = instantiate_decl (instantiation,
11559                                                     /*defer_ok=*/0,
11560                                                     /*undefined_ok=*/0);
11561                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11562                     reconsider = 1;
11563                 }
11564
11565               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11566                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11567                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11568                    need to consider it again in the future.  */
11569                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11570               else
11571                 {
11572                   last = *t;
11573                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11574                 }
11575             }
11576           tinst_depth = 0;
11577           current_tinst_level = NULL_TREE;
11578         }
11579       last_pending_template = last;
11580     } 
11581   while (reconsider);
11582
11583   input_location = saved_loc;
11584 }
11585
11586 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
11587    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
11588    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
11589    instantiate_decl.  */
11590
11591 static tree
11592 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
11593 {
11594   tree inits = NULL_TREE;
11595
11596   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11597     {
11598       tree decl;
11599       tree init;
11600
11601       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11602                           NULL_TREE);
11603       decl = expand_member_init (decl);
11604       if (decl && !DECL_P (decl))
11605         in_base_initializer = 1;
11606       
11607       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11608                           NULL_TREE);
11609       in_base_initializer = 0;
11610
11611       if (decl)
11612         {
11613           init = build_tree_list (decl, init);
11614           TREE_CHAIN (init) = inits;
11615           inits = init;
11616         }
11617     }
11618   return inits;
11619 }
11620
11621 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
11622
11623 static void
11624 set_current_access_from_decl (tree decl)
11625 {
11626   if (TREE_PRIVATE (decl))
11627     current_access_specifier = access_private_node;
11628   else if (TREE_PROTECTED (decl))
11629     current_access_specifier = access_protected_node;
11630   else
11631     current_access_specifier = access_public_node;
11632 }
11633
11634 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
11635    is the instantiation (which should have been created with
11636    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
11637
11638 static void
11639 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
11640 {
11641   tree e;
11642
11643   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
11644     {
11645       tree value;
11646       tree decl;
11647
11648       decl = TREE_VALUE (e);
11649       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
11650          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
11651       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl), 
11652                            args, tf_error | tf_warning,
11653                            NULL_TREE);
11654
11655       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
11656       set_current_access_from_decl (decl);
11657
11658       /* Actually build the enumerator itself.  */
11659       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag); 
11660     }
11661
11662   finish_enum (newtag);
11663   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
11664     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
11665 }
11666
11667 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
11668    its type -- but without substituting the innermost set of template
11669    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
11670    the type.  */
11671
11672 tree 
11673 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
11674 {
11675   tree fn_type;
11676   tree tmpl;
11677   tree targs;
11678   tree tparms;
11679   int parm_depth;
11680
11681   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11682   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
11683   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
11684   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
11685
11686   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
11687      of parameters.  */
11688   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
11689
11690   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
11691
11692   if (parm_depth == 1)
11693     /* No substitution is necessary.  */
11694     ;
11695   else
11696     {
11697       int i;
11698       tree partial_args;
11699
11700       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
11701          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
11702       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
11703       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
11704         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
11705                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
11706       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
11707                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
11708                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
11709
11710       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11711          correctly.  We can just use the context of DECL for the
11712          partial substitution here.  It depends only on outer template
11713          parameters, regardless of whether the innermost level is
11714          specialized or not.  */
11715       push_access_scope (decl);
11716
11717       ++processing_template_decl;
11718       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
11719          appropriate function type.  */
11720       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
11721       --processing_template_decl;
11722
11723       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
11724          innermost set of parameters.  This step is important if the
11725          innermost set of template parameters contains value
11726          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
11727       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
11728       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
11729
11730       pop_access_scope (decl);
11731     }
11732
11733   return fn_type;
11734 }
11735
11736 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
11737    the last one involved in diagnostics.  */
11738 int
11739 problematic_instantiation_changed (void)
11740 {
11741   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
11742 }
11743
11744 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
11745 void
11746 record_last_problematic_instantiation (void)
11747 {
11748   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
11749 }
11750
11751 tree
11752 current_instantiation (void)
11753 {
11754   return current_tinst_level;
11755 }
11756
11757 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
11758    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
11759    warning messages under control of COMPLAIN.  */
11760
11761 static int
11762 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
11763 {
11764   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
11765     return 0;
11766   else if (POINTER_TYPE_P (type))
11767     return 0;
11768   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11769     return 0;
11770   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11771     return 0;
11772   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11773     return 0;
11774            
11775   if (complain & tf_error)
11776     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
11777   return 1;
11778 }
11779
11780 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
11781    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
11782
11783 static bool
11784 dependent_type_p_r (tree type)
11785 {
11786   tree scope;
11787
11788   /* [temp.dep.type]
11789
11790      A type is dependent if it is:
11791
11792      -- a template parameter. Template template parameters are types
11793         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
11794         them here.  */
11795   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM 
11796       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11797     return true;
11798   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
11799         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
11800         names a dependent type.  */
11801   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11802     return true;
11803   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
11804         dependent.  */
11805   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
11806   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
11807   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11808     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
11809             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE 
11810                                            (type)));
11811   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
11812            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11813     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
11814   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
11815            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
11816     {
11817       tree arg_type;
11818
11819       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
11820         return true;
11821       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type); 
11822            arg_type; 
11823            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
11824         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
11825           return true;
11826       return false;
11827     }
11828   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
11829         size is specified by a constant expression that is
11830         value-dependent.  */
11831   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
11832     {
11833       if (TYPE_DOMAIN (type)
11834           && ((value_dependent_expression_p 
11835                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
11836               || (type_dependent_expression_p
11837                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
11838         return true;
11839       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
11840     }
11841   
11842   /* -- a template-id in which either the template name is a template
11843      parameter ...  */
11844   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11845     return true;
11846   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
11847         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
11848   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
11849            && (any_dependent_template_arguments_p 
11850                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
11851     return true;
11852   
11853   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
11854      expression is not type-dependent, then it should already been
11855      have resolved.  */
11856   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
11857     return true;
11858   
11859   /* The standard does not specifically mention types that are local
11860      to template functions or local classes, but they should be
11861      considered dependent too.  For example:
11862
11863        template <int I> void f() { 
11864          enum E { a = I }; 
11865          S<sizeof (E)> s;
11866        }
11867
11868      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
11869      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
11870   scope = TYPE_CONTEXT (type);
11871   if (scope && TYPE_P (scope))
11872     return dependent_type_p (scope);
11873   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
11874     return type_dependent_expression_p (scope);
11875
11876   /* Other types are non-dependent.  */
11877   return false;
11878 }
11879
11880 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
11881    [temp.dep.type].  */
11882
11883 bool
11884 dependent_type_p (tree type)
11885 {
11886   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
11887      any dependent types.  */
11888   if (!processing_template_decl)
11889     return false;
11890
11891   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
11892      in question; in that case, the type is dependent.  */
11893   if (!type)
11894     return true;
11895
11896   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
11897   if (type == error_mark_node)
11898     return false;
11899
11900   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
11901      do so now.  */
11902   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
11903     {
11904       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
11905       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
11906     }
11907
11908   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
11909 }
11910
11911 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
11912
11913 static bool
11914 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
11915 {
11916   tree scope;
11917   tree name;
11918
11919   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
11920
11921   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
11922     return true;
11923
11924   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
11925   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
11926
11927   /* [temp.dep.expr]
11928
11929      An id-expression is type-dependent if it contains a
11930      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
11931      dependent type.  */
11932   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
11933      qualifying type is the current class, then we must peek
11934      inside it.  */
11935   if (DECL_P (name) 
11936       && currently_open_class (scope)
11937       && !criterion (name))
11938     return false;
11939   if (dependent_type_p (scope))
11940     return true;
11941
11942   return false;
11943 }
11944
11945 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
11946    [temp.dep.constexpr] */
11947
11948 bool
11949 value_dependent_expression_p (tree expression)
11950 {
11951   if (!processing_template_decl)
11952     return false;
11953
11954   /* A name declared with a dependent type.  */
11955   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
11956       || (DECL_P (expression) 
11957           && type_dependent_expression_p (expression)))
11958     return true;
11959   /* A non-type template parameter.  */
11960   if ((TREE_CODE (expression) == CONST_DECL
11961        && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
11962       || TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
11963     return true;
11964   /* A constant with integral or enumeration type and is initialized 
11965      with an expression that is value-dependent.  */
11966   if (TREE_CODE (expression) == VAR_DECL
11967       && DECL_INITIAL (expression)
11968       && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
11969       && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
11970     return true;
11971   /* These expressions are value-dependent if the type to which the
11972      cast occurs is dependent or the expression being casted is
11973      value-dependent.  */
11974   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
11975       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
11976       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
11977       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
11978       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
11979     {
11980       tree type = TREE_TYPE (expression);
11981       if (dependent_type_p (type))
11982         return true;
11983       /* A functional cast has a list of operands.  */
11984       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
11985       if (!expression)
11986         {
11987           /* If there are no operands, it must be an expression such
11988              as "int()". This should not happen for aggregate types
11989              because it would form non-constant expressions.  */
11990           gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
11991
11992           return false;
11993         }
11994       if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
11995         {
11996           do
11997             {
11998               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (expression)))
11999                 return true;
12000               expression = TREE_CHAIN (expression);
12001             }
12002           while (expression);
12003           return false;
12004         }
12005       else
12006         return value_dependent_expression_p (expression);
12007     }
12008   /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
12009      type-dependent.  */
12010   if (TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
12011       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR)
12012     {
12013       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12014       if (TYPE_P (expression))
12015         return dependent_type_p (expression);
12016       return type_dependent_expression_p (expression);
12017     }
12018   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
12019     return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
12020   if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF)
12021     return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
12022             || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
12023   /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
12024      value-dependent.  */
12025   if (EXPR_P (expression))
12026     {
12027       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12028         {
12029         case tcc_unary:
12030           return (value_dependent_expression_p 
12031                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12032         case tcc_comparison:
12033         case tcc_binary:
12034           return ((value_dependent_expression_p 
12035                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12036                   || (value_dependent_expression_p 
12037                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12038         case tcc_expression:
12039           {
12040             int i;
12041             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12042               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12043                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12044                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12045                  make the expression dependent.  */
12046               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12047                   && (value_dependent_expression_p
12048                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12049                 return true;
12050             return false;
12051           }
12052         case tcc_reference:
12053         case tcc_statement:
12054           /* These cannot be value dependent.  */
12055           return false;
12056
12057         default:
12058           gcc_unreachable ();
12059         }
12060     }
12061
12062   /* The expression is not value-dependent.  */
12063   return false;
12064 }
12065
12066 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
12067    [temp.dep.expr].  */
12068
12069 bool
12070 type_dependent_expression_p (tree expression)
12071 {
12072   if (!processing_template_decl)
12073     return false;
12074
12075   if (expression == error_mark_node)
12076     return false;
12077
12078   /* An unresolved name is always dependent.  */
12079   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12080     return true;
12081   
12082   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
12083   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
12084       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
12085       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
12086       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
12087       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
12088       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
12089       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
12090     return false;
12091
12092   /* The types of these expressions depends only on the type to which
12093      the cast occurs.  */
12094   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
12095       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
12096       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
12097       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
12098       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
12099     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
12100
12101   /* The types of these expressions depends only on the type created
12102      by the expression.  */
12103   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
12104       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
12105     {
12106       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
12107          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
12108          operand 1.  */
12109       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
12110       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
12111         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
12112            as well.  */
12113         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
12114                || value_dependent_expression_p
12115                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
12116       else
12117         return dependent_type_p (type);
12118     }
12119
12120   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
12121       && dependent_scope_ref_p (expression,
12122                                 type_dependent_expression_p))
12123     return true;
12124
12125   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
12126       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
12127       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
12128       && (any_dependent_template_arguments_p
12129           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
12130     return true;
12131
12132   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
12133       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12134     return false;
12135
12136   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
12137     {
12138       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
12139         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
12140       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
12141           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
12142         {
12143           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12144             return true;
12145           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
12146           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12147             return false;
12148         }
12149       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
12150       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
12151         return false;
12152       
12153       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
12154         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
12155       
12156       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12157         {
12158           if (any_dependent_template_arguments_p
12159               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
12160             return true;
12161           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12162         }
12163       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD);
12164       
12165       while (expression)
12166         {
12167           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
12168             return true;
12169           expression = OVL_NEXT (expression);
12170         }
12171       return false;
12172     }
12173   
12174   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
12175 }
12176
12177 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
12178    contains a type-dependent expression.  */
12179
12180 bool
12181 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
12182 {
12183   while (args)
12184     {
12185       tree arg = TREE_VALUE (args);
12186
12187       if (type_dependent_expression_p (arg))
12188         return true;
12189       args = TREE_CHAIN (args);
12190     }
12191   return false;
12192 }
12193
12194 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
12195
12196 static bool
12197 dependent_template_arg_p (tree arg)
12198 {
12199   if (!processing_template_decl)
12200     return false;
12201
12202   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
12203       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12204     return dependent_template_p (arg);
12205   else if (TYPE_P (arg))
12206     return dependent_type_p (arg);
12207   else
12208     return (type_dependent_expression_p (arg)
12209             || value_dependent_expression_p (arg));
12210 }
12211
12212 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
12213    any dependent arguments.  */
12214
12215 bool
12216 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
12217 {
12218   int i;
12219   int j;
12220
12221   if (!args)
12222     return false;
12223
12224   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
12225     {
12226       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
12227       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
12228         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
12229           return true;
12230     }
12231
12232   return false;
12233 }
12234
12235 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
12236
12237 bool
12238 dependent_template_p (tree tmpl)
12239 {
12240   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
12241     {
12242       while (tmpl)
12243         {
12244           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
12245             return true;
12246           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
12247         }
12248       return false;
12249     }
12250
12251   /* Template template parameters are dependent.  */
12252   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
12253       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12254     return true;
12255   /* So are names that have not been looked up.  */
12256   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
12257       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
12258     return true;
12259   /* So are member templates of dependent classes.  */
12260   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
12261     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
12262   return false;
12263 }
12264
12265 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
12266
12267 bool
12268 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
12269 {
12270   return (dependent_template_p (tmpl)
12271           || any_dependent_template_arguments_p (args));
12272 }
12273
12274 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
12275    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
12276    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
12277    templates and therefore should be used only in extremely limited
12278    situations.  */
12279
12280 tree
12281 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
12282 {
12283   tree scope;
12284   tree name;
12285   tree decl;
12286   int quals;
12287   bool pop_p;
12288
12289   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
12290
12291   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12292   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
12293
12294   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
12295      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
12296   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12297     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
12298   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
12299      TYPENAME_TYPE.  */
12300   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12301     return error_mark_node;
12302   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
12303      resolving the name.  */
12304   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12305     return type;
12306   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
12307      to look inside it.  */
12308   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
12309     return error_mark_node;
12310   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
12311      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
12312   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
12313   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
12314      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
12315      longer be considered a dependent type.  */
12316   pop_p = push_scope (scope);
12317   /* Look up the declaration.  */
12318   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
12319   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
12320   quals = cp_type_quals (type);
12321   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
12322      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
12323   if (!decl)
12324     type = error_mark_node;
12325   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
12326            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
12327     type = TREE_TYPE (decl);
12328   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
12329            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
12330     {
12331       tree tmpl;
12332       tree args;
12333       /* Obtain the template and the arguments.  */
12334       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
12335       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
12336       /* Instantiate the template.  */
12337       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
12338                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
12339     }
12340   else
12341     type = error_mark_node;
12342   /* Qualify the resulting type.  */
12343   if (type != error_mark_node && quals)
12344     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
12345   /* Leave the SCOPE.  */
12346   if (pop_p)
12347     pop_scope (scope);
12348
12349   return type;
12350 }
12351
12352 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
12353    for EXPR that can be used to compute the types of larger
12354    expressions containing EXPR.  */
12355
12356 tree
12357 build_non_dependent_expr (tree expr)
12358 {
12359   tree inner_expr;
12360
12361   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like 
12362      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
12363   if (null_ptr_cst_p (expr))
12364     return expr;
12365   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
12366      types.  */
12367   inner_expr = (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR ? 
12368                 TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
12369   if (TREE_CODE (inner_expr) == OVERLOAD 
12370       || TREE_CODE (inner_expr) == FUNCTION_DECL
12371       || TREE_CODE (inner_expr) == TEMPLATE_DECL
12372       || TREE_CODE (inner_expr) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12373     return expr;
12374   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
12375   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
12376     return expr;
12377   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
12378      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
12379      cannot be used to initialize a "char *".  */
12380   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
12381     return expr;
12382   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
12383      reason to create a new node.  */
12384   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
12385     return expr;
12386   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
12387      There is at least one place where we want to know that a
12388      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
12389      expression, there are special rules if the second or third
12390      argument is a throw-expression.  */
12391   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
12392     return expr;
12393
12394   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
12395     return build3 (COND_EXPR,
12396                    TREE_TYPE (expr),
12397                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12398                    (TREE_OPERAND (expr, 1) 
12399                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
12400                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
12401                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
12402   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
12403       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
12404     return build2 (COMPOUND_EXPR,
12405                    TREE_TYPE (expr),
12406                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12407                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
12408       
12409   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.  
12410
12411      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
12412      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
12413      example:
12414
12415        template <typename T> void f<T& g>() { g(); } 
12416
12417      In the body of "f", the expression for "g" will have
12418      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
12419      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
12420      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
12421      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
12422      stripped here.  */
12423   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
12424 }
12425
12426 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
12427    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
12428    equivalent non-dependent expressions.  */
12429
12430 tree
12431 build_non_dependent_args (tree args)
12432 {
12433   tree a;
12434   tree new_args;
12435
12436   new_args = NULL_TREE;
12437   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
12438     new_args = tree_cons (NULL_TREE, 
12439                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
12440                           new_args);
12441   return nreverse (new_args);
12442 }
12443
12444 #include "gt-cp-pt.h"