OSDN Git Service

* vec.h: Update API to separate allocation mechanism from type.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005  Free Software Foundation, Inc.
4    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
5    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
10 it under the terms of the GNU General Public License as published by
11 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
12 any later version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
15 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17 GNU General Public License for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
21 the Free Software Foundation, 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
90 static void push_access_scope (tree);
91 static void pop_access_scope (tree);
92 static int resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
93                                            unification_kind_t, int);
94 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
95                              unification_kind_t, int, bool);
96 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
97 static void add_pending_template (tree);
98 static void reopen_tinst_level (tree);
99 static tree classtype_mangled_name (tree);
100 static char* mangle_class_name_for_template (const char *, tree, tree);
101 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
102 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
103 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t, int);
104 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
105 static tree add_to_template_args (tree, tree);
106 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
107 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
108 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*); 
109 static int  type_unification_real (tree, tree, tree, tree,
110                                    int, unification_kind_t, int);
111 static void note_template_header (int);
112 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
113 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
114 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
115                                        tsubst_flags_t, int, tree);
116 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
117                                    struct pointer_set_t*);
118 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
119 static int inline_needs_template_parms (tree);
120 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
121 static tree retrieve_local_specialization (tree);
122 static void register_local_specialization (tree, tree);
123 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int);
124 static int mark_template_parm (tree, void *);
125 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
126 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
127 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
128 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
129 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
130 static int template_decl_level (tree);
131 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
132 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
133 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
134 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
135 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
136 static tree most_specialized (tree, tree, tree);
137 static tree most_specialized_class (tree, tree);
138 static int template_class_depth_real (tree, int);
139 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
140 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
141 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
142 static void check_specialization_scope (void);
143 static tree process_partial_specialization (tree);
144 static void set_current_access_from_decl (tree);
145 static void check_default_tmpl_args (tree, tree, int, int);
146 static tree tsubst_call_declarator_parms (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
147 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
148 static int verify_class_unification (tree, tree, tree);
149 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
150 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
151                                            tree, tree);
152 static tree determine_specialization (tree, tree, tree *, int, int);
153 static int template_args_equal (tree, tree);
154 static void tsubst_default_arguments (tree);
155 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
156 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
157 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
158 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
159 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
160 static bool dependent_type_p_r (tree);
161 static tree tsubst (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
162 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
163 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
164
165 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
166    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
167    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
168    instantiate_decl).  */
169
170 static void
171 push_access_scope (tree t)
172 {
173   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
174               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
175
176   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
177     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
178   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
179     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
180   else
181     push_to_top_level ();
182     
183   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
184     {
185       saved_access_scope = tree_cons
186         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
187       current_function_decl = t;
188     }
189 }
190
191 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
192    are processing.  */
193
194 static void
195 pop_access_scope (tree t)
196 {
197   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
198     {
199       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
200       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
201     }
202
203   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
204     pop_nested_class ();
205   else
206     pop_from_top_level ();
207 }
208
209 /* Do any processing required when DECL (a member template
210    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
211    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
212    itself is returned.  */
213
214 tree
215 finish_member_template_decl (tree decl)
216 {
217   if (decl == error_mark_node)
218     return error_mark_node;
219
220   gcc_assert (DECL_P (decl));
221
222   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
223     {
224       tree type;
225
226       type = TREE_TYPE (decl);
227       if (IS_AGGR_TYPE (type) 
228           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
229           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
230         {
231           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
232           check_member_template (tmpl);
233           return tmpl;
234         }
235       return NULL_TREE;
236     }
237   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
238     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
239   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
240     {
241       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
242         {
243           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
244           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
245         }
246       else
247         return decl;
248     } 
249   else
250     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
251
252   return error_mark_node;
253 }
254
255 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
256    
257    For example, in:
258      template <class T>
259      struct A
260      {
261        template <class U>
262        struct B {};
263      };
264
265    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.  
266    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
267    COUNT_SPECIALIZATIONS is 0 or if they are instantiations, not
268    specializations.  
269
270    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
271    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
272    always safe.  */
273
274 static int 
275 template_class_depth_real (tree type, int count_specializations)
276 {
277   int depth;
278
279   for (depth = 0; 
280        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
281        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL) 
282          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
283     {
284       if (TREE_CODE (type) != FUNCTION_DECL)
285         {
286           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
287               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type))
288               && ((count_specializations
289                    && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
290                   || uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type))))
291             ++depth;
292         }
293       else 
294         {
295           if (DECL_TEMPLATE_INFO (type)
296               && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (type))
297               && ((count_specializations
298                    && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
299                   || uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (type))))
300             ++depth;
301         }
302     }
303
304   return depth;
305 }
306
307 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
308    Like template_class_depth_real, but instantiations do not count in
309    the depth.  */
310
311 int 
312 template_class_depth (tree type)
313 {
314   return template_class_depth_real (type, /*count_specializations=*/0);
315 }
316
317 /* Returns 1 if processing DECL as part of do_pending_inlines
318    needs us to push template parms.  */
319
320 static int
321 inline_needs_template_parms (tree decl)
322 {
323   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
324     return 0;
325
326   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
327           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
328 }
329
330 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
331    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
332    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
333    innermost first.  */
334
335 static void
336 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
337 {
338   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
339   int i;
340
341   if (levels > 1)
342     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
343
344   ++processing_template_decl;
345   current_template_parms
346     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
347                  parms, current_template_parms);
348   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
349
350   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
351                NULL);
352   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i) 
353     {
354       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
355       gcc_assert (DECL_P (parm));
356
357       switch (TREE_CODE (parm))
358         {
359         case TYPE_DECL:
360         case TEMPLATE_DECL:
361           pushdecl (parm);
362           break;
363
364         case PARM_DECL:
365           {
366             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
367                It is ugly that we recreate this here; the original
368                version built in process_template_parm is no longer
369                available.  */
370             tree decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
371                                     TREE_TYPE (parm));
372             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
373             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
374             TREE_INVARIANT (decl) = 1;
375             TREE_READONLY (decl) = 1;
376             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
377             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
378             pushdecl (decl);
379           }
380           break;
381
382         default:
383           gcc_unreachable ();
384         }
385     }
386 }
387
388 /* Restore the template parameter context for a member template or
389    a friend template defined in a class definition.  */
390
391 void
392 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
393 {
394   tree parms;
395   int levels = 0;
396
397   if (inline_needs_template_parms (decl))
398     {
399       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
400       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
401
402       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
403         {
404           --levels;
405           parms = TREE_CHAIN (parms);
406         }
407
408       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
409     }
410
411   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
412      we can pop them later.  */
413   if (!inline_parm_levels)
414     VARRAY_INT_INIT (inline_parm_levels, 4, "inline_parm_levels");
415   if (inline_parm_levels_used == inline_parm_levels->num_elements)
416     VARRAY_GROW (inline_parm_levels, 2 * inline_parm_levels_used);
417   VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used) = levels;
418   ++inline_parm_levels_used;
419 }
420
421 /* Undo the effects of begin_member_template_processing.  */
422
423 void 
424 maybe_end_member_template_processing (void)
425 {
426   int i;
427
428   if (!inline_parm_levels_used)
429     return;
430
431   --inline_parm_levels_used;
432   for (i = 0; 
433        i < VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used);
434        ++i) 
435     {
436       --processing_template_decl;
437       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
438       poplevel (0, 0, 0);
439     }
440 }
441
442 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
443    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
444
445 static tree
446 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
447 {
448   tree new_args;
449   int extra_depth;
450   int i;
451   int j;
452
453   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
454   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
455
456   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
457     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
458
459   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
460     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
461     
462   return new_args;
463 }
464
465 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
466    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
467    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
468    the template arguments from a partial instantiation with the
469    template arguments used to attain the full instantiation from the
470    partial instantiation.  */
471
472 static tree
473 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
474 {
475   tree new_args;
476
477   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
478      something very fishy is going on.  */
479   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
480
481   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
482      them.  */
483   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
484     return extra_args;
485
486   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
487   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
488   
489   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
490
491   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
492   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
493
494   return new_args;
495 }
496
497 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
498
499 tree
500 get_innermost_template_args (tree args, int n)
501 {
502   tree new_args;
503   int extra_levels;
504   int i;
505
506   gcc_assert (n >= 0);
507
508   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
509   if (n == 1)
510     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
511   
512   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
513      given.  */
514   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
515   gcc_assert (extra_levels >= 0);
516   if (extra_levels == 0)
517     return args;
518
519   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
520   new_args = make_tree_vec (n);
521   for (i = 1; i <= n; ++i)
522     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, 
523                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
524
525   return new_args;
526 }
527
528 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
529    the parms.  */
530
531 void
532 begin_template_parm_list (void)
533 {
534   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
535      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
536      namespace scope.  This is the right thing, since we want
537      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
538      global template class, push_template_decl handles putting the
539      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
540      e.g.:
541
542        template <class T> struct S1 {
543          template <class T> struct S2 {}; 
544        };
545
546      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
547      TEMPLATE_DECL for S2.  */
548   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
549   ++processing_template_decl;
550   ++processing_template_parmlist;
551   note_template_header (0);
552 }
553
554 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
555    invalid to declare a specialization here, an error is reported.  */
556
557 static void
558 check_specialization_scope (void)
559 {
560   tree scope = current_scope ();
561
562   /* [temp.expl.spec] 
563      
564      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
565      which the template is a member, or, for member templates, in the
566      namespace of which the enclosing class or enclosing class
567      template is a member.  An explicit specialization of a member
568      function, member class or static data member of a class template
569      shall be declared in the namespace of which the class template
570      is a member.  */
571   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
572     error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
573
574   /* [temp.expl.spec] 
575
576      In an explicit specialization declaration for a member of a class
577      template or a member template that appears in namespace scope,
578      the member template and some of its enclosing class templates may
579      remain unspecialized, except that the declaration shall not
580      explicitly specialize a class member template if its enclosing
581      class templates are not explicitly specialized as well.  */
582   if (current_template_parms) 
583     error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
584 }
585
586 /* We've just seen template <>.  */
587
588 void
589 begin_specialization (void)
590 {
591   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
592   note_template_header (1);
593   check_specialization_scope ();
594 }
595
596 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
597    template<>.  */
598
599 void 
600 end_specialization (void)
601 {
602   finish_scope ();
603   reset_specialization ();
604 }
605
606 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
607    function specialization.  */
608
609 void
610 reset_specialization (void)
611 {
612   processing_specialization = 0;
613   template_header_count = 0;
614 }
615
616 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
617    it was of the form template <>.  */
618
619 static void 
620 note_template_header (int specialization)
621 {
622   processing_specialization = specialization;
623   template_header_count++;
624 }
625
626 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
627
628 void
629 begin_explicit_instantiation (void)
630 {
631   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
632   processing_explicit_instantiation = true;
633 }
634
635
636 void
637 end_explicit_instantiation (void)
638 {
639   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
640   processing_explicit_instantiation = false;
641 }
642
643 /* A explicit specialization or partial specialization TMPL is being
644    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
645    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
646    specialize TMPL in the current namespace.  */
647    
648 static bool
649 check_specialization_namespace (tree tmpl)
650 {
651   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
652
653   /* [tmpl.expl.spec]
654      
655      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
656      which the template is a member, or, for member templates, in the
657      namespace of which the enclosing class or enclosing class
658      template is a member.  An explicit specialization of a member
659      function, member class or static data member of a class template
660      shall be declared in the namespace of which the class template is
661      a member.  */
662   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
663     /* Same or super-using namespace.  */
664     return true;
665   else
666     {
667       pedwarn ("specialization of %qD in different namespace", tmpl);
668       cp_pedwarn_at ("  from definition of %q#D", tmpl);
669       return false;
670     }
671 }
672
673 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
674    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
675
676 void 
677 maybe_process_partial_specialization (tree type)
678 {
679   /* TYPE maybe an ERROR_MARK_NODE.  */
680   tree context = TYPE_P (type) ? TYPE_CONTEXT (type) : NULL_TREE;
681
682   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
683     {
684       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
685          specialization of a template class such as:
686
687            template <> class C<int>;
688
689          or:
690
691            template <class T> class C<T*>;
692
693          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
694
695       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
696           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
697         {
698           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
699           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
700           if (processing_template_decl)
701             push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type));
702         }
703       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
704         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
705     }
706   else if (CLASS_TYPE_P (type)
707            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
708            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
709            && context && CLASS_TYPE_P (context)
710            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
711     {
712       /* This is for an explicit specialization of member class
713          template according to [temp.expl.spec/18]:
714
715            template <> template <class U> class C<int>::D;
716
717          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
718          Otherwise this is just a member class template declared
719          earlier like:
720
721            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
722            template <> template <class U> class C<int>::D;
723
724          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
725          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
726          and `C<T>::D' may not exist.  */
727
728       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
729           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
730         {
731           tree t;
732
733           if (current_namespace
734               != decl_namespace_context (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)))
735             {
736               pedwarn ("specializing %q#T in different namespace", type);
737               cp_pedwarn_at ("  from definition of %q#D",
738                              CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
739             }
740
741           /* Check for invalid specialization after instantiation:
742
743                template <> template <> class C<int>::D<int>;
744                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
745
746           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS
747                  (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)));
748                t; t = TREE_CHAIN (t))
749             if (TREE_VALUE (t) != type
750                 && TYPE_CONTEXT (TREE_VALUE (t)) == context)
751               error ("specialization %qT after instantiation %qT",
752                      type, TREE_VALUE (t));
753
754           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
755              have one level of template argument for the innermost
756              class template.  */
757           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
758           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
759             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
760         }
761     }
762   else if (processing_specialization)
763     error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
764 }
765
766 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
767    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
768    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
769
770 static inline bool 
771 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
772 {
773   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
774           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
775           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
776              parameter.  */
777           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
778           /* The optimized lookup depends on the fact that the
779              template arguments for the member function template apply
780              purely to the containing class, which is not true if the
781              containing class is an explicit or partial
782              specialization.  */
783           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
784           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
785           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
786           /* It is possible to have a template that is not a member
787              template and is not a member of a template class:
788              
789              template <typename T> 
790              struct S { friend A::f(); };
791              
792              Here, the friend function is a template, but the context does
793              not have template information.  The optimized lookup relies
794              on having ARGS be the template arguments for both the class
795              and the function template.  */
796           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
797 }
798
799 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
800    specialization is either an instantiation or an explicit
801    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
802    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
803    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
804    templates with more than one level of parameters.  
805
806    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
807    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
808    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
809    
810 static tree
811 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, 
812                          bool class_specializations_p)
813 {
814   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
815
816   /* There should be as many levels of arguments as there are
817      levels of parameters.  */
818   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) 
819               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
820                 
821   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
822     {
823       tree class_template;
824       tree class_specialization;
825       VEC(tree,gc) *methods;
826       tree fns;
827       int idx;
828
829       /* The template arguments actually apply to the containing
830          class.  Find the class specialization with those
831          arguments.  */
832       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
833       class_specialization 
834         = retrieve_specialization (class_template, args,
835                                    /*class_specializations_p=*/false);
836       if (!class_specialization)
837         return NULL_TREE;
838       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
839          for the specialization.  */
840       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
841       if (idx == -1)
842         return NULL_TREE;
843       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
844          for the one that has an instance of TMPL.  */
845       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
846       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
847         {
848           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
849           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl)
850             return fn;
851         }
852       return NULL_TREE;
853     }
854   else
855     {
856       tree *sp;
857       tree *head;
858
859       /* Class templates store their instantiations on the
860          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS list; other templates use the
861          DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS list.  */
862       if (!class_specializations_p
863           && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == TYPE_DECL)
864         sp = &DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
865       else
866         sp = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
867       head = sp;
868       /* Iterate through the list until we find a matching template.  */
869       while (*sp != NULL_TREE)
870         {
871           tree spec = *sp;
872               
873           if (comp_template_args (TREE_PURPOSE (spec), args))
874             {
875               /* Use the move-to-front heuristic to speed up future
876                  searches.  */ 
877               if (spec != *head)
878                 {
879                   *sp = TREE_CHAIN (*sp);
880                   TREE_CHAIN (spec) = *head;
881                   *head = spec;
882                 }
883               return TREE_VALUE (spec);
884             }
885           sp = &TREE_CHAIN (spec);
886         }
887     }
888
889   return NULL_TREE;
890 }
891
892 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
893
894 static tree
895 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
896 {
897   tree spec = htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
898                                    htab_hash_pointer (tmpl));
899   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
900 }
901
902 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
903
904 int
905 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
906 {
907   tree t;
908
909   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
910     {
911       for (t = decl; 
912            t != NULL_TREE;
913            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
914         if (t == tmpl)
915           return 1;
916     }
917   else 
918     {
919       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
920
921       for (t = TREE_TYPE (decl);
922            t != NULL_TREE;
923            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
924              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
925         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
926           return 1;
927     }  
928
929   return 0;
930 }
931
932 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
933    FRIEND according to [temp.friend].  */
934
935 bool
936 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend)
937 {
938   bool need_template = true;
939   int template_depth;
940
941   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
942               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
943
944   /* For [temp.friend/6] when FRIEND is an ordinary member function
945      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
946      if this.  */
947   if (TREE_CODE (friend) == FUNCTION_DECL
948       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend)
949       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend))
950     {
951       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
952       friend = DECL_TI_TEMPLATE (friend);
953       need_template = false;
954     }
955   else if (TREE_CODE (friend) == TEMPLATE_DECL
956            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend))
957     need_template = false;
958
959   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
960   if (TREE_CODE (friend) != TEMPLATE_DECL)
961     return false;
962
963   if (is_specialization_of (decl, friend))
964     return true;
965
966   /* [temp.friend/6]
967      A member of a class template may be declared to be a friend of a
968      non-template class.  In this case, the corresponding member of
969      every specialization of the class template is a friend of the
970      class granting friendship.
971      
972      For example, given a template friend declaration
973
974        template <class T> friend void A<T>::f();
975
976      the member function below is considered a friend
977
978        template <> struct A<int> {
979          void f();
980        };
981
982      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
983      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
984      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
985
986   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend));
987   if (template_depth
988       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
989       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)), 
990                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend))))
991     {
992       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
993          a few tricky cases, such as when FRIEND's are
994
995            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
996            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
997
998          and DECL's are
999
1000            void A<int>::g(int);
1001            template <int> void A<int>::h();
1002
1003          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1004          the context of DECL.  This is required for template substitution
1005          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1006          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1007
1008       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1009       tree args = NULL_TREE;
1010       int current_depth = 0;
1011
1012       while (current_depth < template_depth)
1013         {
1014           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1015             {
1016               if (current_depth == 0)
1017                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1018               else
1019                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1020               current_depth++;
1021             }
1022           context = TYPE_CONTEXT (context);
1023         }
1024
1025       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1026         {
1027           bool is_template;
1028           tree friend_type;
1029           tree decl_type;
1030           tree friend_args_type;
1031           tree decl_args_type;
1032
1033           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1034              non-templates.  */
1035           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1036                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1037           if (need_template ^ is_template)
1038             return false;
1039           else if (is_template)
1040             {
1041               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1042               tree friend_parms
1043                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1044                                          args, tf_none);
1045               if (!comp_template_parms
1046                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1047                       friend_parms))
1048                 return false;
1049
1050               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1051             }
1052           else
1053             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1054
1055           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend), args,
1056                                               tf_none, NULL_TREE);
1057           if (friend_type == error_mark_node)
1058             return false;
1059
1060           /* Check if return types match.  */
1061           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1062             return false;
1063
1064           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1065              `this' parameter.  */
1066           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1067           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1068           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend))
1069             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1070           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1071             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1072
1073           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1074         }
1075       else
1076         {
1077           /* DECL is a TYPE_DECL */
1078           bool is_template;
1079           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1080
1081           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1082              non-templates.  */
1083           is_template
1084             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1085               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1086
1087           if (need_template ^ is_template)
1088             return false;
1089           else if (is_template)
1090             {
1091               tree friend_parms;
1092               /* If both are templates, check the name of the two
1093                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1094               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1095                   != DECL_NAME (friend))
1096                 return false;
1097
1098               /* Now check template parameter list.  */
1099               friend_parms
1100                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1101                                          args, tf_none);
1102               return comp_template_parms
1103                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1104                  friend_parms);
1105             }
1106           else
1107             return (DECL_NAME (decl)
1108                     == DECL_NAME (friend));
1109         }
1110     }
1111   return false;
1112 }
1113
1114 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1115    the indicated ARGS.  Returns SPEC, or an equivalent prior
1116    declaration, if available.  */
1117
1118 static tree
1119 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args)
1120 {
1121   tree fn;
1122
1123   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1124
1125   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL 
1126       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1127     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1128        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1129        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1130        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1131        with default function arguments.  In particular, given
1132        something like this:
1133
1134           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1135
1136        the default argument expression is not substituted for in an
1137        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1138     return spec;
1139
1140   /* There should be as many levels of arguments as there are
1141      levels of parameters.  */
1142   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) 
1143               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
1144
1145   fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 
1146                                 /*class_specializations_p=*/false);
1147   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1148      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1149      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1150      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1151      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1152   if (fn == spec)
1153     return spec;
1154   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1155     {
1156       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1157         {
1158           if (TREE_USED (fn) 
1159               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1160             {
1161               error ("specialization of %qD after instantiation",
1162                      fn);
1163               return spec;
1164             }
1165           else
1166             {
1167               /* This situation should occur only if the first
1168                  specialization is an implicit instantiation, the
1169                  second is an explicit specialization, and the
1170                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1171                  situation can occur if we have implicitly
1172                  instantiated a member function and then specialized
1173                  it later.
1174                  
1175                  We can also wind up here if a friend declaration that
1176                  looked like an instantiation turns out to be a
1177                  specialization:
1178                  
1179                    template <class T> void foo(T);
1180                    class S { friend void foo<>(int) };
1181                    template <> void foo(int);  
1182                  
1183                  We transform the existing DECL in place so that any
1184                  pointers to it become pointers to the updated
1185                  declaration.
1186
1187                  If there was a definition for the template, but not
1188                  for the specialization, we want this to look as if
1189                  there were no definition, and vice versa.  */
1190               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1191               duplicate_decls (spec, fn);
1192               
1193               return fn;
1194             }
1195         }
1196       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1197         {
1198           if (!duplicate_decls (spec, fn) && DECL_INITIAL (spec))
1199             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1200                line number so any errors match this new
1201                definition.  */
1202             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1203           
1204           return fn;
1205         }
1206     }
1207
1208   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1209      template it is specializing.  */
1210   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1211       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1212     DECL_CONTEXT (spec) = decl_namespace_context (tmpl);
1213
1214   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1215     DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl)
1216       = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl));
1217
1218   return spec;
1219 }
1220
1221 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1222    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1223    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.  */
1224
1225 bool
1226 reregister_specialization (tree spec, tree tmpl, tree new_spec)
1227 {
1228   tree* s;
1229
1230   for (s = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
1231        *s != NULL_TREE;
1232        s = &TREE_CHAIN (*s))
1233     if (TREE_VALUE (*s) == spec)
1234       {
1235         if (!new_spec)
1236           *s = TREE_CHAIN (*s);
1237         else
1238           TREE_VALUE (*s) = new_spec;
1239         return 1;
1240       }
1241
1242   return 0;
1243 }
1244
1245 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1246    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1247    DECL).  */
1248
1249 static int
1250 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1251 {
1252   return TREE_VALUE ((tree) p1) == (tree) p2;
1253 }
1254
1255 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1256
1257 static hashval_t
1258 hash_local_specialization (const void* p1)
1259 {
1260   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((tree) p1));
1261 }
1262
1263 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1264    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1265
1266 static void
1267 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1268 {
1269   void **slot;
1270
1271   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl, 
1272                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1273   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1274 }
1275
1276 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1277
1278 void
1279 print_candidates (tree fns)
1280 {
1281   tree fn;
1282
1283   const char *str = "candidates are:";
1284
1285   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1286     {
1287       tree f;
1288
1289       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1290         cp_error_at ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1291       str = "               ";
1292     }
1293 }
1294
1295 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1296    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1297    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1298    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1299    TEMPLATE_ID are non-members.
1300
1301    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1302    specialization of a member template.
1303
1304    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1305    template classes that appeared in the name of the function. See
1306    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1307
1308    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1309    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1310
1311    If it is impossible to determine the result, an error message is
1312    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1313
1314 static tree
1315 determine_specialization (tree template_id, 
1316                           tree decl, 
1317                           tree* targs_out, 
1318                           int need_member_template,
1319                           int template_count)
1320 {
1321   tree fns;
1322   tree targs;
1323   tree explicit_targs;
1324   tree candidates = NULL_TREE;
1325   tree templates = NULL_TREE;
1326   int header_count;
1327   struct cp_binding_level *b;
1328
1329   *targs_out = NULL_TREE;
1330
1331   if (template_id == error_mark_node)
1332     return error_mark_node;
1333
1334   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1335   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1336
1337   if (fns == error_mark_node)
1338     return error_mark_node;
1339
1340   /* Check for baselinks.  */
1341   if (BASELINK_P (fns))
1342     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1343
1344   if (!is_overloaded_fn (fns))
1345     {
1346       error ("%qD is not a function template", fns);
1347       return error_mark_node;
1348     }
1349
1350   /* Count the number of template headers specified for this
1351      specialization.  */
1352   header_count = 0;
1353   for (b = current_binding_level; 
1354        b->kind == sk_template_parms;
1355        b = b->level_chain)
1356     ++header_count;
1357
1358   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1359     {
1360       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1361
1362       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1363         {
1364           tree decl_arg_types;
1365           tree fn_arg_types;
1366
1367           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1368
1369           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1370           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1371           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn) 
1372               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1373             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1374
1375           /* Check that the number of function parameters matches.
1376              For example,
1377                template <class T> void f(int i = 0);
1378                template <> void f<int>();
1379              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1380              by get_bindings below.  */
1381
1382           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1383           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1384             continue;
1385
1386           /* For a non-static member function, we need to make sure that
1387              the const qualification is the same. This can be done by
1388              checking the 'this' in the argument list.  */
1389           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1390               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types), 
1391                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1392             continue;
1393
1394           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1395              the number of template headers appearing in the specialization
1396              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1397              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1398              member functions. Consider the following code:
1399
1400              template <> void A<int>::f(int);
1401              template <> template <> void A<int>::f(int);
1402
1403              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1404              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1405              member function, whilst the second line specializes "f" which
1406              is a template member function. So both lines are syntactically
1407              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1408              them.
1409              
1410              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1411              against the declarations. We count the number of template
1412              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1413              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1414              plus there must be another header for the member template
1415              itself).
1416              
1417              Notice that if header_count is zero, this is not a
1418              specialization but rather a template instantiation, so there
1419              is no check we can perform here.  */
1420           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1421             continue;
1422
1423           /* Check that the number of template arguments at the
1424              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1425           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1426               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1427               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1428                   != TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (current_template_parms))))
1429             continue;
1430  
1431           /* See whether this function might be a specialization of this
1432              template.  */
1433           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1434
1435           if (!targs)
1436             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1437                specialize TMPL will produce DECL.  */
1438             continue;
1439
1440           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1441           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1442         }
1443       else if (need_member_template)
1444         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1445            specialization of a member template.  */
1446         ;
1447       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1448         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1449            cases.  */
1450         ;
1451       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1452         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1453            be a specialization of that.  */
1454         ;
1455       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1456         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1457         ;
1458       else
1459         {
1460           tree decl_arg_types;
1461
1462           /* This is an ordinary member function.  However, since
1463              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1464              template class.  For example,
1465              
1466                template <typename T> struct S { void f(); };
1467                template <> void S<int>::f() {}
1468
1469              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1470              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1471              might be in business.  */
1472
1473           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1474             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1475                of a template class.  This is not a candidate.  */
1476             continue;
1477
1478           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1479                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1480             /* The return types differ.  */
1481             continue;
1482
1483           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1484           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1485           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn) 
1486               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1487             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1488
1489           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)), 
1490                          decl_arg_types))
1491             /* They match!  */
1492             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1493         }
1494     }
1495
1496   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1497     {
1498       /* We have:
1499          
1500            [temp.expl.spec]
1501
1502            It is possible for a specialization with a given function
1503            signature to be instantiated from more than one function
1504            template.  In such cases, explicit specification of the
1505            template arguments must be used to uniquely identify the
1506            function template specialization being specialized.
1507
1508          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1509          determine which of the candidate templates is most
1510          specialized.  However, we, also have:
1511
1512            [temp.func.order]
1513
1514            Partial ordering of overloaded function template
1515            declarations is used in the following contexts to select
1516            the function template to which a function template
1517            specialization refers: 
1518
1519            -- when an explicit specialization refers to a function
1520               template. 
1521
1522          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1523          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1524          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1525          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1526          the EDG front-end has that behavior, and John Spicer claims
1527          that the committee simply forgot to delete the wording in
1528          [temp.expl.spec].  */
1529      tree tmpl = most_specialized (templates, decl, explicit_targs);
1530      if (tmpl && tmpl != error_mark_node)
1531        {
1532          targs = get_bindings (tmpl, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1533          templates = tree_cons (targs, tmpl, NULL_TREE);
1534        }
1535     }
1536
1537   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1538     {
1539       cp_error_at ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1540                    "declaration",
1541                    template_id, decl);
1542       return error_mark_node;
1543     }
1544   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1545            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1546            || (templates && candidates))
1547     {
1548       cp_error_at ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1549                    template_id, decl);
1550       chainon (candidates, templates);
1551       print_candidates (candidates);
1552       return error_mark_node;
1553     }
1554
1555   /* We have one, and exactly one, match.  */
1556   if (candidates)
1557     {
1558       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1559          template class.  */
1560       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (TREE_VALUE (candidates)));
1561       return DECL_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (candidates));
1562     }
1563
1564   /* It was a specialization of a template.  */
1565   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1566   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1567     {
1568       *targs_out = copy_node (targs);
1569       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out, 
1570                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1571                            TREE_PURPOSE (templates));
1572     }
1573   else
1574     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1575   return TREE_VALUE (templates);
1576 }
1577
1578 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1579    but with the default argument values filled in from those in the
1580    TMPL_TYPES.  */
1581       
1582 static tree
1583 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1584                                       tree tmpl_types)
1585 {
1586   tree new_spec_types;
1587
1588   if (!spec_types)
1589     return NULL_TREE;
1590
1591   if (spec_types == void_list_node)
1592     return void_list_node;
1593
1594   /* Substitute into the rest of the list.  */
1595   new_spec_types =
1596     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1597                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1598   
1599   /* Add the default argument for this parameter.  */
1600   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1601                          TREE_VALUE (spec_types),
1602                          new_spec_types);
1603 }
1604
1605 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1606    from the template it specializes.  (That way, code like:
1607
1608      template <class T> void f(T = 3);
1609      template <> void f(double);
1610      void g () { f (); } 
1611
1612    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1613    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1614    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1615
1616 static void
1617 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
1618 {
1619   tree tmpl;
1620   tree spec_types;
1621   tree tmpl_types;
1622   tree new_spec_types;
1623   tree old_type;
1624   tree new_type;
1625   tree t;
1626   tree object_type = NULL_TREE;
1627   tree in_charge = NULL_TREE;
1628   tree vtt = NULL_TREE;
1629
1630   /* See if there's anything we need to do.  */
1631   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
1632   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
1633   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
1634     if (TREE_PURPOSE (t))
1635       break;
1636   if (!t)
1637     return;
1638
1639   old_type = TREE_TYPE (decl);
1640   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
1641   
1642   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1643     {
1644       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
1645          CV quals.  */
1646       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
1647       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1648       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
1649       
1650       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
1651         {
1652           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
1653              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
1654           in_charge = spec_types;
1655           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1656         }
1657       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
1658         {
1659           vtt = spec_types;
1660           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1661         }
1662     }
1663
1664   /* Compute the merged default arguments.  */
1665   new_spec_types = 
1666     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
1667
1668   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
1669   if (object_type)
1670     {
1671       if (vtt)
1672         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
1673                                          TREE_VALUE (vtt),
1674                                          new_spec_types);
1675
1676       if (in_charge)
1677         /* Put the in-charge parameter back.  */
1678         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
1679                                          TREE_VALUE (in_charge),
1680                                          new_spec_types);
1681
1682       new_type = build_method_type_directly (object_type,
1683                                              TREE_TYPE (old_type),
1684                                              new_spec_types);
1685     }
1686   else
1687     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
1688                                     new_spec_types);
1689   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
1690                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
1691   new_type = build_exception_variant (new_type,
1692                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
1693   TREE_TYPE (decl) = new_type;
1694 }
1695
1696 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
1697    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
1698    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
1699    instantiation at this point.
1700
1701    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
1702    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
1703    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
1704    recoverable.
1705    
1706    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags: 
1707
1708    2: The function has a definition.
1709    4: The function is a friend.
1710
1711    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1712    template classes that appeared in the name of the function.  For
1713    example, in
1714
1715      template <class T> struct S { void f(); };
1716      void S<int>::f();
1717      
1718    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
1719    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
1720
1721      template <class T> struct S {};
1722      template <> struct S<int> { void f(); }
1723      template <> void S<int>::f();
1724
1725    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
1726    invalid; there should be no template <>.)
1727
1728    If the function is a specialization, it is marked as such via
1729    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
1730    is set up correctly, and it is added to the list of specializations 
1731    for that template.  */
1732
1733 tree
1734 check_explicit_specialization (tree declarator, 
1735                                tree decl, 
1736                                int template_count, 
1737                                int flags)
1738 {
1739   int have_def = flags & 2;
1740   int is_friend = flags & 4;
1741   int specialization = 0;
1742   int explicit_instantiation = 0;
1743   int member_specialization = 0;
1744   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
1745   tree dname = DECL_NAME (decl);
1746   tmpl_spec_kind tsk;
1747
1748   if (is_friend)
1749     {
1750       if (!processing_specialization)
1751         tsk = tsk_none;
1752       else
1753         tsk = tsk_excessive_parms;
1754     }
1755   else
1756     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
1757
1758   switch (tsk)
1759     {
1760     case tsk_none:
1761       if (processing_specialization) 
1762         {
1763           specialization = 1;
1764           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1765         }
1766       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1767         {
1768           if (is_friend)
1769             /* This could be something like:
1770
1771                template <class T> void f(T);
1772                class S { friend void f<>(int); }  */
1773             specialization = 1;
1774           else
1775             {
1776               /* This case handles bogus declarations like template <>
1777                  template <class T> void f<int>(); */
1778
1779               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1780                      declarator);
1781               return decl;
1782             }
1783         }
1784       break;
1785
1786     case tsk_invalid_member_spec:
1787       /* The error has already been reported in
1788          check_specialization_scope.  */
1789       return error_mark_node;
1790
1791     case tsk_invalid_expl_inst:
1792       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
1793
1794       /* Fall through.  */
1795
1796     case tsk_expl_inst:
1797       if (have_def)
1798         error ("definition provided for explicit instantiation");
1799       
1800       explicit_instantiation = 1;
1801       break;
1802
1803     case tsk_excessive_parms:
1804     case tsk_insufficient_parms:
1805       if (tsk == tsk_excessive_parms)
1806         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
1807                decl);
1808       else if (template_header_count)
1809         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
1810       else
1811         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
1812               "%<template <>%>", decl);
1813
1814       /* Fall through.  */
1815     case tsk_expl_spec:
1816       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1817       if (ctype)
1818         member_specialization = 1;
1819       else
1820         specialization = 1;
1821       break;
1822
1823     case tsk_template:
1824       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1825         {
1826           /* This case handles bogus declarations like template <>
1827              template <class T> void f<int>(); */
1828
1829           if (uses_template_parms (declarator))
1830             error ("function template partial specialization %qD "
1831                    "is not allowed", declarator);
1832           else
1833             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1834                    declarator);
1835           return decl;
1836         }
1837
1838       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
1839         /* This is a specialization of a member template, without
1840            specialization the containing class.  Something like:
1841
1842              template <class T> struct S {
1843                template <class U> void f (U); 
1844              };
1845              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
1846              
1847            That's a specialization -- but of the entire template.  */
1848         specialization = 1;
1849       break;
1850
1851     default:
1852       gcc_unreachable ();
1853     }
1854
1855   if (specialization || member_specialization)
1856     {
1857       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1858       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
1859         if (TREE_PURPOSE (t))
1860           {
1861             pedwarn
1862               ("default argument specified in explicit specialization");
1863             break;
1864           }
1865       if (current_lang_name == lang_name_c)
1866         error ("template specialization with C linkage");
1867     }
1868
1869   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
1870     {
1871       tree tmpl = NULL_TREE;
1872       tree targs = NULL_TREE;
1873
1874       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
1875       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
1876         {
1877           tree fns;
1878
1879           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
1880           if (ctype)
1881             fns = dname;
1882           else
1883             {
1884               /* If there is no class context, the explicit instantiation
1885                  must be at namespace scope.  */
1886               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
1887
1888               /* Find the namespace binding, using the declaration
1889                  context.  */
1890               fns = namespace_binding (dname, CP_DECL_CONTEXT (decl));
1891               if (!fns || !is_overloaded_fn (fns))
1892                 {
1893                   error ("%qD is not a template function", dname);
1894                   fns = error_mark_node;
1895                 }
1896             }
1897
1898           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
1899         }
1900
1901       if (declarator == error_mark_node)
1902         return error_mark_node;
1903
1904       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
1905         {
1906           if (!explicit_instantiation)
1907             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
1908                but the error will already have been flagged by
1909                check_specialization_scope.  */
1910             return error_mark_node;
1911           else
1912             {
1913               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
1914                  class scope, e.g.:
1915
1916                    class C { template void f(); }
1917
1918                    This case is caught by the parser.  However, on
1919                    something like:
1920                
1921                    template class C { void f(); };
1922
1923                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
1924                    issued later.  */
1925               ;
1926             }
1927
1928           return decl;
1929         }
1930       else if (ctype != NULL_TREE 
1931                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
1932                    IDENTIFIER_NODE))
1933         {
1934           /* Find the list of functions in ctype that have the same
1935              name as the declared function.  */
1936           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
1937           tree fns = NULL_TREE;
1938           int idx;
1939
1940           if (constructor_name_p (name, ctype))
1941             {
1942               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
1943               
1944               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (ctype)
1945                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
1946                 {
1947                   /* From [temp.expl.spec]:
1948                        
1949                      If such an explicit specialization for the member
1950                      of a class template names an implicitly-declared
1951                      special member function (clause _special_), the
1952                      program is ill-formed.  
1953
1954                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
1955                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
1956                   return error_mark_node;
1957                 }
1958
1959               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
1960             }
1961
1962           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
1963             {
1964               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
1965               if (idx >= 0)
1966                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
1967             }
1968           else
1969             {
1970               VEC(tree,gc) *methods;
1971               tree ovl;
1972
1973               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
1974                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
1975                  int' which will be a specialization of `operator T'.
1976                  So, we find *all* the conversion operators, and then
1977                  select from them.  */
1978               fns = NULL_TREE;
1979
1980               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
1981               if (methods)
1982                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
1983                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
1984                      ++idx)
1985                   {
1986                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
1987                       /* There are no more conversion functions.  */
1988                       break;
1989
1990                     /* Glue all these conversion functions together
1991                        with those we already have.  */
1992                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
1993                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
1994                   }
1995             }
1996               
1997           if (fns == NULL_TREE) 
1998             {
1999               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2000               return error_mark_node;
2001             }
2002           else
2003             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2004         }
2005       
2006       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2007          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2008          member function, we cannot tell apriori whether the
2009          instantiation is for a member template, or just a member
2010          function of a template class.  Even if a member template is
2011          being instantiated, the member template arguments may be
2012          elided if they can be deduced from the rest of the
2013          declaration.  */
2014       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2015                                        &targs, 
2016                                        member_specialization,
2017                                        template_count);
2018             
2019       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2020         /* We couldn't figure out what this declaration was
2021            specializing.  */
2022         return error_mark_node;
2023       else
2024         {
2025           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2026
2027           if (explicit_instantiation)
2028             {
2029               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2030                  is done by do_decl_instantiation later.  */ 
2031
2032               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2033               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2034
2035               if (arg_depth > parm_depth)
2036                 {
2037                   /* If TMPL is not the most general template (for
2038                      example, if TMPL is a friend template that is
2039                      injected into namespace scope), then there will
2040                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2041                      here.  */
2042                   int i;
2043                   tree new_targs;
2044
2045                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2046                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2047                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2048                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2049                   targs = new_targs;
2050                 }
2051                   
2052               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2053             }
2054
2055           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2056              turns out to be specializing a static member function,
2057              make DECL a static member function as well.  */
2058           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2059               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2060             revert_static_member_fn (decl);
2061
2062           /* If this is a specialization of a member template of a
2063              template class.  In we want to return the TEMPLATE_DECL,
2064              not the specialization of it.  */
2065           if (tsk == tsk_template)
2066             {
2067               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2068               DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) = NULL_TREE;
2069               if (have_def)
2070                 {
2071                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2072                   DECL_SOURCE_LOCATION (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2073                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2074                   /* We want to use the argument list specified in the
2075                      definition, not in the original declaration.  */
2076                   DECL_ARGUMENTS (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2077                     = DECL_ARGUMENTS (decl);
2078                 }
2079               return tmpl;
2080             }
2081
2082           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2083           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2084
2085           /* Inherit default function arguments from the template
2086              DECL is specializing.  */
2087           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2088
2089           /* This specialization has the same protection as the
2090              template it specializes.  */
2091           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2092           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2093
2094           if (is_friend && !have_def)
2095             /* This is not really a declaration of a specialization.
2096                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2097                a request for an instantiation, either.  */
2098             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2099           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2100             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2101                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2102                versions in V3 ABI.  */
2103             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2104
2105           /* Register this specialization so that we can find it
2106              again.  */
2107           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs);
2108         }
2109     }
2110   
2111   return decl;
2112 }
2113
2114 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2115    parameters.  These are represented in the same format used for
2116    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2117
2118 int
2119 comp_template_parms (tree parms1, tree parms2)
2120 {
2121   tree p1;
2122   tree p2;
2123
2124   if (parms1 == parms2)
2125     return 1;
2126
2127   for (p1 = parms1, p2 = parms2; 
2128        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2129        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2130     {
2131       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2132       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2133       int i;
2134
2135       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2136       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2137
2138       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2139         return 0;
2140
2141       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i) 
2142         {
2143           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2144           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2145
2146           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2147             return 0;
2148
2149           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
2150             continue;
2151           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2152             return 0;
2153         }
2154     }
2155
2156   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2157     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2158        other.  */
2159     return 0;
2160
2161   return 1;
2162 }
2163
2164 /* Complain if DECL shadows a template parameter.
2165
2166    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
2167    scope (including nested scopes).  */
2168
2169 void
2170 check_template_shadow (tree decl)
2171 {
2172   tree olddecl;
2173
2174   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
2175      parameter.  */
2176   if (!current_template_parms)
2177     return;
2178
2179   /* Figure out what we're shadowing.  */
2180   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
2181     decl = OVL_CURRENT (decl);
2182   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
2183
2184   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
2185      anything, let alone a template parameter.  */
2186   if (!olddecl)
2187     return;
2188
2189   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
2190      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
2191      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
2192      node.  */
2193   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
2194     return;
2195
2196   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
2197      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
2198      inline member templates.  */
2199   if (decl == olddecl 
2200       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
2201     return;
2202
2203   cp_error_at ("declaration of %q#D", decl);
2204   cp_error_at (" shadows template parm %q#D", olddecl);
2205 }
2206
2207 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
2208    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
2209
2210 static tree
2211 build_template_parm_index (int index, 
2212                            int level, 
2213                            int orig_level, 
2214                            tree decl, 
2215                            tree type)
2216 {
2217   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
2218   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
2219   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
2220   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
2221   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
2222   TREE_TYPE (t) = type;
2223   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
2224   TREE_INVARIANT (t) = TREE_INVARIANT (decl);
2225   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
2226
2227   return t;
2228 }
2229
2230 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
2231    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
2232    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
2233    new one is created.  */
2234
2235 static tree 
2236 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels)
2237 {
2238   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
2239       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
2240           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
2241     {
2242       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
2243       tree decl, t;
2244       
2245       decl = build_decl (TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
2246       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
2247       TREE_INVARIANT (decl) = TREE_INVARIANT (orig_decl);
2248       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
2249       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2250       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2251       
2252       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
2253                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
2254                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
2255                                      decl, type);
2256       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
2257
2258       /* Template template parameters need this.  */
2259       DECL_TEMPLATE_PARMS (decl)
2260         = DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index));
2261     }
2262
2263   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
2264 }
2265
2266 /* Process information from new template parameter NEXT and append it to the
2267    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
2268    IS_NON_TYPE is true.  */
2269
2270 tree
2271 process_template_parm (tree list, tree next, bool is_non_type)
2272 {
2273   tree parm;
2274   tree decl = 0;
2275   tree defval;
2276   int idx;
2277
2278   parm = next;
2279   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
2280   defval = TREE_PURPOSE (parm);
2281
2282   if (list)
2283     {
2284       tree p = TREE_VALUE (tree_last (list));
2285
2286       if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
2287         idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
2288       else
2289         idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
2290       ++idx;
2291     }
2292   else
2293     idx = 0;
2294
2295   if (is_non_type)
2296     {
2297       parm = TREE_VALUE (parm);
2298
2299       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2300
2301       /* [temp.param]
2302
2303          The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
2304          ignored when determining its type.  */
2305       TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
2306
2307       /* A template parameter is not modifiable.  */
2308       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
2309       TREE_INVARIANT (parm) = 1;
2310       TREE_READONLY (parm) = 1;
2311       if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
2312         TREE_TYPE (parm) = void_type_node;
2313       decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
2314       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
2315       TREE_INVARIANT (decl) = 1;
2316       TREE_READONLY (decl) = 1;
2317       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl) 
2318         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2319                                      processing_template_decl,
2320                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2321     }
2322   else
2323     {
2324       tree t;
2325       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
2326       
2327       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2328         {
2329           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
2330           /* This is for distinguishing between real templates and template 
2331              template parameters */
2332           TREE_TYPE (parm) = t;
2333           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
2334           decl = parm;
2335         }
2336       else
2337         {
2338           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
2339           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
2340           decl = build_decl (TYPE_DECL, parm, t);
2341         }
2342         
2343       TYPE_NAME (t) = decl;
2344       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
2345       parm = decl;
2346       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
2347         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl, 
2348                                      processing_template_decl,
2349                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2350     }
2351   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2352   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2353   pushdecl (decl);
2354   parm = build_tree_list (defval, parm);
2355   return chainon (list, parm);
2356 }
2357
2358 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
2359    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
2360    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
2361    as PARM_DECLs.  */
2362
2363 tree
2364 end_template_parm_list (tree parms)
2365 {
2366   int nparms;
2367   tree parm, next;
2368   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
2369
2370   current_template_parms
2371     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
2372                  saved_parmlist, current_template_parms);
2373
2374   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
2375     {
2376       next = TREE_CHAIN (parm);
2377       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
2378       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
2379     }
2380
2381   --processing_template_parmlist;
2382
2383   return saved_parmlist;
2384 }
2385
2386 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
2387
2388 void
2389 end_template_decl (void)
2390 {
2391   reset_specialization ();
2392
2393   if (! processing_template_decl)
2394     return;
2395
2396   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
2397   finish_scope ();
2398
2399   --processing_template_decl;
2400   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
2401 }
2402
2403 /* Given a template argument vector containing the template PARMS.
2404    The innermost PARMS are given first.  */
2405
2406 tree
2407 current_template_args (void)
2408 {
2409   tree header;
2410   tree args = NULL_TREE;
2411   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2412   int l = length;
2413
2414   /* If there is only one level of template parameters, we do not
2415      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
2416      TREE_VEC containing the arguments.  */
2417   if (length > 1)
2418     args = make_tree_vec (length);
2419
2420   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
2421     {
2422       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
2423       int i;
2424
2425       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
2426       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
2427         {
2428           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
2429
2430           /* T will be a list if we are called from within a
2431              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
2432              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
2433           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST) 
2434             {
2435               t = TREE_VALUE (t);
2436               
2437               if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL 
2438                   || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
2439                 t = TREE_TYPE (t);
2440               else
2441                 t = DECL_INITIAL (t);
2442               TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
2443             }
2444         }
2445
2446       if (length > 1)
2447         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
2448       else
2449         args = a;
2450     }
2451
2452   return args;
2453 }
2454
2455 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
2456    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
2457    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
2458
2459 static tree
2460 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
2461 {
2462   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
2463   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
2464   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
2465   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
2466   if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
2467     {
2468       DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl) = DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl);
2469       DECL_CONSTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2470       DECL_DESTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_DESTRUCTOR_P (decl);
2471       DECL_NONCONVERTING_P (tmpl) = DECL_NONCONVERTING_P (decl);
2472       DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (tmpl) = DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (decl);
2473       if (DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl))
2474         SET_OVERLOADED_OPERATOR_CODE (tmpl, 
2475                                       DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl));
2476     }
2477
2478   return tmpl;
2479 }
2480
2481 struct template_parm_data
2482 {
2483   /* The level of the template parameters we are currently
2484      processing.  */
2485   int level;
2486
2487   /* The index of the specialization argument we are currently
2488      processing.  */
2489   int current_arg;
2490
2491   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
2492      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
2493      of the arguments processed so far.  */
2494   int* parms;
2495
2496   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
2497      elements are nonzero if the argument makes use of template
2498      parameters of this level.  */
2499   int* arg_uses_template_parms;
2500 };
2501
2502 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
2503    parameter in a partial specialization is used in the explicit
2504    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
2505    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
2506    appropriately.  */
2507
2508 static int
2509 mark_template_parm (tree t, void* data)
2510 {
2511   int level;
2512   int idx;
2513   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
2514
2515   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2516     {
2517       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2518       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
2519     }
2520   else
2521     {
2522       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2523       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
2524     }
2525
2526   if (level == tpd->level)
2527     {
2528       tpd->parms[idx] = 1;
2529       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
2530     }
2531
2532   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
2533      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
2534   return 0;
2535 }
2536
2537 /* Process the partial specialization DECL.  */
2538
2539 static tree
2540 process_partial_specialization (tree decl)
2541 {
2542   tree type = TREE_TYPE (decl);
2543   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
2544   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
2545   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
2546   tree inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
2547   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
2548   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
2549   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2550   int  i;
2551   int did_error_intro = 0;
2552   struct template_parm_data tpd;
2553   struct template_parm_data tpd2;
2554
2555   /* We check that each of the template parameters given in the
2556      partial specialization is used in the argument list to the
2557      specialization.  For example:
2558
2559        template <class T> struct S;
2560        template <class T> struct S<T*>;
2561
2562      The second declaration is OK because `T*' uses the template
2563      parameter T, whereas
2564
2565        template <class T> struct S<int>;
2566
2567      is no good.  Even trickier is:
2568
2569        template <class T>
2570        struct S1
2571        {
2572           template <class U>
2573           struct S2;
2574           template <class U>
2575           struct S2<T>;
2576        };
2577
2578      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
2579      full-specialization.  Of course, 
2580
2581           template <class U>
2582           struct S2<T (*)(U)>;
2583
2584      or some such would have been OK.  */
2585   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2586   tpd.parms = alloca (sizeof (int) * ntparms);
2587   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
2588
2589   tpd.arg_uses_template_parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2590   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2591   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2592     {
2593       tpd.current_arg = i;
2594       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
2595                               &mark_template_parm,
2596                               &tpd,
2597                               NULL);
2598     }
2599   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2600     if (tpd.parms[i] == 0)
2601       {
2602         /* One of the template parms was not used in the
2603            specialization.  */
2604         if (!did_error_intro)
2605           {
2606             error ("template parameters not used in partial specialization:");
2607             did_error_intro = 1;
2608           }
2609
2610         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
2611       }
2612
2613   /* [temp.class.spec]
2614
2615      The argument list of the specialization shall not be identical to
2616      the implicit argument list of the primary template.  */
2617   if (comp_template_args 
2618       (inner_args, 
2619        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
2620                                                    (maintmpl)))))
2621     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
2622
2623   /* [temp.class.spec]
2624
2625      A partially specialized non-type argument expression shall not
2626      involve template parameters of the partial specialization except
2627      when the argument expression is a simple identifier.
2628
2629      The type of a template parameter corresponding to a specialized
2630      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
2631      specialization.  */
2632   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
2633   tpd2.parms = 0;
2634   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2635     {
2636       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
2637       if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
2638           !TYPE_P (arg)
2639           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
2640           /* This next line is the `argument expression is not just a
2641              simple identifier' condition and also the `specialized
2642              non-type argument' bit.  */
2643           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
2644         {
2645           if (tpd.arg_uses_template_parms[i])
2646             error ("template argument %qE involves template parameter(s)", arg);
2647           else 
2648             {
2649               /* Look at the corresponding template parameter,
2650                  marking which template parameters its type depends
2651                  upon.  */
2652               tree type = 
2653                 TREE_TYPE (TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, 
2654                                                      i)));
2655
2656               if (!tpd2.parms)
2657                 {
2658                   /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
2659                   tpd2.arg_uses_template_parms 
2660                     = alloca (sizeof (int) * nargs);
2661                   /* The number of parameters here is the number in the
2662                      main template, which, as checked in the assertion
2663                      above, is NARGS.  */
2664                   tpd2.parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2665                   tpd2.level = 
2666                     TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
2667                 }
2668
2669               /* Mark the template parameters.  But this time, we're
2670                  looking for the template parameters of the main
2671                  template, not in the specialization.  */
2672               tpd2.current_arg = i;
2673               tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
2674               memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2675               for_each_template_parm (type,
2676                                       &mark_template_parm,
2677                                       &tpd2,
2678                                       NULL);
2679                   
2680               if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
2681                 {
2682                   /* The type depended on some template parameters.
2683                      If they are fully specialized in the
2684                      specialization, that's OK.  */
2685                   int j;
2686                   for (j = 0; j < nargs; ++j)
2687                     if (tpd2.parms[j] != 0
2688                         && tpd.arg_uses_template_parms [j])
2689                       {
2690                         error ("type %qT of template argument %qE depends "
2691                                "on template parameter(s)", 
2692                                type,
2693                                arg);
2694                         break;
2695                       }
2696                 }
2697             }
2698         }
2699     }
2700
2701   if (retrieve_specialization (maintmpl, specargs, 
2702                                /*class_specializations_p=*/true))
2703     /* We've already got this specialization.  */
2704     return decl;
2705
2706   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
2707     = tree_cons (inner_args, inner_parms,
2708                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
2709   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
2710   return decl;
2711 }
2712
2713 /* Check that a template declaration's use of default arguments is not
2714    invalid.  Here, PARMS are the template parameters.  IS_PRIMARY is
2715    nonzero if DECL is the thing declared by a primary template.
2716    IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial specialization.  */
2717
2718 static void
2719 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, int is_partial)
2720 {
2721   const char *msg;
2722   int last_level_to_check;
2723   tree parm_level;
2724
2725   /* [temp.param] 
2726
2727      A default template-argument shall not be specified in a
2728      function template declaration or a function template definition, nor
2729      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
2730      class template.  */
2731
2732   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
2733     /* You can't have a function template declaration in a local
2734        scope, nor you can you define a member of a class template in a
2735        local scope.  */
2736     return;
2737
2738   if (current_class_type
2739       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
2740       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2741       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
2742          or a member function.  */
2743       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2744           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
2745           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
2746           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
2747           : false)
2748       /* And, if it was a member function, it really was defined in
2749          the scope of the class.  */
2750       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2751           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
2752     /* We already checked these parameters when the template was
2753        declared, so there's no need to do it again now.  This function
2754        was defined in class scope, but we're processing it's body now
2755        that the class is complete.  */
2756     return;
2757
2758   /* [temp.param]
2759          
2760      If a template-parameter has a default template-argument, all
2761      subsequent template-parameters shall have a default
2762      template-argument supplied.  */
2763   for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2764     {
2765       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2766       int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2767       int seen_def_arg_p = 0; 
2768       int i;
2769
2770       for (i = 0; i < ntparms; ++i) 
2771         {
2772           tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
2773           if (TREE_PURPOSE (parm))
2774             seen_def_arg_p = 1;
2775           else if (seen_def_arg_p)
2776             {
2777               error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
2778               /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
2779                  there should have been a default argument.  */
2780               TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
2781             }
2782         }
2783     }
2784
2785   if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL || is_partial || !is_primary)
2786     /* For an ordinary class template, default template arguments are
2787        allowed at the innermost level, e.g.:
2788          template <class T = int>
2789          struct S {};
2790        but, in a partial specialization, they're not allowed even
2791        there, as we have in [temp.class.spec]:
2792      
2793          The template parameter list of a specialization shall not
2794          contain default template argument values.  
2795
2796        So, for a partial specialization, or for a function template,
2797        we look at all of them.  */
2798     ;
2799   else
2800     /* But, for a primary class template that is not a partial
2801        specialization we look at all template parameters except the
2802        innermost ones.  */
2803     parms = TREE_CHAIN (parms);
2804
2805   /* Figure out what error message to issue.  */
2806   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2807     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
2808   else if (is_partial)
2809     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
2810   else
2811     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2812
2813   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
2814     /* If we're inside a class definition, there's no need to
2815        examine the parameters to the class itself.  On the one
2816        hand, they will be checked when the class is defined, and,
2817        on the other, default arguments are valid in things like:
2818          template <class T = double>
2819          struct S { template <class U> void f(U); };
2820        Here the default argument for `S' has no bearing on the
2821        declaration of `f'.  */
2822     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
2823   else
2824     /* Check everything.  */
2825     last_level_to_check = 0;
2826
2827   for (parm_level = parms; 
2828        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check; 
2829        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2830     {
2831       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2832       int i;
2833       int ntparms;
2834
2835       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2836       for (i = 0; i < ntparms; ++i) 
2837         if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
2838           {
2839             if (msg)
2840               {
2841                 error (msg, decl);
2842                 msg = 0;
2843               }
2844
2845             /* Clear out the default argument so that we are not
2846                confused later.  */
2847             TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
2848           }
2849
2850       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
2851          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
2852       if (msg)
2853         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD"; 
2854     }
2855 }
2856
2857 /* Worker for push_template_decl_real, called via
2858    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
2859    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
2860    parameter of that level, return nonzero.  */
2861
2862 static int
2863 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
2864 {
2865   int this_level = *(int *)data;
2866   int level;
2867
2868   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2869     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2870   else
2871     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2872   return level == this_level;
2873 }
2874
2875 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
2876    parameters given by current_template_args, or reuses a
2877    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
2878    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.  
2879
2880    If IS_FRIEND is nonzero, DECL is a friend declaration.  */
2881
2882 tree
2883 push_template_decl_real (tree decl, int is_friend)
2884 {
2885   tree tmpl;
2886   tree args;
2887   tree info;
2888   tree ctx;
2889   int primary;
2890   int is_partial;
2891   int new_template_p = 0;
2892   /* True if the template is a member template, in the sense of
2893      [temp.mem].  */
2894   bool member_template_p = false;
2895
2896   if (decl == error_mark_node)
2897     return decl;
2898
2899   /* See if this is a partial specialization.  */
2900   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2901                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
2902                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
2903
2904   is_friend |= (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl));
2905
2906   if (is_friend)
2907     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
2908        the type of which it is a friend.  */
2909     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
2910   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
2911            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
2912     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
2913        it is defined.  */
2914     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
2915   else
2916     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
2917        is assumed to be a member of the class.  */
2918     ctx = current_scope ();
2919
2920   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
2921     ctx = NULL_TREE;
2922
2923   if (!DECL_CONTEXT (decl))
2924     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
2925
2926   /* See if this is a primary template.  */
2927   primary = template_parm_scope_p ();
2928
2929   if (primary)
2930     {
2931       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
2932         member_template_p = true;
2933       if (current_lang_name == lang_name_c)
2934         error ("template with C linkage");
2935       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL 
2936                && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl))) 
2937         error ("template class without a name");
2938       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2939         {
2940           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2941             {
2942               /* [temp.mem]
2943                  
2944                  A destructor shall not be a member template.  */
2945               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
2946               return error_mark_node;
2947             }
2948           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
2949               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
2950                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
2951                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
2952                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
2953                       == void_list_node)))
2954             {
2955               /* [basic.stc.dynamic.allocation] 
2956
2957                  An allocation function can be a function
2958                  template. ... Template allocation functions shall
2959                  have two or more parameters.  */
2960               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
2961               return decl;
2962             }
2963         }
2964       else if ((DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2965                 && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
2966                || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL && ctx && CLASS_TYPE_P (ctx)))
2967         /* OK */;
2968       else
2969         {
2970           error ("template declaration of %q#D", decl);
2971           return error_mark_node;
2972         }
2973     }
2974
2975   /* Check to see that the rules regarding the use of default
2976      arguments are not being violated.  */
2977   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms, 
2978                            primary, is_partial);
2979
2980   if (is_partial)
2981     return process_partial_specialization (decl);
2982
2983   args = current_template_args ();
2984
2985   if (!ctx 
2986       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
2987       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
2988       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
2989     {
2990       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2991           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
2992           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
2993         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2994       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
2995          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
2996          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
2997       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl) 
2998                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
2999                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3000         {
3001           /* Since a template declaration already existed for this
3002              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
3003              that the redeclaration is valid.  */
3004           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
3005                                     current_template_parms);
3006           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
3007              one we already had.  */
3008           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3009         }
3010       else
3011         {
3012           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3013                                       member_template_p);
3014           new_template_p = 1;
3015
3016           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3017               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
3018             {
3019               /* A specialization of a member template of a template
3020                  class.  */
3021               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
3022               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
3023               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
3024             }
3025         }
3026     }
3027   else
3028     {
3029       tree a, t, current, parms;
3030       int i;
3031
3032       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3033         {
3034           if ((IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)))
3035                || TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) == ENUMERAL_TYPE)
3036               && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3037               && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3038             tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3039           else
3040             {
3041               error ("%qD does not declare a template type", decl);
3042               return decl;
3043             }
3044         }
3045       else if (!DECL_LANG_SPECIFIC (decl) || !DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
3046         {
3047           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
3048           return decl;
3049         }
3050       else
3051         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3052       
3053       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
3054           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl) 
3055           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
3056           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
3057         {
3058           tree new_tmpl;
3059
3060           /* The declaration is a specialization of a member
3061              template, declared outside the class.  Therefore, the
3062              innermost template arguments will be NULL, so we
3063              replace them with the arguments determined by the
3064              earlier call to check_explicit_specialization.  */
3065           args = DECL_TI_ARGS (decl);
3066
3067           new_tmpl 
3068             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3069                                    member_template_p);
3070           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
3071           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3072           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
3073           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
3074           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl) 
3075             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3076
3077           register_specialization (new_tmpl, 
3078                                    most_general_template (tmpl), 
3079                                    args);
3080           return decl;
3081         }
3082
3083       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
3084
3085       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3086       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
3087       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
3088         {
3089           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
3090                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
3091         }
3092       else
3093         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
3094           {
3095             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
3096             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3097
3098             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
3099               {
3100                 if (current == decl)
3101                   error ("got %d template parameters for %q#D",
3102                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
3103                 else
3104                   error ("got %d template parameters for %q#T",
3105                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
3106                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
3107               }
3108
3109             /* Perhaps we should also check that the parms are used in the
3110                appropriate qualifying scopes in the declarator?  */
3111
3112             if (current == decl)
3113               current = ctx;
3114             else
3115               current = TYPE_CONTEXT (current);
3116           }
3117     }
3118
3119   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
3120   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3121
3122   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
3123      that we do not try to push a global template friend declared in a
3124      template class; such a thing may well depend on the template
3125      parameters of the class.  */
3126   if (new_template_p && !ctx 
3127       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
3128     {
3129       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl);
3130       if (tmpl == error_mark_node)
3131         return error_mark_node;
3132
3133       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
3134       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3135         {
3136           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
3137           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
3138         }
3139     }
3140
3141   if (primary)
3142     {
3143       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
3144       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
3145         {
3146           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
3147
3148           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
3149              depends on innermost template operands.  */
3150           
3151           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
3152                                          depth))
3153             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
3154         }
3155     }
3156
3157   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
3158      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
3159      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
3160      argument levels if necessary.  */
3161   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
3162     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
3163
3164   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3165
3166   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
3167     {
3168       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
3169       if ((!ctx || TREE_CODE (ctx) != FUNCTION_DECL)
3170           && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3171           /* Don't change the name if we've already set it up.  */
3172           && !IDENTIFIER_TEMPLATE (DECL_NAME (decl)))
3173         DECL_NAME (decl) = classtype_mangled_name (TREE_TYPE (decl));
3174     }
3175   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
3176     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
3177
3178   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
3179 }
3180
3181 tree
3182 push_template_decl (tree decl)
3183 {
3184   return push_template_decl_real (decl, 0);
3185 }
3186
3187 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
3188    template PARMS, e.g.:
3189
3190      template <class T> struct S;
3191      template <class T> struct S {};  */
3192
3193 void 
3194 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
3195 {
3196   tree tmpl;
3197   tree tmpl_parms;
3198   int i;
3199
3200   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
3201     {
3202       error ("%qT is not a template type", type);
3203       return;
3204     }
3205
3206   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
3207   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
3208     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
3209        about here; there are no new template parameters for the nested
3210        type.  */
3211     return;
3212
3213   if (!parms)
3214     {
3215       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
3216              tmpl);
3217       return;
3218     }
3219
3220   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3221   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3222
3223   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
3224     {
3225       cp_error_at ("previous declaration %qD", tmpl);
3226       error ("used %d template parameter%s instead of %d",
3227                 TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms), 
3228                 TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms) == 1 ? "" : "s",
3229                 TREE_VEC_LENGTH (parms));
3230       return;
3231     }
3232
3233   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
3234     {
3235       tree tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3236       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3237       tree tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3238       tree parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3239
3240       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
3241          TEMPLATE_DECL.  */
3242       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
3243           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
3244               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm))))
3245         {
3246           cp_error_at ("template parameter %q#D", tmpl_parm);
3247           error ("redeclared here as %q#D", parm);
3248           return;
3249         }
3250
3251       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
3252         {
3253           /* We have in [temp.param]:
3254
3255              A template-parameter may not be given default arguments
3256              by two different declarations in the same scope.  */
3257           error ("redefinition of default argument for %q#D", parm);
3258           error ("%J  original definition appeared here", tmpl_parm);
3259           return;
3260         }
3261
3262       if (parm_default != NULL_TREE)
3263         /* Update the previous template parameters (which are the ones
3264            that will really count) with the new default value.  */
3265         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
3266       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
3267         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
3268            parameters for any members.  */
3269         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
3270     }
3271 }
3272
3273 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
3274    (possibly simplified) expression.  */
3275
3276 tree
3277 fold_non_dependent_expr (tree expr)
3278 {
3279   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
3280      it.  We're supposed to treat:
3281      
3282        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
3283        template <typename T> void f(T[2]);
3284                    
3285      as two declarations of the same function, for example.  */
3286   if (processing_template_decl
3287       && !type_dependent_expression_p (expr)
3288       && !value_dependent_expression_p (expr))
3289     {
3290       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
3291
3292       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
3293       processing_template_decl = 0;
3294       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
3295                                     /*args=*/NULL_TREE,
3296                                     tf_error,
3297                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
3298                                     /*function_p=*/false);
3299       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
3300     }
3301   return expr;
3302 }
3303
3304 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
3305    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
3306    Extract the innest constant expression.
3307    
3308    This is basically a more powerful version of
3309    integral_constant_value, which can be used also in templates where
3310    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
3311    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
3312
3313 tree
3314 fold_decl_constant_value (tree expr)
3315 {
3316   tree const_expr = expr;
3317   do
3318     {
3319       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
3320       const_expr = integral_constant_value (expr);
3321     }
3322   while (expr != const_expr);
3323
3324   return expr;
3325 }
3326
3327 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
3328    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
3329    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
3330    and check that the resulting function has external linkage.  */
3331
3332 static tree
3333 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
3334 {
3335   tree fns = expr;
3336   tree fn, fn_no_ptr;
3337
3338   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
3339   if (fn == error_mark_node)
3340     return error_mark_node;
3341
3342   fn_no_ptr = fn;
3343   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
3344     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
3345
3346   /* [temp.arg.nontype]/1
3347
3348      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3349      shall be one of:
3350      [...]
3351      -- the address of an object or function with external linkage.  */
3352   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
3353     {
3354       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3355              "because function %qD has not external linkage",
3356              expr, type, fn_no_ptr);
3357       return NULL_TREE;
3358     }
3359
3360   return fn;
3361 }
3362
3363 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
3364    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
3365    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
3366    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
3367    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
3368    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
3369    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
3370    must be non-dependent.
3371
3372    The conversion follows the special rules described in
3373    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
3374    conversion.
3375
3376    This function is called twice for each template argument (see
3377    lookup_template_class for a more accurate description of this
3378    problem). This means that we need to handle expressions which
3379    are not valid in a C++ source, but can be created from the
3380    first call (for instance, casts to perform conversions). These
3381    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
3382
3383 static tree
3384 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
3385 {
3386   tree expr_type;
3387
3388   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
3389      This special-case is not needed for correctness (we would easily
3390      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
3391      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
3392      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
3393   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
3394     {
3395       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3396              "because string literals can never be used in this context",
3397              expr, type);
3398       return NULL_TREE;
3399     }
3400
3401   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
3402      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
3403      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
3404      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
3405      so that access checking can be performed when the template is
3406      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
3407      convert the argument.  */
3408   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
3409   expr_type = TREE_TYPE (expr);
3410
3411   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
3412      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
3413      which is the tree that we built on the first call (see
3414      below when coercing to reference to object or to reference to
3415      function). We just strip everything and get to the arg.
3416      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
3417      for examples.  */
3418   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
3419     {
3420       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
3421         {
3422           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
3423              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
3424              could actually change the type to something more cv-qualified,
3425              and this is not folded by convert_from_reference.  */
3426           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3427           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
3428           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
3429           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
3430           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
3431                       (TREE_TYPE (expr_type),
3432                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
3433
3434           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
3435           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3436         }
3437
3438       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
3439          parameter is a pointer to object, through decay and
3440          qualification conversion. Let's strip everything.  */
3441       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3442         {
3443           STRIP_NOPS (expr);
3444           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
3445           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
3446           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
3447              an array. Otherwise, it is part of the original argument
3448              in the source code.  */
3449           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
3450             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3451           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3452         }
3453     }
3454
3455   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
3456
3457      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
3458      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
3459      (_conv.integral_) are applied.  */
3460   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3461     {
3462       if (!INTEGRAL_TYPE_P (expr_type))
3463         return error_mark_node;
3464
3465       expr = fold_decl_constant_value (expr);
3466       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
3467          do not fold into integer constants.  */
3468       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
3469         {
3470           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3471                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
3472           return NULL_TREE;
3473         }
3474
3475       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
3476          because we already know that the expression is of integral
3477          type.  */
3478       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
3479       if (expr == error_mark_node)
3480         return error_mark_node;
3481
3482       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
3483       expr = fold (expr);
3484     }
3485   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
3486
3487      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
3488      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
3489      conversion (_conv.array_) are applied.  */
3490   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3491     {
3492       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
3493
3494          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3495          shall be one of: [...]
3496
3497          -- the name of a non-type template-parameter;
3498          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
3499             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
3500             refers to a function or array, or if the corresponding
3501             template-parameter is a reference.
3502             
3503         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
3504         for a parameter of type pointer-to-object.  */
3505       bool constant_address_p =
3506         (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR
3507          || TREE_CODE (expr_type) == ARRAY_TYPE
3508          || (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr)));
3509
3510       expr = decay_conversion (expr);
3511       if (expr == error_mark_node)
3512         return error_mark_node;
3513
3514       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3515       if (expr == error_mark_node)
3516         return error_mark_node;
3517
3518       if (!constant_address_p)
3519         {
3520             error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3521                   "because it is not a constant pointer", expr, type);
3522             return NULL_TREE;
3523         }
3524     }
3525   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
3526
3527      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
3528      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
3529      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
3530      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
3531      template-argument, which must be an lvalue.  */
3532   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
3533     {
3534       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
3535                                                       expr_type))
3536         return error_mark_node;
3537
3538       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
3539         {
3540           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3541                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
3542           return NULL_TREE;
3543         }
3544         
3545       if (!real_lvalue_p (expr))
3546         {
3547           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3548                  "because it is not a lvalue", expr, type);
3549           return NULL_TREE;
3550         }
3551
3552       /* [temp.arg.nontype]/1
3553
3554          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3555          shall be one of: [...]
3556
3557          -- the address of an object or function with external linkage.  */
3558       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
3559         {
3560           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3561                  "because object %qD has not external linkage",
3562                  expr, type, expr);
3563           return NULL_TREE;
3564         }
3565
3566       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3567     }
3568   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
3569
3570      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
3571      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
3572      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
3573      pointer to such), the matching function is selected from the set
3574      (_over.over_).  */
3575   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
3576     {
3577       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
3578          context information to decay the pointer.
3579          ??? Why static5.C requires decay and subst1.C works fine
3580          even without it?  */
3581       if (!type_unknown_p (expr_type))
3582         {
3583           expr = decay_conversion (expr);
3584           if (expr == error_mark_node)
3585             return error_mark_node;
3586         }
3587
3588       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
3589       if (!expr || expr == error_mark_node)
3590         return expr;
3591     }
3592   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
3593
3594      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
3595      conversions apply. If the template-argument represents a set of
3596      overloaded functions, the matching function is selected from the set
3597      (_over.over_).  */
3598   else if (TYPE_REFFN_P (type))
3599     {
3600       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3601         {
3602           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3603                  "because it is a pointer", expr, type);
3604           inform ("try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
3605           return NULL_TREE;
3606         }
3607
3608       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
3609       if (!expr || expr == error_mark_node)
3610         return expr;
3611
3612       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3613     }
3614   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
3615
3616      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
3617      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
3618      overloaded member functions, the matching member function is selected
3619      from the set (_over.over_).  */
3620   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
3621     {
3622       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
3623       if (expr == error_mark_node)
3624         return error_mark_node;
3625
3626       /* There is no way to disable standard conversions in
3627          resolve_address_of_overloaded_function (called by
3628          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
3629          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
3630          to reject this conversion here.
3631
3632          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
3633          it would still be better to reject them here so that we can
3634          provide a superior diagnostic.  */
3635       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
3636         {
3637           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
3638           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
3639           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3640                  "because it is of type %qT", expr, type,
3641                  TREE_TYPE (expr));
3642           inform ("standard conversions are not allowed in this context");
3643           return NULL_TREE;
3644         }
3645     }
3646   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
3647
3648      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
3649      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
3650   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
3651     {
3652       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3653       if (expr == error_mark_node)
3654         return expr;
3655     }
3656   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
3657   else
3658     gcc_unreachable ();
3659
3660   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
3661      right type?  */
3662   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
3663   return expr;
3664 }
3665
3666
3667 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for 
3668    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are 
3669    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL 
3670    or PARM_DECL.
3671    
3672    ARG_PARMS may contain more parameters than PARM_PARMS.  If this is 
3673    the case, then extra parameters must have default arguments.
3674
3675    Consider the example:
3676      template <class T, class Allocator = allocator> class vector;
3677      template<template <class U> class TT> class C;
3678
3679    C<vector> is a valid instantiation.  PARM_PARMS for the above code 
3680    contains a TYPE_DECL (for U),  ARG_PARMS contains two TYPE_DECLs (for 
3681    T and Allocator) and OUTER_ARGS contains the argument that is used to 
3682    substitute the TT parameter.  */
3683
3684 static int
3685 coerce_template_template_parms (tree parm_parms, 
3686                                 tree arg_parms, 
3687                                 tsubst_flags_t complain, 
3688                                 tree in_decl,
3689                                 tree outer_args)
3690 {
3691   int nparms, nargs, i;
3692   tree parm, arg;
3693
3694   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
3695   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
3696
3697   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
3698   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
3699
3700   /* The rule here is opposite of coerce_template_parms.  */
3701   if (nargs < nparms
3702       || (nargs > nparms
3703           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, nparms)) == NULL_TREE))
3704     return 0;
3705
3706   for (i = 0; i < nparms; ++i)
3707     {
3708       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
3709       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
3710
3711       if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
3712           || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
3713         return 0;
3714
3715       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
3716         return 0;
3717
3718       switch (TREE_CODE (parm))
3719         {
3720         case TYPE_DECL:
3721           break;
3722
3723         case TEMPLATE_DECL:
3724           /* We encounter instantiations of templates like
3725                template <template <template <class> class> class TT>
3726                class C;  */
3727           {
3728             tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3729             tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3730
3731             if (!coerce_template_template_parms
3732                 (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
3733               return 0;
3734           }
3735           break;
3736
3737         case PARM_DECL:
3738           /* The tsubst call is used to handle cases such as
3739
3740                template <int> class C {};
3741                template <class T, template <T> class TT> class D {};
3742                D<int, C> d;
3743
3744              i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
3745           if (!dependent_type_p (TREE_TYPE (arg))
3746               && !same_type_p
3747                     (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
3748                              TREE_TYPE (arg)))
3749             return 0;
3750           break;
3751           
3752         default:
3753           gcc_unreachable ();
3754         }
3755     }
3756   return 1;
3757 }
3758
3759 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
3760    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
3761    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
3762    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
3763    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
3764    the full set of template arguments deduced so far.  */
3765
3766 static tree
3767 convert_template_argument (tree parm, 
3768                            tree arg, 
3769                            tree args, 
3770                            tsubst_flags_t complain, 
3771                            int i, 
3772                            tree in_decl)
3773 {
3774   tree val;
3775   tree inner_args;
3776   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
3777   
3778   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3779
3780   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST 
3781       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
3782     {  
3783       /* The template argument was the name of some
3784          member function.  That's usually
3785          invalid, but static members are OK.  In any
3786          case, grab the underlying fields/functions
3787          and issue an error later if required.  */
3788       arg = TREE_VALUE (arg);
3789       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
3790     }
3791
3792   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
3793   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
3794                    || requires_tmpl_type);
3795
3796   is_tmpl_type = ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
3797                    && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
3798                   || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3799                   || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
3800   
3801   if (is_tmpl_type
3802       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3803           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
3804     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
3805
3806   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
3807
3808   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
3809       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
3810     {
3811       pedwarn ("to refer to a type member of a template parameter, "
3812                "use %<typename %E%>", arg);
3813       
3814       arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
3815                                 TREE_OPERAND (arg, 1),
3816                                 typename_type,
3817                                 complain & tf_error);
3818       is_type = 1;
3819     }
3820   if (is_type != requires_type)
3821     {
3822       if (in_decl)
3823         {
3824           if (complain & tf_error)
3825             {
3826               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3827                      "parameter list for %qD",
3828                      i + 1, in_decl);
3829               if (is_type)
3830                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
3831                        TREE_TYPE (parm),
3832                        (is_tmpl_type ? DECL_NAME (arg) : arg));
3833               else if (requires_tmpl_type)
3834                 error ("  expected a class template, got %qE", arg);
3835               else
3836                 error ("  expected a type, got %qE", arg);
3837             }
3838         }
3839       return error_mark_node;
3840     }
3841   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
3842     {
3843       if (in_decl && (complain & tf_error))
3844         {
3845           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3846                  "parameter list for %qD",
3847                  i + 1, in_decl);
3848           if (is_tmpl_type)
3849             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
3850           else
3851             error ("  expected a class template, got %qT", arg);
3852         }
3853       return error_mark_node;
3854     }
3855       
3856   if (is_type)
3857     {
3858       if (requires_tmpl_type)
3859         {
3860           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
3861             /* The number of argument required is not known yet.
3862                Just accept it for now.  */
3863             val = TREE_TYPE (arg);
3864           else
3865             {
3866               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3867               tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3868
3869               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
3870                                                   complain, in_decl,
3871                                                   inner_args))
3872                 {
3873                   val = arg;
3874                   
3875                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over 
3876                      TEMPLATE_DECL.  */
3877                   if (val != error_mark_node 
3878                       && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
3879                     val = TREE_TYPE (val);
3880                 }
3881               else
3882                 {
3883                   if (in_decl && (complain & tf_error))
3884                     {
3885                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
3886                              "template parameter list for %qD",
3887                              i + 1, in_decl);
3888                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
3889                              parm, arg);
3890                     }
3891                   
3892                   val = error_mark_node;
3893                 }
3894             }
3895         }
3896       else
3897         val = arg;
3898     }
3899   else
3900     {
3901       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
3902
3903       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
3904         return error_mark_node;
3905       
3906       if (!uses_template_parms (arg) && !uses_template_parms (t))
3907         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
3908            will report errors, which we don't want when complain
3909            is zero.  More importantly, digest_init will try too
3910            hard to convert things: for example, `0' should not be
3911            converted to pointer type at this point according to
3912            the standard.  Accepting this is not merely an
3913            extension, since deciding whether or not these
3914            conversions can occur is part of determining which
3915            function template to call, or whether a given explicit
3916            argument specification is valid.  */
3917         val = convert_nontype_argument (t, arg);
3918       else
3919         val = arg;
3920
3921       if (val == NULL_TREE)
3922         val = error_mark_node;
3923       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
3924         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  arg, t);
3925     }
3926
3927   return val;
3928 }
3929
3930 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
3931    return a vector containing the innermost resulting template
3932    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
3933    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
3934
3935    If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is nonzero, all arguments must be
3936    provided in ARGLIST, or else trailing parameters must have default
3937    values.  If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is zero, we will attempt argument
3938    deduction for any unspecified trailing arguments.  */
3939    
3940 static tree
3941 coerce_template_parms (tree parms, 
3942                        tree args, 
3943                        tree in_decl,
3944                        tsubst_flags_t complain,
3945                        int require_all_arguments)
3946 {
3947   int nparms, nargs, i, lost = 0;
3948   tree inner_args;
3949   tree new_args;
3950   tree new_inner_args;
3951
3952   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3953   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
3954   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
3955
3956   if (nargs > nparms
3957       || (nargs < nparms
3958           && require_all_arguments
3959           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs)) == NULL_TREE))
3960     {
3961       if (complain & tf_error) 
3962         {
3963           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
3964                  nargs, nparms);
3965           
3966           if (in_decl)
3967             cp_error_at ("provided for %qD", in_decl);
3968         }
3969
3970       return error_mark_node;
3971     }
3972
3973   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
3974   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
3975   for (i = 0; i < nparms; i++)
3976     {
3977       tree arg;
3978       tree parm;
3979
3980       /* Get the Ith template parameter.  */
3981       parm = TREE_VEC_ELT (parms, i);
3982
3983       /* Calculate the Ith argument.  */
3984       if (i < nargs)
3985         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
3986       else if (require_all_arguments)
3987         /* There must be a default arg in this case.  */
3988         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
3989                                    complain, in_decl);
3990       else
3991         break;
3992       
3993       gcc_assert (arg);
3994       if (arg == error_mark_node)
3995         {
3996           if (complain & tf_error)
3997             error ("template argument %d is invalid", i + 1);
3998         }
3999       else 
4000         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm), 
4001                                          arg, new_args, complain, i,
4002                                          in_decl); 
4003       
4004       if (arg == error_mark_node)
4005         lost++;
4006       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = arg;
4007     }
4008
4009   if (lost)
4010     return error_mark_node;
4011
4012   return new_inner_args;
4013 }
4014
4015 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
4016
4017 static int
4018 template_args_equal (tree ot, tree nt)
4019 {
4020   if (nt == ot)
4021     return 1;
4022
4023   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
4024     /* For member templates */
4025     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
4026   else if (TYPE_P (nt))
4027     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
4028   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
4029     return 0;
4030   else
4031     return cp_tree_equal (ot, nt);
4032 }
4033
4034 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
4035    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
4036
4037 int
4038 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
4039 {
4040   int i;
4041
4042   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
4043     return 0;
4044
4045   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
4046     {
4047       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
4048       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
4049
4050       if (! template_args_equal (ot, nt))
4051         return 0;
4052     }
4053   return 1;
4054 }
4055
4056 /* Given class template name and parameter list, produce a user-friendly name
4057    for the instantiation.  */
4058
4059 static char *
4060 mangle_class_name_for_template (const char* name, tree parms, tree arglist)
4061 {
4062   static struct obstack scratch_obstack;
4063   static char *scratch_firstobj;
4064   int i, nparms;
4065
4066   if (!scratch_firstobj)
4067     gcc_obstack_init (&scratch_obstack);
4068   else
4069     obstack_free (&scratch_obstack, scratch_firstobj);
4070   scratch_firstobj = obstack_alloc (&scratch_obstack, 1);
4071
4072 #define ccat(C) obstack_1grow (&scratch_obstack, (C));
4073 #define cat(S)  obstack_grow (&scratch_obstack, (S), strlen (S))
4074
4075   cat (name);
4076   ccat ('<');
4077   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4078   arglist = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
4079   gcc_assert (nparms == TREE_VEC_LENGTH (arglist));
4080   for (i = 0; i < nparms; i++)
4081     {
4082       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4083       tree arg = TREE_VEC_ELT (arglist, i);
4084
4085       if (i)
4086         ccat (',');
4087
4088       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
4089         {
4090           cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4091           continue;
4092         }
4093       else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4094         {
4095           if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
4096             {
4097               /* Already substituted with real template.  Just output 
4098                  the template name here */
4099               tree context = DECL_CONTEXT (arg);
4100               if (context)
4101                 {
4102                   /* The template may be defined in a namespace, or
4103                      may be a member template.  */
4104                   gcc_assert (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL
4105                               || CLASS_TYPE_P (context));
4106                   cat (decl_as_string (DECL_CONTEXT (arg),
4107                                       TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4108                   cat ("::");
4109                 }
4110               cat (IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (arg)));
4111             }
4112           else
4113             /* Output the parameter declaration.  */
4114             cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4115           continue;
4116         }
4117       else
4118         gcc_assert (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL);
4119
4120       /* No need to check arglist against parmlist here; we did that
4121          in coerce_template_parms, called from lookup_template_class.  */
4122       cat (expr_as_string (arg, TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4123     }
4124   {
4125     char *bufp = obstack_next_free (&scratch_obstack);
4126     int offset = 0;
4127     while (bufp[offset - 1] == ' ')
4128       offset--;
4129     obstack_blank_fast (&scratch_obstack, offset);
4130
4131     /* B<C<char> >, not B<C<char>> */
4132     if (bufp[offset - 1] == '>')
4133       ccat (' ');
4134   }
4135   ccat ('>');
4136   ccat ('\0');
4137   return (char *) obstack_base (&scratch_obstack);
4138 }
4139
4140 static tree
4141 classtype_mangled_name (tree t)
4142 {
4143   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t)
4144       /* Specializations have already had their names set up in
4145          lookup_template_class.  */
4146       && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
4147     {
4148       tree tmpl = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
4149
4150       /* For non-primary templates, the template parameters are
4151          implicit from their surrounding context.  */
4152       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4153         {
4154           tree name = DECL_NAME (tmpl);
4155           char *mangled_name = mangle_class_name_for_template
4156             (IDENTIFIER_POINTER (name), 
4157              DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
4158              CLASSTYPE_TI_ARGS (t));
4159           tree id = get_identifier (mangled_name);
4160           IDENTIFIER_TEMPLATE (id) = name;
4161           return id;
4162         }
4163     }
4164
4165   return TYPE_IDENTIFIER (t);
4166 }
4167
4168 static void
4169 add_pending_template (tree d)
4170 {
4171   tree ti = (TYPE_P (d)
4172              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
4173              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
4174   tree pt;
4175   int level;
4176
4177   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
4178     return;
4179
4180   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
4181      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
4182      Compensate.  */
4183   level = !(current_tinst_level && TINST_DECL (current_tinst_level) == d);
4184
4185   if (level)
4186     push_tinst_level (d);
4187
4188   pt = tree_cons (current_tinst_level, d, NULL_TREE);
4189   if (last_pending_template)
4190     TREE_CHAIN (last_pending_template) = pt;
4191   else
4192     pending_templates = pt;
4193
4194   last_pending_template = pt;
4195
4196   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
4197
4198   if (level)
4199     pop_tinst_level ();
4200 }
4201
4202
4203 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
4204    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
4205    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
4206
4207 tree
4208 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
4209 {
4210   tree type;
4211
4212   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
4213     return error_mark_node;
4214
4215   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
4216   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
4217                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
4218
4219   if (BASELINK_P (fns))
4220     {
4221       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
4222                                          unknown_type_node,
4223                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
4224                                          arglist);
4225       return fns;
4226     }
4227
4228   type = TREE_TYPE (fns);
4229   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
4230     type = unknown_type_node;
4231   
4232   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
4233 }
4234
4235 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
4236    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
4237    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
4238    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
4239    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
4240    DECL is returned.  */
4241
4242 tree
4243 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
4244 {
4245   return (decl != NULL_TREE
4246           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL 
4247           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
4248           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4249           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))) 
4250     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
4251 }
4252
4253 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
4254    parameters, find the desired type.
4255
4256    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
4257
4258    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
4259    instantiate.  
4260
4261    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
4262    the class we are looking up.
4263    
4264    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
4265
4266    If the template class is really a local class in a template
4267    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
4268    being instantiated.  
4269
4270    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
4271    template-id: the first time from the parser, while creating the
4272    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
4273    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
4274    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
4275    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
4276
4277 tree
4278 lookup_template_class (tree d1, 
4279                        tree arglist, 
4280                        tree in_decl, 
4281                        tree context, 
4282                        int entering_scope, 
4283                        tsubst_flags_t complain)
4284 {
4285   tree template = NULL_TREE, parmlist;
4286   tree t;
4287   
4288   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
4289   
4290   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
4291     {
4292       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
4293       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
4294         template = value;
4295       else
4296         {
4297           if (context)
4298             push_decl_namespace (context);
4299           template = lookup_name (d1, /*prefer_type=*/0);
4300           template = maybe_get_template_decl_from_type_decl (template);
4301           if (context)
4302             pop_decl_namespace ();
4303         }
4304       if (template)
4305         context = DECL_CONTEXT (template);
4306     }
4307   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && IS_AGGR_TYPE (TREE_TYPE (d1)))
4308     {
4309       tree type = TREE_TYPE (d1);
4310
4311       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
4312          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
4313       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
4314         type = TREE_TYPE (type);
4315         
4316       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4317         {
4318           template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4319           d1 = DECL_NAME (template);
4320         }
4321     }
4322   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE 
4323            || (TYPE_P (d1) && IS_AGGR_TYPE (d1)))
4324     {
4325       template = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
4326       d1 = DECL_NAME (template);
4327     }
4328   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
4329            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
4330     {
4331       template = d1;
4332       d1 = DECL_NAME (template);
4333       context = DECL_CONTEXT (template);
4334     }
4335
4336   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
4337   if (! template)
4338     {
4339       if (complain & tf_error)
4340         error ("%qT is not a template", d1);
4341       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4342     }
4343
4344   if (TREE_CODE (template) != TEMPLATE_DECL
4345          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
4346             the user.  */
4347       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (template)
4348           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)))
4349     {
4350       if (complain & tf_error)
4351         {
4352           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
4353           if (in_decl)
4354             cp_error_at ("for template declaration %qD", in_decl);
4355         }
4356       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4357     }
4358
4359   complain &= ~tf_user;
4360   
4361   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (template))
4362     {
4363       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
4364          template arguments */
4365
4366       tree parm;
4367       tree arglist2;
4368
4369       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (template);
4370
4371       /* Consider an example where a template template parameter declared as
4372
4373            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
4374
4375          The template parameter level of T and U are one level larger than 
4376          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an 
4377          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
4378          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
4379          available when not appearing as default template argument, can be
4380          obtained from `current_template_args ()'.
4381
4382          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
4383          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
4384          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
4385          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
4386
4387       if (current_template_parms)
4388         arglist = add_to_template_args (current_template_args (), arglist);
4389
4390       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, template,
4391                                         complain, /*require_all_args=*/1);
4392       if (arglist2 == error_mark_node
4393           || (!uses_template_parms (arglist2)
4394               && check_instantiated_args (template, arglist2, complain)))
4395         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4396
4397       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (template), arglist2);
4398       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
4399     }
4400   else 
4401     {
4402       tree template_type = TREE_TYPE (template);
4403       tree gen_tmpl;
4404       tree type_decl;
4405       tree found = NULL_TREE;
4406       int arg_depth;
4407       int parm_depth;
4408       int is_partial_instantiation;
4409
4410       gen_tmpl = most_general_template (template);
4411       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
4412       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
4413       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4414
4415       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
4416         {
4417           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
4418              For example, given:
4419
4420                template <class T> struct S1 {
4421                  template <class U> struct S2 {};
4422                  template <class U> struct S2<U*> {};
4423                 };
4424              
4425              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
4426              TEMPLATE will be `template <class T> template
4427              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
4428              arguments.  */
4429           arglist 
4430             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (template)),
4431                                            arglist);
4432           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4433         }
4434
4435       /* Now we should have enough arguments.  */
4436       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
4437       
4438       /* From here on, we're only interested in the most general
4439          template.  */
4440       template = gen_tmpl;
4441
4442       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
4443          actually tsubst'd into the definition to create the
4444          instantiation.  */
4445       if (parm_depth > 1)
4446         {
4447           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
4448           int i;
4449           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4450
4451           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
4452           
4453           for (i = saved_depth,
4454                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (template); 
4455                i > 0 && t != NULL_TREE;
4456                --i, t = TREE_CHAIN (t))
4457             {
4458               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
4459                                               arglist, template,
4460                                               complain, /*require_all_args=*/1);
4461
4462               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
4463               if (a == error_mark_node)
4464                 {
4465                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4466                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4467                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4468                 }
4469               
4470               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
4471
4472               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
4473                  that coerce_template_parms will see only the arguments
4474                  corresponding to the template parameters it is
4475                  examining.  */
4476               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4477             }
4478
4479           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4480           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4481
4482           arglist = bound_args;
4483         }
4484       else
4485         arglist
4486           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
4487                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4488                                    template,
4489                                    complain, /*require_all_args=*/1);
4490
4491       if (arglist == error_mark_node)
4492         /* We were unable to bind the arguments.  */
4493         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4494
4495       /* In the scope of a template class, explicit references to the
4496          template class refer to the type of the template, not any
4497          instantiation of it.  For example, in:
4498          
4499            template <class T> class C { void f(C<T>); }
4500
4501          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
4502          class, however, such a reference is an instantiation.  */
4503       if (comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
4504                               arglist))
4505         {
4506           found = template_type;
4507           
4508           if (!entering_scope && PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4509             {
4510               tree ctx;
4511               
4512               for (ctx = current_class_type; 
4513                    ctx && TREE_CODE (ctx) != NAMESPACE_DECL;
4514                    ctx = (TYPE_P (ctx)
4515                           ? TYPE_CONTEXT (ctx)
4516                           : DECL_CONTEXT (ctx)))
4517                 if (TYPE_P (ctx) && same_type_p (ctx, template_type))
4518                   goto found_ctx;
4519               
4520               /* We're not in the scope of the class, so the
4521                  TEMPLATE_TYPE is not the type we want after all.  */
4522               found = NULL_TREE;
4523             found_ctx:;
4524             }
4525         }
4526       if (found)
4527         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4528
4529       /* If we already have this specialization, return it.  */
4530       found = retrieve_specialization (template, arglist,
4531                                        /*class_specializations_p=*/false);
4532       if (found)
4533         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4534
4535       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
4536          arguments still involve template parameters.  Note that we set
4537          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
4538          well.  */
4539       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
4540
4541       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
4542          failed.  */
4543       if (!is_partial_instantiation
4544           && check_instantiated_args (template,
4545                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4546                                       complain))
4547         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4548         
4549       if (!is_partial_instantiation 
4550           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)
4551           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (template)) == NAMESPACE_DECL)
4552         {
4553           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (template),
4554                                       DECL_NAME (template),
4555                                       /*tag_scope=*/ts_global);
4556           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4557         }
4558       
4559       context = tsubst (DECL_CONTEXT (template), arglist,
4560                         complain, in_decl);
4561       if (!context)
4562         context = global_namespace;
4563
4564       /* Create the type.  */
4565       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
4566         {
4567           if (!is_partial_instantiation)
4568             {
4569               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
4570               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type));
4571             }
4572           else
4573             /* We don't want to call start_enum for this type, since
4574                the values for the enumeration constants may involve
4575                template parameters.  And, no one should be interested
4576                in the enumeration constants for such a type.  */
4577             t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
4578         }
4579       else
4580         {
4581           t = make_aggr_type (TREE_CODE (template_type));
4582           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t) 
4583             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
4584           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
4585           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
4586
4587           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
4588           if (context == current_function_decl)
4589             pushtag (DECL_NAME (template), t, /*tag_scope=*/ts_current);
4590         }
4591
4592       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
4593          will already be set up.  */
4594       if (!TYPE_NAME (t))
4595         {
4596           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
4597           
4598           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (template), t);
4599           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
4600           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
4601           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl) 
4602             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4603         }
4604       else
4605         type_decl = TYPE_NAME (t);
4606
4607       TREE_PRIVATE (type_decl)
4608         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4609       TREE_PROTECTED (type_decl)
4610         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4611       DECL_IN_SYSTEM_HEADER (type_decl)
4612         = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (template);
4613
4614       /* Set up the template information.  We have to figure out which
4615          template is the immediate parent if this is a full
4616          instantiation.  */
4617       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
4618           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4619         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
4620         found = template;
4621       else
4622         {
4623           /* This is a full instantiation of a member template.  Look
4624              for a partial instantiation of which this is an instance.  */
4625
4626           for (found = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template);
4627                found; found = TREE_CHAIN (found))
4628             {
4629               int success;
4630               tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (found));
4631
4632               /* We only want partial instantiations, here, not
4633                  specializations or full instantiations.  */
4634               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_VALUE (found))
4635                   || !uses_template_parms (TREE_VALUE (found)))
4636                 continue;
4637
4638               /* Temporarily reduce by one the number of levels in the
4639                  ARGLIST and in FOUND so as to avoid comparing the
4640                  last set of arguments.  */
4641               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4642               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found)) --;
4643
4644               /* See if the arguments match.  If they do, then TMPL is
4645                  the partial instantiation we want.  */
4646               success = comp_template_args (TREE_PURPOSE (found), arglist);
4647
4648               /* Restore the argument vectors to their full size.  */
4649               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4650               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found))++;
4651
4652               if (success)
4653                 {
4654                   found = tmpl;
4655                   break;
4656                 }
4657             }
4658
4659           if (!found)
4660             {
4661               /* There was no partial instantiation. This happens
4662                  where C<T> is a member template of A<T> and it's used
4663                  in something like
4664                 
4665                   template <typename T> struct B { A<T>::C<int> m; };
4666                   B<float>;
4667                 
4668                  Create the partial instantiation.
4669                */
4670               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4671               found = tsubst (template, arglist, complain, NULL_TREE);
4672               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4673             }
4674         }
4675
4676       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));  
4677       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template) 
4678         = tree_cons (arglist, t, 
4679                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template));
4680
4681       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE 
4682           && !is_partial_instantiation)
4683         /* Now that the type has been registered on the instantiations
4684            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
4685            constants may involve the enumeration type itself, we make
4686            sure to register the type first, and then create the
4687            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
4688            constants won't result in recursive calls here; we'll find
4689            the instantiation and exit above.  */
4690         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
4691
4692       /* Reset the name of the type, now that CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO
4693          is set up.  */
4694       if (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE)
4695         DECL_NAME (type_decl) = classtype_mangled_name (t);
4696       if (is_partial_instantiation)
4697         /* If the type makes use of template parameters, the
4698            code that generates debugging information will crash.  */
4699         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
4700
4701       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
4702     }
4703   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
4704 }
4705 \f
4706 struct pair_fn_data 
4707 {
4708   tree_fn_t fn;
4709   void *data;
4710   struct pointer_set_t *visited;
4711 };
4712
4713 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
4714
4715 static tree
4716 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
4717 {
4718   tree t = *tp;
4719   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
4720   tree_fn_t fn = pfd->fn;
4721   void *data = pfd->data;
4722
4723   if (TYPE_P (t)
4724       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited))
4725     return error_mark_node;
4726
4727   switch (TREE_CODE (t))
4728     {
4729     case RECORD_TYPE:
4730       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
4731         break;
4732       /* Fall through.  */
4733
4734     case UNION_TYPE:
4735     case ENUMERAL_TYPE:
4736       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
4737         *walk_subtrees = 0;
4738       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
4739                                        fn, data, pfd->visited))
4740         return error_mark_node;
4741       break;
4742
4743     case METHOD_TYPE:
4744       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
4745          explicitly here.  */
4746       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
4747                                   pfd->visited))
4748         return error_mark_node;
4749       /* Fall through.  */
4750
4751     case FUNCTION_TYPE:
4752       /* Check the return type.  */
4753       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4754         return error_mark_node;
4755
4756       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
4757          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
4758          contain expressions that involve template parameters.  But,
4759          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
4760          instantiated, they don't contain template parameters, so
4761          there's no point in looking at them then, either.  */
4762       {
4763         tree parm;
4764
4765         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
4766           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
4767                                       pfd->visited))
4768             return error_mark_node;
4769
4770         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
4771            want walk_tree walking into them itself.  */
4772         *walk_subtrees = 0;
4773       }
4774       break;
4775
4776     case TYPEOF_TYPE:
4777       if (for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data, 
4778                                   pfd->visited))
4779         return error_mark_node;
4780       break;
4781
4782     case FUNCTION_DECL:
4783     case VAR_DECL:
4784       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
4785           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
4786                                      pfd->visited))
4787         return error_mark_node;
4788       /* Fall through.  */
4789
4790     case PARM_DECL:
4791     case CONST_DECL:
4792       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
4793           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
4794                                      pfd->visited))
4795         return error_mark_node;
4796       if (DECL_CONTEXT (t) 
4797           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
4798                                      pfd->visited))
4799         return error_mark_node;
4800       break;
4801
4802     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4803       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
4804       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited))
4805         return error_mark_node;
4806       /* Fall through.  */
4807
4808     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4809     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
4810     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
4811       if (fn && (*fn)(t, data))
4812         return error_mark_node;
4813       else if (!fn)
4814         return error_mark_node;
4815       break;
4816
4817     case TEMPLATE_DECL:
4818       /* A template template parameter is encountered.  */
4819       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
4820           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4821         return error_mark_node;
4822
4823       /* Already substituted template template parameter */
4824       *walk_subtrees = 0;
4825       break;
4826
4827     case TYPENAME_TYPE:
4828       if (!fn 
4829           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
4830                                      data, pfd->visited))
4831         return error_mark_node;
4832       break;
4833
4834     case CONSTRUCTOR:
4835       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
4836           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
4837                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
4838                                      pfd->visited))
4839         return error_mark_node;
4840       break;
4841       
4842     case INDIRECT_REF:
4843     case COMPONENT_REF:
4844       /* If there's no type, then this thing must be some expression
4845          involving template parameters.  */
4846       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
4847         return error_mark_node;
4848       break;
4849
4850     case MODOP_EXPR:
4851     case CAST_EXPR:
4852     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
4853     case CONST_CAST_EXPR:
4854     case STATIC_CAST_EXPR:
4855     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
4856     case ARROW_EXPR:
4857     case DOTSTAR_EXPR:
4858     case TYPEID_EXPR:
4859     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
4860       if (!fn)
4861         return error_mark_node;
4862       break;
4863
4864     case BASELINK:
4865       /* If we do not handle this case specially, we end up walking
4866          the BINFO hierarchy, which is circular, and therefore
4867          confuses walk_tree.  */
4868       *walk_subtrees = 0;
4869       if (for_each_template_parm (BASELINK_FUNCTIONS (*tp), fn, data,
4870                                   pfd->visited))
4871         return error_mark_node;
4872       break;
4873
4874     default:
4875       break;
4876     }
4877
4878   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
4879   return NULL_TREE;
4880 }
4881
4882 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM, 
4883    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T, 
4884    call FN with the parameter and the DATA.
4885    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
4886    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
4887    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
4888    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
4889    considered to be the function which always returns 1.  */
4890
4891 static int
4892 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
4893                         struct pointer_set_t *visited)
4894 {
4895   struct pair_fn_data pfd;
4896   int result;
4897
4898   /* Set up.  */
4899   pfd.fn = fn;
4900   pfd.data = data;
4901
4902   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
4903      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
4904      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
4905      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
4906      visited list.)  */
4907   if (visited)
4908     pfd.visited = visited;
4909   else
4910     pfd.visited = pointer_set_create ();
4911   result = walk_tree (&t, 
4912                       for_each_template_parm_r, 
4913                       &pfd,
4914                       pfd.visited) != NULL_TREE;
4915
4916   /* Clean up.  */
4917   if (!visited)
4918     {
4919       pointer_set_destroy (pfd.visited);
4920       pfd.visited = 0;
4921     }
4922
4923   return result;
4924 }
4925
4926 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
4927
4928 int
4929 uses_template_parms (tree t)
4930 {
4931   bool dependent_p;
4932   int saved_processing_template_decl;
4933
4934   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4935   if (!saved_processing_template_decl)
4936     processing_template_decl = 1;
4937   if (TYPE_P (t))
4938     dependent_p = dependent_type_p (t);
4939   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
4940     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
4941   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
4942     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
4943                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
4944   else if (DECL_P (t) 
4945            || EXPR_P (t) 
4946            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4947            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
4948            || TREE_CODE (t) == BASELINK
4949            || CONSTANT_CLASS_P (t))
4950     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
4951                    || value_dependent_expression_p (t));
4952   else
4953     {
4954       gcc_assert (t == error_mark_node);
4955       dependent_p = false;
4956     }
4957   
4958   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4959
4960   return dependent_p;
4961 }
4962
4963 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
4964
4965 int
4966 uses_template_parms_level (tree t, int level)
4967 {
4968   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL);
4969 }
4970
4971 static int tinst_depth;
4972 extern int max_tinst_depth;
4973 #ifdef GATHER_STATISTICS
4974 int depth_reached;
4975 #endif
4976 static int tinst_level_tick;
4977 static int last_template_error_tick;
4978
4979 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
4980    for diagnostics and to restore it later.  */
4981
4982 int
4983 push_tinst_level (tree d)
4984 {
4985   tree new;
4986
4987   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
4988     {
4989       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
4990          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
4991          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
4992       if (uses_template_parms (d))
4993         return 0;
4994
4995       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
4996       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
4997              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
4998              max_tinst_depth, d);
4999
5000       print_instantiation_context ();
5001
5002       return 0;
5003     }
5004
5005   new = make_node (TINST_LEVEL);
5006   TINST_DECL (new) = d;
5007   TINST_LOCATION (new) = input_location;
5008   TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (new) = in_system_header;
5009   TREE_CHAIN (new) = current_tinst_level;
5010   current_tinst_level = new;
5011
5012   ++tinst_depth;
5013 #ifdef GATHER_STATISTICS
5014   if (tinst_depth > depth_reached)
5015     depth_reached = tinst_depth;
5016 #endif
5017
5018   ++tinst_level_tick;
5019   return 1;
5020 }
5021
5022 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
5023    context.  */
5024
5025 void
5026 pop_tinst_level (void)
5027 {
5028   tree old = current_tinst_level;
5029
5030   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
5031      this instantiation.  */
5032   input_location = TINST_LOCATION (old);
5033   in_system_header = TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (old);
5034   current_tinst_level = TREE_CHAIN (old);
5035   --tinst_depth;
5036   ++tinst_level_tick;
5037 }
5038
5039 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
5040    instantiation context in which the instantiation was requested, which
5041    is one step out from LEVEL.  */
5042
5043 static void
5044 reopen_tinst_level (tree level)
5045 {
5046   tree t;
5047
5048   tinst_depth = 0;
5049   for (t = level; t; t = TREE_CHAIN (t))
5050     ++tinst_depth;
5051
5052   current_tinst_level = level;
5053   pop_tinst_level ();
5054 }
5055
5056 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
5057    vector of template arguments, as for tsubst.
5058
5059    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
5060
5061 static tree
5062 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
5063 {
5064   tree new_friend;
5065
5066   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL 
5067       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
5068       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
5069     /* This was a friend declared with an explicit template
5070        argument list, e.g.:
5071        
5072        friend void f<>(T);
5073        
5074        to indicate that f was a template instantiation, not a new
5075        function declaration.  Now, we have to figure out what
5076        instantiation of what template.  */
5077     {
5078       tree template_id, arglist, fns;
5079       tree new_args;
5080       tree tmpl;
5081       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
5082       
5083       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
5084          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
5085          current cless with same name.  */
5086       push_nested_namespace (ns);
5087       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
5088                          tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5089       pop_nested_namespace (ns);
5090       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
5091                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5092       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
5093       
5094       new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5095       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
5096                                        &new_args, 
5097                                        /*need_member_template=*/0,
5098                                        TREE_VEC_LENGTH (args));
5099       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
5100     }
5101
5102   new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5103         
5104   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
5105      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
5106      the language.  For example, we might have had:
5107      
5108      template <class T> struct S {
5109        template <class U> friend void f(T, U);
5110      };
5111      
5112      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
5113      instantiation of anything.  */
5114   if (new_friend == error_mark_node)
5115     return error_mark_node;
5116   
5117   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
5118   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
5119     {
5120       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
5121       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
5122         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
5123     }
5124
5125   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
5126      is not a template instantiation and should not be mangled like
5127      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
5128      later if we need it.  */
5129   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
5130     {
5131       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
5132       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
5133     }
5134       
5135   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
5136     {
5137       tree old_decl;
5138       tree new_friend_template_info;
5139       tree new_friend_result_template_info;
5140       tree ns;
5141       int  new_friend_is_defn;
5142
5143       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
5144          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
5145          possible.  */
5146       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
5147       new_friend_is_defn =
5148             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT 
5149                            (template_for_substitution (new_friend)))
5150              != NULL_TREE);
5151       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
5152         {
5153           /* This declaration is a `primary' template.  */
5154           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
5155           
5156           new_friend_result_template_info
5157             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
5158         }
5159       else
5160         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
5161
5162       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
5163          current namespace. However, the friend function should go
5164          into the namespace of the template.  */
5165       ns = decl_namespace_context (new_friend);
5166       push_nested_namespace (ns);
5167       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend);
5168       pop_nested_namespace (ns);
5169
5170       if (old_decl != new_friend)
5171         {
5172           /* This new friend declaration matched an existing
5173              declaration.  For example, given:
5174
5175                template <class T> void f(T);
5176                template <class U> class C { 
5177                  template <class T> friend void f(T) {} 
5178                };
5179
5180              the friend declaration actually provides the definition
5181              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
5182              old_decl will be the out-of-class template declaration,
5183              while new_friend is the in-class definition.
5184
5185              But, if `f' was called before this point, the
5186              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
5187              to `T' but not to `U', references to which might appear
5188              in the definition of `f'.  Previously, the most general
5189              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
5190              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
5191              run through all specialization of `f', adding to their
5192              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
5193              new set of outer arguments, corresponding to the
5194              arguments for this class instantiation.  
5195
5196              The same situation can arise with something like this:
5197
5198                friend void f(int);
5199                template <class T> class C { 
5200                  friend void f(T) {}
5201                };
5202
5203              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
5204              in the class.  */
5205
5206           if (!new_friend_is_defn)
5207             /* On the other hand, if the in-class declaration does
5208                *not* provide a definition, then we don't want to alter
5209                existing definitions.  We can just leave everything
5210                alone.  */
5211             ;
5212           else
5213             {
5214               /* Overwrite whatever template info was there before, if
5215                  any, with the new template information pertaining to
5216                  the declaration.  */
5217               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
5218
5219               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
5220                 reregister_specialization (new_friend,
5221                                            most_general_template (old_decl),
5222                                            old_decl);
5223               else 
5224                 {
5225                   tree t;
5226                   tree new_friend_args;
5227
5228                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl)) 
5229                     = new_friend_result_template_info;
5230                     
5231                   new_friend_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
5232                   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl); 
5233                        t != NULL_TREE;
5234                        t = TREE_CHAIN (t))
5235                     {
5236                       tree spec = TREE_VALUE (t);
5237                   
5238                       DECL_TI_ARGS (spec) 
5239                         = add_outermost_template_args (new_friend_args,
5240                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
5241                     }
5242
5243                   /* Now, since specializations are always supposed to
5244                      hang off of the most general template, we must move
5245                      them.  */
5246                   t = most_general_template (old_decl);
5247                   if (t != old_decl)
5248                     {
5249                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t)
5250                         = chainon (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t),
5251                                    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl));
5252                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
5253                     }
5254                 }
5255             }
5256
5257           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
5258              by duplicate_decls.  */
5259           new_friend = old_decl;
5260         }
5261     }
5262   else
5263     {
5264       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
5265       bool dependent_p;
5266
5267       /* In the code
5268            template <class T> class C {
5269              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
5270              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
5271            };
5272          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
5273          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
5274          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
5275          this isn't true for case 2.  */
5276       ++processing_template_decl;
5277       dependent_p = dependent_type_p (context);
5278       --processing_template_decl;
5279
5280       if (!dependent_p
5281           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
5282         return error_mark_node;
5283
5284       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
5285         {
5286           /* Check to see that the declaration is really present, and,
5287              possibly obtain an improved declaration.  */
5288           tree fn = check_classfn (context,
5289                                    new_friend, NULL_TREE);
5290
5291           if (fn)
5292             new_friend = fn;
5293         }
5294     }
5295
5296   return new_friend;
5297 }
5298
5299 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
5300    template arguments, as for tsubst.
5301
5302    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
5303    failure.  */
5304
5305 static tree
5306 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
5307 {
5308   tree friend_type;
5309   tree tmpl;
5310   tree context;
5311
5312   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
5313
5314   if (context)
5315     {
5316       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5317         push_nested_namespace (context);
5318       else
5319         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE)); 
5320     }
5321
5322   /* First, we look for a class template.  */
5323   tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/0); 
5324
5325   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
5326      situation like this:
5327
5328        template <class T>
5329        struct S {
5330          template <class U>
5331          friend struct S;
5332        };
5333
5334      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
5335      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
5336   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5337     {
5338       tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/1);
5339       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
5340     }
5341
5342   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5343     {
5344       /* The friend template has already been declared.  Just
5345          check to see that the declarations match, and install any new
5346          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
5347          of course.  We only need the innermost template parameters
5348          because that is all that redeclare_class_template will look
5349          at.  */
5350       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
5351           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
5352         {
5353           tree parms;
5354           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
5355                                          args, tf_error | tf_warning);
5356           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
5357         }
5358
5359       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
5360     }
5361   else
5362     {
5363       /* The friend template has not already been declared.  In this
5364          case, the instantiation of the template class will cause the
5365          injection of this template into the global scope.  */
5366       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5367
5368       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
5369          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
5370          the new type because that is supposed to be the corresponding
5371          template decl, i.e., TMPL.  */
5372       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
5373       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
5374       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
5375       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
5376         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
5377
5378       /* Inject this template into the global scope.  */
5379       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level (tmpl));
5380     }
5381
5382   if (context) 
5383     {
5384       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5385         pop_nested_namespace (context);
5386       else
5387         pop_nested_class ();
5388     }
5389
5390   return friend_type;
5391 }
5392
5393 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
5394    Otherwise returns one.  */
5395
5396 static int
5397 can_complete_type_without_circularity (tree type)
5398 {
5399   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
5400     return 0;
5401   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
5402     return 1;
5403   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
5404     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
5405   else if (CLASS_TYPE_P (type)
5406            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
5407     return 0;
5408   else
5409     return 1;
5410 }
5411
5412 tree
5413 instantiate_class_template (tree type)
5414 {
5415   tree template, args, pattern, t, member;
5416   tree typedecl;
5417   tree pbinfo;
5418   tree base_list;
5419   
5420   if (type == error_mark_node)
5421     return error_mark_node;
5422
5423   if (TYPE_BEING_DEFINED (type) 
5424       || COMPLETE_TYPE_P (type)
5425       || dependent_type_p (type))
5426     return type;
5427
5428   /* Figure out which template is being instantiated.  */
5429   template = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
5430   gcc_assert (TREE_CODE (template) == TEMPLATE_DECL);
5431
5432   /* Figure out which arguments are being used to do the
5433      instantiation.  */
5434   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
5435
5436   /* Determine what specialization of the original template to
5437      instantiate.  */
5438   t = most_specialized_class (template, args);
5439   if (t == error_mark_node)
5440     {
5441       const char *str = "candidates are:";
5442       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
5443       for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (template); t; 
5444            t = TREE_CHAIN (t))
5445         {
5446           if (get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args))
5447             {
5448               cp_error_at ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
5449               str = "               ";
5450             }
5451         }
5452       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5453       return error_mark_node;
5454     }
5455
5456   if (t)
5457     pattern = TREE_TYPE (t);
5458   else
5459     pattern = TREE_TYPE (template);
5460
5461   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
5462      there's nothing we can do.  */
5463   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
5464     return type;
5465
5466   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
5467   if (! push_tinst_level (type))
5468     return type;
5469
5470   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
5471      the process of being defined.  */
5472   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5473
5474   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
5475      it now.  */
5476   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
5477
5478   push_to_top_level ();
5479
5480   if (t)
5481     {
5482       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
5483          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
5484          the arguments appropriate for substitution.  For example,
5485          given:
5486
5487            template <class T> struct S {};
5488            template <class T> struct S<T*> {};
5489          
5490          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
5491          present be {int*} but we need {int}.  */
5492       tree inner_args 
5493         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t),
5494                               args);
5495
5496       /* If there were multiple levels in ARGS, replacing the
5497          innermost level would alter CLASSTYPE_TI_ARGS, which we don't
5498          want, so we make a copy first.  */
5499       if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
5500         {
5501           args = copy_node (args);
5502           SET_TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args), inner_args);
5503         }
5504       else
5505         args = inner_args;
5506     }
5507
5508   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
5509
5510   /* Set the input location to the template definition. This is needed
5511      if tsubsting causes an error.  */
5512   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (type);
5513   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5514   in_system_header = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (typedecl);
5515
5516   TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (pattern);
5517   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
5518   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
5519   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
5520   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
5521   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
5522   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
5523   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
5524   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
5525   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
5526   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
5527   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
5528   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
5529   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
5530   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
5531     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
5532
5533   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
5534
5535   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
5536      class; we need to look up the nested class by name before we can
5537      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
5538      class.  */
5539   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
5540               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
5541               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
5542
5543   base_list = NULL_TREE;
5544   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
5545     {
5546       tree pbase_binfo;
5547       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
5548       tree pushed_scope;
5549       int i;
5550
5551       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
5552          the accessibility of types named in dependent bases are
5553          looked up from.  */
5554       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
5555   
5556       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
5557          basetypes.  */
5558       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
5559         {
5560           tree base;
5561           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
5562
5563           /* Substitute to figure out the base class.  */
5564           base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, NULL_TREE);
5565           if (base == error_mark_node)
5566             continue;
5567           
5568           base_list = tree_cons (access, base, base_list);
5569           if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
5570             TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
5571         }
5572
5573       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
5574       base_list = nreverse (base_list);
5575
5576       if (pushed_scope)
5577         pop_scope (pushed_scope);
5578     }
5579   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
5580      information.  */
5581   xref_basetypes (type, base_list);
5582
5583
5584   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
5585      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
5586      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
5587      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
5588      class.  */
5589   pushclass (type);
5590
5591   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
5592   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
5593        member; member = TREE_CHAIN (member))
5594     {
5595       tree t = TREE_VALUE (member);
5596
5597       if (TREE_PURPOSE (member))
5598         {
5599           if (TYPE_P (t))
5600             {
5601               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
5602
5603               tree tag = t;
5604               tree name = TYPE_IDENTIFIER (tag);
5605               tree newtag;
5606               bool class_template_p;
5607
5608               class_template_p = (TREE_CODE (tag) != ENUMERAL_TYPE
5609                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (tag)
5610                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (tag));
5611               /* If the member is a class template, then -- even after
5612                  substitution -- there may be dependent types in the
5613                  template argument list for the class.  We increment
5614                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
5615                  that function will assume that no types are dependent
5616                  when outside of a template.  */
5617               if (class_template_p)
5618                 ++processing_template_decl;
5619               newtag = tsubst (tag, args, tf_error, NULL_TREE);
5620               if (class_template_p)
5621                 --processing_template_decl;
5622               if (newtag == error_mark_node)
5623                 continue;
5624
5625               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
5626                 {
5627                   if (class_template_p)
5628                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
5629                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
5630                        instantiation (i.e., for the type of a member
5631                        template class nested within a template class.)
5632                        This behavior is required for
5633                        maybe_process_partial_specialization to work
5634                        correctly, but is not accurate in this case;
5635                        the TAG is not an instantiation of anything.
5636                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
5637                        instantiation, but the TYPE is not.) */
5638                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
5639
5640                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
5641                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
5642                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
5643                      this for enums because it will already have been done in
5644                      tsubst_enum.  */
5645                   if (name)
5646                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
5647                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
5648                 }
5649             }
5650           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL 
5651                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
5652             {
5653               /* Build new TYPE_METHODS.  */
5654               tree r;
5655               
5656               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5657                 ++processing_template_decl;
5658               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5659               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5660                 --processing_template_decl;
5661               set_current_access_from_decl (r);
5662               grok_special_member_properties (r);
5663               finish_member_declaration (r);
5664             }
5665           else
5666             {
5667               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
5668
5669               if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
5670                 {
5671                   tree r;
5672
5673                   /* The the file and line for this declaration, to
5674                      assist in error message reporting.  Since we
5675                      called push_tinst_level above, we don't need to
5676                      restore these.  */
5677                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5678
5679                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5680                     ++processing_template_decl;
5681                   r = tsubst (t, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5682                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5683                     --processing_template_decl;
5684                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
5685                     {
5686                       tree init;
5687
5688                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5689                         init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
5690                                             tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5691                       else
5692                         init = NULL_TREE;
5693
5694                       finish_static_data_member_decl
5695                         (r, init, /*asmspec_tree=*/NULL_TREE, /*flags=*/0);
5696
5697                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5698                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
5699                     }
5700                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
5701                     {
5702                       /* Determine whether R has a valid type and can be
5703                          completed later.  If R is invalid, then it is
5704                          replaced by error_mark_node so that it will not be
5705                          added to TYPE_FIELDS.  */
5706                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
5707                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
5708                         complete_type (rtype);
5709
5710                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
5711                         {
5712                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
5713                           r = error_mark_node;
5714                         }
5715                     }
5716
5717                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
5718                      such a thing will already have been added to the field
5719                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
5720                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
5721                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
5722                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
5723                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
5724                     {
5725                       set_current_access_from_decl (r);
5726                       finish_member_declaration (r);
5727                     }
5728                 }
5729             }
5730         }
5731       else
5732         {
5733           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
5734             {
5735               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
5736
5737               tree friend_type = t;
5738               bool adjust_processing_template_decl = false;
5739
5740               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5741                 {
5742                   /* template <class T> friend class C;  */
5743                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
5744                   adjust_processing_template_decl = true;
5745                 }
5746               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5747                 {
5748                   /* template <class T> friend class C::D;  */
5749                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5750                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5751                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5752                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
5753                   adjust_processing_template_decl = true;
5754                 }
5755               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
5756                 {
5757                   /* This could be either
5758
5759                        friend class T::C;
5760
5761                      when dependent_type_p is false or
5762
5763                        template <class U> friend class T::C;
5764
5765                      otherwise.  */
5766                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5767                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5768                   /* Bump processing_template_decl for correct
5769                      dependent_type_p calculation.  */
5770                   ++processing_template_decl;
5771                   if (dependent_type_p (friend_type))
5772                     adjust_processing_template_decl = true;
5773                   --processing_template_decl;
5774                 }
5775               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
5776                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
5777                 {
5778                   /* friend class C;
5779
5780                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
5781                      from namespace scope directly, bypassing any name that
5782                      come from dependent base class.  */
5783                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
5784
5785                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
5786                      classes.  */
5787                   push_nested_namespace (ns);
5788                   friend_type = 
5789                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE, 
5790                                         /*tag_scope=*/ts_current);
5791                   pop_nested_namespace (ns);
5792                 }
5793               else if (uses_template_parms (friend_type))
5794                 /* friend class C<T>;  */
5795                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
5796                                       tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5797               /* Otherwise it's
5798
5799                    friend class C;
5800
5801                  where C is already declared or
5802
5803                    friend class C<int>;
5804
5805                  We don't have to do anything in these cases.  */
5806
5807               if (adjust_processing_template_decl)
5808                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
5809                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
5810                    important that we use make_friend_class since it will
5811                    perform some error-checking and output cross-reference
5812                    information.  */
5813                 ++processing_template_decl;
5814
5815               if (friend_type != error_mark_node)
5816                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
5817
5818               if (adjust_processing_template_decl)
5819                 --processing_template_decl;
5820             }
5821           else
5822             {
5823               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
5824               tree r;
5825
5826               /* The the file and line for this declaration, to
5827                  assist in error message reporting.  Since we
5828                  called push_tinst_level above, we don't need to
5829                  restore these.  */
5830               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5831
5832               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5833                 {
5834                   ++processing_template_decl;
5835                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
5836                 }
5837               
5838               r = tsubst_friend_function (t, args);
5839               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
5840               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5841                 {
5842                   pop_deferring_access_checks ();
5843                   --processing_template_decl;
5844                 }
5845             }
5846         }
5847     }
5848
5849   /* Set the file and line number information to whatever is given for
5850      the class itself.  This puts error messages involving generated
5851      implicit functions at a predictable point, and the same point
5852      that would be used for non-template classes.  */
5853   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5854
5855   unreverse_member_declarations (type);
5856   finish_struct_1 (type);
5857   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
5858
5859   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
5860      any member functions.  We don't do this earlier because the
5861      default arguments may reference members of the class.  */
5862   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
5863     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
5864       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL 
5865           /* Implicitly generated member functions will not have template
5866              information; they are not instantiations, but instead are
5867              created "fresh" for each instantiation.  */
5868           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
5869         tsubst_default_arguments (t);
5870
5871   popclass ();
5872   pop_from_top_level ();
5873   pop_deferring_access_checks ();
5874   pop_tinst_level ();
5875
5876   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
5877      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
5878      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
5879      the keyed_classes list.  */
5880   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
5881     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
5882
5883   return type;
5884 }
5885
5886 static tree
5887 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5888 {
5889   tree r;
5890   
5891   if (!t)
5892     r = t;
5893   else if (TYPE_P (t))
5894     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
5895   else
5896     {
5897       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl);
5898
5899       if (!uses_template_parms (r))
5900         {
5901           /* Sometimes, one of the args was an expression involving a
5902              template constant parameter, like N - 1.  Now that we've
5903              tsubst'd, we might have something like 2 - 1.  This will
5904              confuse lookup_template_class, so we do constant folding
5905              here.  We have to unset processing_template_decl, to fool
5906              tsubst_copy_and_build() into building an actual tree.  */
5907
5908          /* If the TREE_TYPE of ARG is not NULL_TREE, ARG is already
5909             as simple as it's going to get, and trying to reprocess
5910             the trees will break.  Once tsubst_expr et al DTRT for
5911             non-dependent exprs, this code can go away, as the type
5912             will always be set.  */
5913           if (!TREE_TYPE (r))
5914             {
5915               int saved_processing_template_decl = processing_template_decl; 
5916               processing_template_decl = 0;
5917               r = tsubst_copy_and_build (r, /*args=*/NULL_TREE,
5918                                          tf_error, /*in_decl=*/NULL_TREE,
5919                                          /*function_p=*/false);
5920               processing_template_decl = saved_processing_template_decl; 
5921             }
5922           r = fold (r);
5923         }
5924     }
5925   return r;
5926 }
5927
5928 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
5929
5930 static tree
5931 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5932 {
5933   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
5934   int need_new = 0, i;
5935   tree *elts = alloca (len * sizeof (tree));
5936   
5937   for (i = 0; i < len; i++)
5938     {
5939       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
5940       tree new_arg;
5941
5942       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
5943         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
5944       else
5945         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
5946       
5947       if (new_arg == error_mark_node)
5948         return error_mark_node;
5949
5950       elts[i] = new_arg;
5951       if (new_arg != orig_arg)
5952         need_new = 1;
5953     }
5954   
5955   if (!need_new)
5956     return t;
5957
5958   t = make_tree_vec (len);
5959   for (i = 0; i < len; i++)
5960     TREE_VEC_ELT (t, i) = elts[i];
5961   
5962   return t;
5963 }
5964
5965 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
5966    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
5967    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
5968    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
5969    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
5970    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
5971
5972 static tree
5973 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
5974 {
5975   tree r = NULL_TREE;
5976   tree* new_parms;
5977
5978   for (new_parms = &r;
5979        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
5980        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
5981          parms = TREE_CHAIN (parms))
5982     {
5983       tree new_vec = 
5984         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
5985       int i;
5986       
5987       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
5988         {
5989           tree tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
5990           tree default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
5991           tree parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
5992
5993           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
5994           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
5995                                                complain, NULL_TREE);
5996           
5997           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
5998           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
5999         }
6000       
6001       *new_parms = 
6002         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms) 
6003                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
6004                    new_vec, NULL_TREE);
6005     }
6006
6007   return r;
6008 }
6009
6010 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
6011    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
6012    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
6013    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
6014    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
6015
6016 static tree
6017 tsubst_aggr_type (tree t, 
6018                   tree args, 
6019                   tsubst_flags_t complain, 
6020                   tree in_decl, 
6021                   int entering_scope)
6022 {
6023   if (t == NULL_TREE)
6024     return NULL_TREE;
6025
6026   switch (TREE_CODE (t))
6027     {
6028     case RECORD_TYPE:
6029       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6030         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6031
6032       /* Else fall through.  */
6033     case ENUMERAL_TYPE:
6034     case UNION_TYPE:
6035       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6036         {
6037           tree argvec;
6038           tree context;
6039           tree r;
6040
6041           /* First, determine the context for the type we are looking
6042              up.  */
6043           context = TYPE_CONTEXT (t);
6044           if (context)
6045             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
6046                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6047
6048           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
6049              type we are trying to find.  For example, given:
6050
6051                template <class T> struct S;
6052                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
6053
6054              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
6055              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
6056              S we only want {double}.  */
6057           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
6058                                          complain, in_decl);
6059           if (argvec == error_mark_node)
6060             return error_mark_node;
6061
6062           r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
6063                                      entering_scope, complain);
6064
6065           return cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
6066         }
6067       else 
6068         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
6069         return t;
6070
6071     default:
6072       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
6073     }
6074 }
6075
6076 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
6077    FN), which has the indicated TYPE.  */
6078
6079 tree
6080 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
6081 {
6082   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
6083   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
6084
6085   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
6086      default argument here, not in tsubst.  In the case of
6087      something like: 
6088      
6089        template <class T>
6090        struct S {
6091          static T t();
6092          void f(T = t());
6093        };
6094      
6095      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
6096      rather than in the current class.  */
6097   push_access_scope (fn);
6098   /* The default argument expression should not be considered to be
6099      within the scope of FN.  Since push_access_scope sets
6100      current_function_decl, we must explicitly clear it here.  */
6101   current_function_decl = NULL_TREE;
6102   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
6103   if (cfun)
6104     {
6105       saved_class_ptr = current_class_ptr;
6106       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
6107       saved_class_ref = current_class_ref;
6108       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
6109     }
6110
6111   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
6112   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
6113                      tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
6114   pop_deferring_access_checks();
6115
6116   /* Restore the "this" pointer.  */
6117   if (cfun)
6118     {
6119       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
6120       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
6121     }
6122
6123   pop_access_scope (fn);
6124
6125   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
6126   arg = check_default_argument (type, arg);
6127
6128   return arg;
6129 }
6130
6131 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
6132
6133 static void
6134 tsubst_default_arguments (tree fn)
6135 {
6136   tree arg;
6137   tree tmpl_args;
6138
6139   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
6140
6141   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
6142      its default arguments.  */
6143   if (uses_template_parms (tmpl_args))
6144     return;
6145
6146   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)); 
6147        arg; 
6148        arg = TREE_CHAIN (arg))
6149     if (TREE_PURPOSE (arg))
6150       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn, 
6151                                                     TREE_VALUE (arg),
6152                                                     TREE_PURPOSE (arg));
6153 }
6154
6155 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
6156    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
6157    control of COMPLAIN.  */
6158
6159 static tree
6160 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
6161 {
6162   location_t saved_loc;
6163   tree r = NULL_TREE;
6164   tree in_decl = t;
6165
6166   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
6167   saved_loc = input_location;
6168   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6169
6170   switch (TREE_CODE (t))
6171     {
6172     case TEMPLATE_DECL:
6173       {
6174         /* We can get here when processing a member function template,
6175            member class template, and template template parameter of
6176            a template class.  */
6177         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
6178         tree spec;
6179         tree tmpl_args;
6180         tree full_args;
6181
6182         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
6183           {
6184             /* Template template parameter is treated here.  */
6185             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6186             if (new_type == error_mark_node)
6187               return error_mark_node;
6188
6189             r = copy_decl (t);
6190             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6191             TREE_TYPE (r) = new_type;
6192             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
6193               = build_decl (TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
6194             DECL_TEMPLATE_PARMS (r) 
6195               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6196                                        complain);
6197             TYPE_NAME (new_type) = r;
6198             break;
6199           }
6200
6201         /* We might already have an instance of this template.
6202            The ARGS are for the surrounding class type, so the
6203            full args contain the tsubst'd args for the context,
6204            plus the innermost args from the template decl.  */
6205         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t) 
6206           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
6207           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
6208         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
6209                                           complain, in_decl);
6210
6211         /* tsubst_template_args doesn't copy the vector if
6212            nothing changed.  But, *something* should have
6213            changed.  */
6214         gcc_assert (full_args != tmpl_args);
6215
6216         spec = retrieve_specialization (t, full_args,
6217                                         /*class_specializations_p=*/true);
6218         if (spec != NULL_TREE)
6219           {
6220             r = spec;
6221             break;
6222           }
6223
6224         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
6225            original, but will record the current template arguments. 
6226            We also create a new function declaration, which is just
6227            like the old one, but points to this new template, rather
6228            than the old one.  */
6229         r = copy_decl (t);
6230         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
6231         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6232
6233         DECL_CONTEXT (r) 
6234           = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6235                               complain, in_decl, 
6236                               /*entering_scope=*/1); 
6237         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
6238
6239         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
6240           {
6241             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6242             if (new_type == error_mark_node)
6243               return error_mark_node;
6244
6245             TREE_TYPE (r) = new_type;
6246             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
6247             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
6248             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
6249           }
6250         else
6251           {
6252             tree new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
6253             if (new_decl == error_mark_node)
6254               return error_mark_node;
6255
6256             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
6257             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
6258             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
6259             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
6260           }
6261
6262         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6263         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
6264         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
6265
6266         /* The template parameters for this new template are all the
6267            template parameters for the old template, except the
6268            outermost level of parameters.  */
6269         DECL_TEMPLATE_PARMS (r) 
6270           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6271                                    complain);
6272
6273         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
6274           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
6275
6276         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
6277           /* Record this non-type partial instantiation.  */
6278           register_specialization (r, t, 
6279                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)));
6280       }
6281       break;
6282
6283     case FUNCTION_DECL:
6284       {
6285         tree ctx;
6286         tree argvec = NULL_TREE;
6287         tree *friends;
6288         tree gen_tmpl;
6289         tree type;
6290         int member;
6291         int args_depth;
6292         int parms_depth;
6293
6294         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
6295         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
6296
6297         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
6298           {
6299             tree spec;
6300             bool dependent_p;
6301
6302             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
6303                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
6304                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
6305                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
6306             ++processing_template_decl;
6307             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
6308             --processing_template_decl;
6309             if (!dependent_p)
6310               return t;
6311
6312             /* Calculate the most general template of which R is a
6313                specialization, and the complete set of arguments used to
6314                specialize R.  */
6315             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
6316             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS 
6317                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
6318                                            args, complain, in_decl); 
6319
6320             /* Check to see if we already have this specialization.  */
6321             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6322                                             /*class_specializations_p=*/false);
6323
6324             if (spec)
6325               {
6326                 r = spec;
6327                 break;
6328               }
6329
6330             /* We can see more levels of arguments than parameters if
6331                there was a specialization of a member template, like
6332                this:
6333
6334                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
6335                  template <> template <class U> void S<int>::f(U); 
6336
6337                Here, we'll be substituting into the specialization,
6338                because that's where we can find the code we actually
6339                want to generate, but we'll have enough arguments for
6340                the most general template.              
6341
6342                We also deal with the peculiar case:
6343
6344                  template <class T> struct S { 
6345                    template <class U> friend void f();
6346                  };
6347                  template <class U> void f() {}
6348                  template S<int>;
6349                  template void f<double>();
6350
6351                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
6352                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
6353                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
6354                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
6355                situations like:
6356
6357                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
6358                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
6359
6360                which we can spot because the pattern will be a
6361                specialization in this case.  */
6362             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6363             parms_depth = 
6364               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t))); 
6365             if (args_depth > parms_depth
6366                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
6367               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
6368           }
6369         else
6370           {
6371             /* This special case arises when we have something like this:
6372
6373                  template <class T> struct S { 
6374                    friend void f<int>(int, double); 
6375                  };
6376
6377                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
6378                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
6379                tsubst_friend_function, and we want only to create a
6380                new decl (R) with appropriate types so that we can call
6381                determine_specialization.  */
6382             gen_tmpl = NULL_TREE;
6383           }
6384
6385         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6386           {
6387             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
6388               member = 2;
6389             else
6390               member = 1;
6391             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6392                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
6393           }
6394         else
6395           {
6396             member = 0;
6397             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6398           }
6399         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6400         if (type == error_mark_node)
6401           return error_mark_node;
6402
6403         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
6404            point, as they may not represent instantiations of this
6405            template, and in any case are considered separate under the
6406            discrete model.  */
6407         r = copy_decl (t);
6408         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
6409         TREE_TYPE (r) = type;
6410         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6411         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6412         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6413         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6414         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6415
6416         if (member && DECL_CONV_FN_P (r)) 
6417           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
6418              case it's the name of one of the template's parameters.  */
6419           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
6420
6421         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
6422                                      complain, t);
6423         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
6424
6425         TREE_STATIC (r) = 0;
6426         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
6427         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6428         /* If this is an instantiation of a function with internal
6429            linkage, we already know what object file linkage will be
6430            assigned to the instantiation.  */
6431         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
6432         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
6433         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6434         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
6435         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
6436         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
6437         TREE_USED (r) = 0;
6438         if (DECL_CLONED_FUNCTION (r))
6439           {
6440             DECL_CLONED_FUNCTION (r) = tsubst (DECL_CLONED_FUNCTION (t),
6441                                                args, complain, t);
6442             TREE_CHAIN (r) = TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r));
6443             TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r)) = r;
6444           }
6445
6446         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
6447            this in the special friend case mentioned above where
6448            GEN_TMPL is NULL.  */
6449         if (gen_tmpl)
6450           {
6451             DECL_TEMPLATE_INFO (r) 
6452               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
6453             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6454             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6455
6456             /* We're not supposed to instantiate default arguments
6457                until they are called, for a template.  But, for a
6458                declaration like:
6459
6460                  template <class T> void f () 
6461                  { extern void g(int i = T()); }
6462                  
6463                we should do the substitution when the template is
6464                instantiated.  We handle the member function case in
6465                instantiate_class_template since the default arguments
6466                might refer to other members of the class.  */
6467             if (!member
6468                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6469                 && !uses_template_parms (argvec))
6470               tsubst_default_arguments (r);
6471           }
6472
6473         /* Copy the list of befriending classes.  */
6474         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
6475              *friends;
6476              friends = &TREE_CHAIN (*friends)) 
6477           {
6478             *friends = copy_node (*friends);
6479             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
6480                                             args, complain,
6481                                             in_decl);
6482           }
6483
6484         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
6485           {
6486             maybe_retrofit_in_chrg (r);
6487             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
6488               grok_ctor_properties (ctx, r);
6489             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
6490                If it isn't, that'll be handled by
6491                clone_constructors_and_destructors.  */
6492             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6493               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
6494           }
6495         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r)))
6496           grok_op_properties (r, DECL_FRIEND_P (r),
6497                               (complain & tf_error) != 0);
6498
6499         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
6500           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
6501                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
6502                                             args, complain, in_decl));
6503       }
6504       break;
6505
6506     case PARM_DECL:
6507       {
6508         tree type;
6509
6510         r = copy_node (t);
6511         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
6512           SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
6513
6514         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6515         type = type_decays_to (type);
6516         TREE_TYPE (r) = type;
6517         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6518
6519         if (DECL_INITIAL (r))
6520           {
6521             if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
6522               DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
6523             else
6524               DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
6525                                          complain, in_decl);
6526           }
6527
6528         DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
6529
6530         if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
6531           DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
6532         if (TREE_CHAIN (t))
6533           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
6534                                    complain, TREE_CHAIN (t));
6535       }
6536       break;
6537
6538     case FIELD_DECL:
6539       {
6540         tree type;
6541
6542         r = copy_decl (t);
6543         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6544         if (type == error_mark_node)
6545           return error_mark_node;
6546         TREE_TYPE (r) = type;
6547         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6548
6549         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
6550            finish_member_declaration.  */
6551         DECL_INITIAL (r) = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
6552                                         complain, in_decl);
6553         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6554         if (VOID_TYPE_P (type)) 
6555           cp_error_at ("instantiation of %qD as type %qT", r, type);
6556       }
6557       break;
6558
6559     case USING_DECL:
6560       {
6561         r = copy_node (t);
6562         /* It is not a dependent using decl any more.  */
6563         TREE_TYPE (r) = void_type_node;
6564         DECL_INITIAL (r)
6565           = tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
6566         DECL_NAME (r)
6567           = tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl);
6568         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6569       }
6570       break;
6571
6572     case TYPE_DECL:
6573     case VAR_DECL:
6574       {
6575         tree argvec = NULL_TREE;
6576         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
6577         tree spec;
6578         tree tmpl = NULL_TREE;
6579         tree ctx;
6580         tree type = NULL_TREE;
6581         int local_p;
6582
6583         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6584           {
6585             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6586             if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6587                 || t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
6588               {
6589                 /* If this is the canonical decl, we don't have to
6590                    mess with instantiations, and often we can't (for
6591                    typename, template type parms and such).  Note that
6592                    TYPE_NAME is not correct for the above test if
6593                    we've copied the type for a typedef.  */
6594                 r = TYPE_NAME (type);
6595                 break;
6596               }
6597           }
6598         
6599         /* Assume this is a non-local variable.  */
6600         local_p = 0;
6601
6602         if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (t)))
6603           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6604                                   complain,
6605                                   in_decl, /*entering_scope=*/1);
6606         else if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
6607           ctx = DECL_CONTEXT (t);
6608         else
6609           {
6610             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
6611             ctx = NULL_TREE;
6612             local_p = 1;
6613           }
6614
6615         /* Check to see if we already have this specialization.  */
6616         if (!local_p)
6617           {
6618             tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
6619             gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
6620             argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
6621             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6622                                             /*class_specializations_p=*/false);
6623           }
6624         else
6625           spec = retrieve_local_specialization (t);
6626
6627         if (spec)
6628           {
6629             r = spec;
6630             break;
6631           }
6632
6633         r = copy_decl (t);
6634         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6635           {
6636             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6637             if (type == error_mark_node)
6638               return error_mark_node;
6639             type = complete_type (type);
6640             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
6641               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
6642             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
6643           }
6644         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
6645           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
6646         TREE_TYPE (r) = type;
6647         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6648         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6649         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6650         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6651         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6652
6653         /* Don't try to expand the initializer until someone tries to use
6654            this variable; otherwise we run into circular dependencies.  */
6655         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6656         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6657         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
6658
6659         /* Even if the original location is out of scope, the newly
6660            substituted one is not.  */
6661         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6662           {
6663             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
6664             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
6665           }
6666
6667         if (!local_p)
6668           {
6669             /* A static data member declaration is always marked
6670                external when it is declared in-class, even if an
6671                initializer is present.  We mimic the non-template
6672                processing here.  */
6673             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6674
6675             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6676             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
6677             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6678           }
6679         else
6680           register_local_specialization (r, t);
6681
6682         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6683         layout_decl (r, 0);
6684       }
6685       break;
6686
6687     default:
6688       gcc_unreachable ();
6689     } 
6690
6691   /* Restore the file and line information.  */
6692   input_location = saved_loc;
6693
6694   return r;
6695 }
6696
6697 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
6698
6699 static tree
6700 tsubst_arg_types (tree arg_types, 
6701                   tree args, 
6702                   tsubst_flags_t complain, 
6703                   tree in_decl)
6704 {
6705   tree remaining_arg_types;
6706   tree type;
6707
6708   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
6709     return arg_types;
6710   
6711   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
6712                                           args, complain, in_decl);
6713   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
6714     return error_mark_node;
6715
6716   type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
6717   if (type == error_mark_node)
6718     return error_mark_node;
6719   if (VOID_TYPE_P (type))
6720     {
6721       if (complain & tf_error)
6722         {
6723           error ("invalid parameter type %qT", type);
6724           if (in_decl)
6725             cp_error_at ("in declaration %qD", in_decl);
6726         }
6727       return error_mark_node;
6728     }
6729
6730   /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
6731      top-level qualifiers as required.  */
6732   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
6733
6734   /* Note that we do not substitute into default arguments here.  The
6735      standard mandates that they be instantiated only when needed,
6736      which is done in build_over_call.  */
6737   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (arg_types), type,
6738                          remaining_arg_types);
6739                          
6740 }
6741
6742 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
6743    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
6744    initial substitution of explicitly provided template parameters
6745    during argument deduction forbids substitution into the
6746    exception-specification:
6747
6748      [temp.deduct]
6749
6750      All references in the function type of the function template to  the
6751      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
6752      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
6753      in  the function type of the function template results in an invalid
6754      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
6755      exception specifications is done only when the function is instanti-
6756      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
6757      results in an invalid type.]  */
6758
6759 static tree
6760 tsubst_function_type (tree t, 
6761                       tree args, 
6762                       tsubst_flags_t complain, 
6763                       tree in_decl)
6764 {
6765   tree return_type;
6766   tree arg_types;
6767   tree fntype;
6768
6769   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
6770   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
6771
6772   /* Substitute the return type.  */
6773   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6774   if (return_type == error_mark_node)
6775     return error_mark_node;
6776   /* The standard does not presently indicate that creation of a
6777      function type with an invalid return type is a deduction failure.
6778      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
6779      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */ 
6780   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
6781       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
6782     {
6783       if (complain & tf_error)
6784         {
6785           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
6786             error ("function returning an array");
6787           else
6788             error ("function returning a function");
6789         }
6790       return error_mark_node;
6791     }
6792
6793   /* Substitute the argument types.  */
6794   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
6795                                 complain, in_decl); 
6796   if (arg_types == error_mark_node)
6797     return error_mark_node;
6798   
6799   /* Construct a new type node and return it.  */
6800   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
6801     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
6802   else
6803     {
6804       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
6805       if (! IS_AGGR_TYPE (r))
6806         {
6807           /* [temp.deduct]
6808              
6809              Type deduction may fail for any of the following
6810              reasons:
6811              
6812              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
6813              is not a class type.  */
6814           if (complain & tf_error)
6815             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
6816                       r);
6817           return error_mark_node;
6818         }
6819       
6820       fntype = build_method_type_directly (r, return_type, 
6821                                            TREE_CHAIN (arg_types));
6822     }
6823   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
6824   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
6825   
6826   return fntype;  
6827 }
6828
6829 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
6830    ARGS into that specification, and return the substituted
6831    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
6832
6833 static tree
6834 tsubst_exception_specification (tree fntype, 
6835                                 tree args, 
6836                                 tsubst_flags_t complain,
6837                                 tree in_decl)
6838 {
6839   tree specs;
6840   tree new_specs;
6841
6842   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
6843   new_specs = NULL_TREE;
6844   if (specs)
6845     {
6846       if (! TREE_VALUE (specs))
6847         new_specs = specs;
6848       else
6849         while (specs)
6850           {
6851             tree spec;
6852             spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
6853             if (spec == error_mark_node)
6854               return spec;
6855             new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, complain);
6856             specs = TREE_CHAIN (specs);
6857           }
6858     }
6859   return new_specs;
6860 }
6861
6862 /* Substitute into the PARMS of a call-declarator.  */
6863
6864 static tree
6865 tsubst_call_declarator_parms (tree parms, 
6866                               tree args, 
6867                               tsubst_flags_t complain, 
6868                               tree in_decl)
6869 {
6870   tree new_parms;
6871   tree type;
6872   tree defarg;
6873
6874   if (!parms || parms == void_list_node)
6875     return parms;
6876   
6877   new_parms = tsubst_call_declarator_parms (TREE_CHAIN (parms),
6878                                             args, complain, in_decl);
6879
6880   /* Figure out the type of this parameter.  */
6881   type = tsubst (TREE_VALUE (parms), args, complain, in_decl);
6882   
6883   /* Figure out the default argument as well.  Note that we use
6884      tsubst_expr since the default argument is really an expression.  */
6885   defarg = tsubst_expr (TREE_PURPOSE (parms), args, complain, in_decl);
6886
6887   /* Chain this parameter on to the front of those we have already
6888      processed.  We don't use hash_tree_cons because that function
6889      doesn't check TREE_PARMLIST.  */
6890   new_parms = tree_cons (defarg, type, new_parms);
6891
6892   return new_parms;
6893 }
6894
6895 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
6896    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
6897    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
6898    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
6899    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
6900    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
6901    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
6902    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
6903    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
6904    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
6905    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
6906    yet.
6907
6908    This function is used for dealing with types, decls and the like;
6909    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
6910
6911 static tree
6912 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6913 {
6914   tree type, r;
6915
6916   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
6917       || t == integer_type_node
6918       || t == void_type_node
6919       || t == char_type_node
6920       || t == unknown_type_node
6921       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
6922     return t;
6923
6924   if (DECL_P (t))
6925     return tsubst_decl (t, args, complain);
6926
6927   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
6928     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
6929   else
6930     type = TREE_TYPE (t);
6931
6932   gcc_assert (type != unknown_type_node);
6933
6934   if (type
6935       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
6936       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
6937       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
6938       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
6939     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
6940   if (type == error_mark_node)
6941     return error_mark_node;
6942
6943   switch (TREE_CODE (t))
6944     {
6945     case RECORD_TYPE:
6946     case UNION_TYPE:
6947     case ENUMERAL_TYPE:
6948       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
6949                                /*entering_scope=*/0);
6950
6951     case ERROR_MARK:
6952     case IDENTIFIER_NODE:
6953     case VOID_TYPE:
6954     case REAL_TYPE:
6955     case COMPLEX_TYPE:
6956     case VECTOR_TYPE:
6957     case BOOLEAN_TYPE:
6958     case INTEGER_CST:
6959     case REAL_CST:
6960     case STRING_CST:
6961       return t;
6962
6963     case INTEGER_TYPE:
6964       if (t == integer_type_node)
6965         return t;
6966
6967       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
6968           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
6969         return t;
6970
6971       {
6972         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
6973
6974         /* The array dimension behaves like a non-type template arg,
6975            in that we want to fold it as much as possible.  */
6976         max = tsubst_template_arg (omax, args, complain, in_decl);
6977         max = fold_decl_constant_value (max);
6978
6979         if (integer_zerop (omax))
6980           {
6981             /* Still allow an explicit array of size zero.  */
6982             if (pedantic)
6983               pedwarn ("creating array with size zero");
6984           }
6985         else if (integer_zerop (max) 
6986                  || (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST 
6987                      && INT_CST_LT (max, integer_zero_node)))
6988           {
6989             /* [temp.deduct]
6990
6991                Type deduction may fail for any of the following
6992                reasons:  
6993
6994                  Attempting to create an array with a size that is
6995                  zero or negative.  */
6996             if (complain & tf_error)
6997               error ("creating array with size zero (%qE)", max);
6998
6999             return error_mark_node;
7000           }
7001
7002         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
7003       }
7004
7005     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7006     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7007     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7008     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7009       {
7010         int idx;
7011         int level;
7012         int levels;
7013         tree arg = NULL_TREE;
7014
7015         r = NULL_TREE;
7016
7017         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
7018         if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7019             || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
7020             || TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7021           {
7022             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
7023             level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
7024           }
7025         else
7026           {
7027             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
7028             level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
7029           }
7030
7031         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7032         if (level <= levels)
7033           arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
7034
7035         if (arg == error_mark_node)
7036           return error_mark_node;
7037         else if (arg != NULL_TREE)
7038           {
7039             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
7040               {
7041                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
7042                 return cp_build_qualified_type_real
7043                   (arg, cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t),
7044                    complain | tf_ignore_bad_quals);
7045               }
7046             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7047               {
7048                 /* We are processing a type constructed from a
7049                    template template parameter.  */
7050                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
7051                                       args, complain, in_decl);
7052                 if (argvec == error_mark_node)
7053                   return error_mark_node;
7054                         
7055                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
7056                    are resolving nested-types in the signature of a
7057                    member function templates.  Otherwise ARG is a
7058                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
7059                    instantiated.  */
7060                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7061                   arg = TYPE_NAME (arg);
7062                 
7063                 r = lookup_template_class (arg, 
7064                                            argvec, in_decl, 
7065                                            DECL_CONTEXT (arg),
7066                                             /*entering_scope=*/0,
7067                                            complain);
7068                 return cp_build_qualified_type_real
7069                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7070               }
7071             else
7072               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
7073               return arg;
7074           }
7075
7076         if (level == 1)
7077           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
7078              unify.  This means that we don't yet have any information
7079              about the template parameter in question.  */
7080           return t;
7081
7082         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
7083            more deeply nested template.  Make a new version of this
7084            template parameter, but with a lower level.  */
7085         switch (TREE_CODE (t))
7086           {
7087           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7088           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7089           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7090             if (cp_type_quals (t))
7091               {
7092                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
7093                 r = cp_build_qualified_type_real
7094                   (r, cp_type_quals (t),
7095                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7096                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
7097               }
7098             else
7099               {
7100                 r = copy_type (t);
7101                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
7102                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
7103                                                 r, levels);
7104                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
7105                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
7106                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
7107                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
7108
7109                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7110                   {
7111                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
7112                                           complain, in_decl); 
7113                     if (argvec == error_mark_node)
7114                       return error_mark_node;
7115
7116                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
7117                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
7118                   }
7119               }
7120             break;
7121
7122           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7123             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels);
7124             break;
7125            
7126           default:
7127             gcc_unreachable ();
7128           }
7129
7130         return r;
7131       }
7132
7133     case TREE_LIST:
7134       {
7135         tree purpose, value, chain;
7136
7137         if (t == void_list_node)
7138           return t;
7139
7140         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7141         if (purpose)
7142           {
7143             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
7144             if (purpose == error_mark_node)
7145               return error_mark_node;
7146           }
7147         value = TREE_VALUE (t);
7148         if (value)
7149           {
7150             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
7151             if (value == error_mark_node)
7152               return error_mark_node;
7153           }
7154         chain = TREE_CHAIN (t);
7155         if (chain && chain != void_type_node)
7156           {
7157             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
7158             if (chain == error_mark_node)
7159               return error_mark_node;
7160           }
7161         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7162             && value == TREE_VALUE (t)
7163             && chain == TREE_CHAIN (t))
7164           return t;
7165         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
7166       }
7167       
7168     case TREE_BINFO:
7169       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
7170       gcc_unreachable ();
7171
7172     case TREE_VEC:
7173       /* A vector of template arguments.  */
7174       gcc_assert (!type);
7175       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
7176
7177     case POINTER_TYPE:
7178     case REFERENCE_TYPE:
7179       {
7180         enum tree_code code;
7181
7182         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
7183           return t;
7184
7185         code = TREE_CODE (t);
7186
7187
7188         /* [temp.deduct]
7189            
7190            Type deduction may fail for any of the following
7191            reasons:  
7192
7193            -- Attempting to create a pointer to reference type.
7194            -- Attempting to create a reference to a reference type or
7195               a reference to void.  */
7196         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
7197             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
7198           {
7199             static location_t last_loc;
7200
7201             /* We keep track of the last time we issued this error
7202                message to avoid spewing a ton of messages during a
7203                single bad template instantiation.  */
7204             if (complain & tf_error
7205 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
7206                 && last_loc != input_location
7207 #else
7208                 && (last_loc.line != input_line
7209                     || last_loc.file != input_filename)
7210 #endif
7211                   )
7212               {
7213                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7214                   error ("forming reference to void");
7215                 else
7216                   error ("forming %s to reference type %qT",
7217                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
7218                          type);
7219                 last_loc = input_location;
7220               }
7221
7222             return error_mark_node;
7223           }
7224         else if (code == POINTER_TYPE)
7225           {
7226             r = build_pointer_type (type);
7227             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
7228               r = build_ptrmemfunc_type (r);
7229           }
7230         else
7231           r = build_reference_type (type);
7232         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7233
7234         if (r != error_mark_node)
7235           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
7236           layout_type (r);
7237         
7238         return r;
7239       }
7240     case OFFSET_TYPE:
7241       {
7242         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
7243         if (r == error_mark_node || !IS_AGGR_TYPE (r))
7244           {
7245             /* [temp.deduct]
7246
7247                Type deduction may fail for any of the following
7248                reasons:
7249                
7250                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7251                   is not a class type.  */
7252             if (complain & tf_error)
7253               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
7254             return error_mark_node;
7255           }
7256         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7257           {
7258             if (complain & tf_error)
7259               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
7260             
7261             return error_mark_node;
7262           }
7263         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
7264         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
7265           {
7266             /* The type of the implicit object parameter gets its
7267                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
7268             tree method_type;
7269             tree this_type = cp_build_qualified_type (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
7270                                                       cp_type_quals (type));
7271             tree memptr;
7272             method_type = build_method_type_directly (this_type,
7273                                                       TREE_TYPE (type),
7274                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
7275             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
7276             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
7277                                                  complain);
7278           }
7279         else
7280           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
7281                                                TYPE_QUALS (t),
7282                                                complain);
7283       }
7284     case FUNCTION_TYPE:
7285     case METHOD_TYPE:
7286       {
7287         tree fntype;
7288         tree specs;
7289         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
7290         if (fntype == error_mark_node)
7291           return error_mark_node;
7292
7293         /* Substitute the exception specification.  */
7294         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain, 
7295                                                 in_decl);
7296         if (specs)
7297           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
7298         return fntype;
7299       }
7300     case ARRAY_TYPE:
7301       {
7302         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
7303         if (domain == error_mark_node)
7304           return error_mark_node;
7305
7306         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
7307            it will obviously be the same as T.  */
7308         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
7309           return t;
7310
7311         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.  
7312
7313            [temp.deduct] 
7314         
7315            The deduction may fail for any of the following reasons: 
7316
7317            -- Attempting to create an array with an element type that
7318               is void, a function type, or a reference type, or [DR337] 
7319               an abstract class type.  */
7320         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE 
7321             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
7322             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7323           {
7324             if (complain & tf_error)
7325               error ("creating array of %qT", type);
7326             return error_mark_node;
7327           }
7328         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
7329           {
7330             if (complain & tf_error)
7331               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type", 
7332                      type);
7333             return error_mark_node;         
7334           }
7335
7336         r = build_cplus_array_type (type, domain);
7337         return r;
7338       }
7339
7340     case PLUS_EXPR:
7341     case MINUS_EXPR:
7342       {
7343         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7344         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7345
7346         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7347           return error_mark_node;
7348
7349         return fold_build2 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
7350       }
7351
7352     case NEGATE_EXPR:
7353     case NOP_EXPR:
7354       {
7355         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7356         if (e == error_mark_node)
7357           return error_mark_node;
7358
7359         return fold_build1 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
7360       }
7361
7362     case TYPENAME_TYPE:
7363       {
7364         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7365                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7366         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
7367                               complain, in_decl); 
7368
7369         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
7370           return error_mark_node;
7371
7372         if (!IS_AGGR_TYPE (ctx))
7373           {
7374             if (complain & tf_error)
7375               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
7376             return error_mark_node;
7377           }
7378         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
7379           {
7380             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
7381                have complete type in order to allow things like:
7382              
7383                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
7384
7385                But, such constructs have already been resolved by this
7386                point, so here CTX really should have complete type, unless
7387                it's a partial instantiation.  */
7388             ctx = complete_type (ctx);
7389             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
7390               {
7391                 if (complain & tf_error)
7392                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
7393                 return error_mark_node;
7394               }
7395           }
7396
7397         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
7398                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
7399         if (f == error_mark_node)
7400           return f;
7401         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
7402           {
7403             complain |= tf_ignore_bad_quals;
7404             f = TREE_TYPE (f);
7405           }
7406         
7407         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
7408           {
7409             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
7410               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type", 
7411                      t, f);
7412             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
7413               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type", 
7414                      t, f);
7415           }
7416
7417         return cp_build_qualified_type_real
7418           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
7419       }
7420                
7421     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7422       {
7423         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7424                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7425         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7426         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
7427
7428         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
7429           return error_mark_node;
7430
7431         if (parm_list)
7432           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
7433         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
7434       }
7435
7436     case INDIRECT_REF:
7437     case ADDR_EXPR:
7438     case CALL_EXPR:
7439       gcc_unreachable ();
7440
7441     case ARRAY_REF:
7442       {
7443         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7444         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7445         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7446           return error_mark_node;
7447
7448         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
7449       }
7450
7451     case SCOPE_REF:
7452       {
7453         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7454         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7455         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7456           return error_mark_node;
7457
7458         return build_nt (TREE_CODE (t), e1, e2);
7459       }
7460
7461     case TYPEOF_TYPE:
7462       {
7463         tree type;
7464
7465         type = finish_typeof (tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
7466                                            complain, in_decl));
7467         return cp_build_qualified_type_real (type,
7468                                              cp_type_quals (t)
7469                                              | cp_type_quals (type),
7470                                              complain);
7471       }
7472
7473     default:
7474       sorry ("use of %qs in template",
7475              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
7476       return error_mark_node;
7477     }
7478 }
7479
7480 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
7481    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
7482    operator.  */
7483
7484 static tree
7485 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
7486                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7487 {
7488     tree name;
7489     tree qualifying_scope;
7490     tree fns;
7491     tree template_args = 0;
7492     bool template_id_p = false;
7493
7494     /* A baselink indicates a function from a base class.  The
7495        BASELINK_ACCESS_BINFO and BASELINK_BINFO are going to have
7496        non-dependent types; otherwise, the lookup could not have
7497        succeeded.  However, they may indicate bases of the template
7498        class, rather than the instantiated class.  
7499
7500        In addition, lookups that were not ambiguous before may be
7501        ambiguous now.  Therefore, we perform the lookup again.  */
7502     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
7503     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7504     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7505       {
7506         template_id_p = true;
7507         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
7508         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
7509         if (template_args)
7510           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7511                                                 complain, in_decl);
7512       }
7513     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
7514     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
7515     
7516     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
7517        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
7518        later by overload resolution will be marked as used at that
7519        point.)  */
7520     if (BASELINK_P (baselink))
7521       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7522     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
7523       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
7524
7525     /* Add back the template arguments, if present.  */
7526     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
7527       BASELINK_FUNCTIONS (baselink) 
7528         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
7529                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
7530                     template_args);
7531
7532     if (!object_type)
7533       object_type = current_class_type;
7534     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink, 
7535                                                    qualifying_scope,
7536                                                    object_type);
7537 }
7538
7539 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
7540    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
7541    itself; false if more of the postfix-expression follows the
7542    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
7543    of "&".  */
7544
7545 static tree
7546 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args, 
7547                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
7548                      bool done, bool address_p)
7549 {
7550   tree expr;
7551   tree scope;
7552   tree name;
7553   bool is_template;
7554   tree template_args;
7555
7556   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
7557
7558   /* Figure out what name to look up.  */
7559   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
7560   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7561     {
7562       is_template = true;
7563       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
7564       if (template_args)
7565         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7566                                               complain, in_decl);
7567       name = TREE_OPERAND (name, 0);
7568     }
7569   else
7570     {
7571       is_template = false;
7572       template_args = NULL_TREE;
7573     }
7574
7575   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
7576      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
7577      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
7578      substituting will not help.  */
7579   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
7580   if (args)
7581     {
7582       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
7583       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7584     }
7585   else
7586     expr = name;
7587
7588   if (dependent_type_p (scope))
7589     return build_nt (SCOPE_REF, scope, expr);
7590   
7591   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
7592     {
7593       expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
7594       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
7595                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
7596         {
7597           if (complain & tf_error)
7598             {
7599               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
7600                      "instantiation yields a type", qualified_id);
7601               inform ("say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
7602             }
7603           return error_mark_node;
7604         }
7605     }
7606   
7607   if (DECL_P (expr))
7608     {
7609       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
7610                                            scope);
7611       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
7612       mark_used (expr);
7613     }
7614
7615   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
7616     {
7617       if (complain & tf_error)
7618         qualified_name_lookup_error (scope, 
7619                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7620                                      expr);
7621       return error_mark_node;
7622     }
7623
7624   if (is_template)
7625     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
7626
7627   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
7628     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7629                                  expr);
7630   else if (TYPE_P (scope))
7631     {
7632       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup 
7633               (expr, scope, current_class_type));
7634       expr = finish_qualified_id_expr (scope, expr, done, address_p);
7635     }
7636   
7637   expr = convert_from_reference (expr);
7638
7639   return expr;
7640 }
7641
7642 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
7643    template parms; to finish processing the resultant expression, use
7644    tsubst_expr.  */
7645
7646 static tree
7647 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7648 {
7649   enum tree_code code;
7650   tree r;
7651
7652   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
7653     return t;
7654
7655   code = TREE_CODE (t);
7656
7657   switch (code)
7658     {
7659     case PARM_DECL:
7660       r = retrieve_local_specialization (t);
7661       gcc_assert (r != NULL);
7662       mark_used (r);
7663       return r;
7664
7665     case CONST_DECL:
7666       {
7667         tree enum_type;
7668         tree v;
7669
7670         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
7671           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
7672         /* There is no need to substitute into namespace-scope
7673            enumerators.  */
7674         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
7675           return t;
7676         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
7677         if (args == NULL_TREE)
7678           return integral_constant_value (t);
7679
7680         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
7681            Consider:
7682            
7683              template <int I> int f() {
7684              enum E { a = I };
7685              struct S { void g() { E e = a; } };
7686              };
7687            
7688            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
7689            clever enough to find f<7>::a.  */
7690         enum_type 
7691           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl, 
7692                               /*entering_scope=*/0);
7693
7694         for (v = TYPE_VALUES (enum_type); 
7695              v != NULL_TREE; 
7696              v = TREE_CHAIN (v))
7697           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
7698             return TREE_VALUE (v);
7699
7700           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
7701              name-lookup found it during preliminary parsing, we
7702              should find it again here during instantiation.  */
7703         gcc_unreachable ();
7704       }
7705       return t;
7706
7707     case FIELD_DECL:
7708       if (DECL_CONTEXT (t))
7709         {
7710           tree ctx;
7711
7712           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
7713                                   /*entering_scope=*/1);
7714           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
7715             {
7716               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
7717               if (!r)
7718                 {
7719                   if (complain & tf_error)
7720                     error ("using invalid field %qD", t);
7721                   return error_mark_node;
7722                 }
7723               return r;
7724             }
7725         }
7726       
7727       return t;
7728
7729     case VAR_DECL:
7730     case FUNCTION_DECL:
7731       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7732           || local_variable_p (t))
7733         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
7734       mark_used (t);
7735       return t;
7736
7737     case BASELINK:
7738       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
7739
7740     case TEMPLATE_DECL:
7741       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
7742         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)), 
7743                        args, complain, in_decl);
7744       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
7745         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7746       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
7747                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
7748         {
7749           /* Template template argument like the following example need
7750              special treatment:
7751
7752                template <template <class> class TT> struct C {};
7753                template <class T> struct D {
7754                  template <class U> struct E {};
7755                  C<E> c;                                // #1
7756                };
7757                D<int> d;                                // #2
7758
7759              We are processing the template argument `E' in #1 for
7760              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
7761              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
7762              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
7763
7764           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
7765           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
7766         }
7767       else
7768         /* Ordinary template template argument.  */
7769         return t;
7770
7771     case CAST_EXPR:
7772     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7773     case CONST_CAST_EXPR:
7774     case STATIC_CAST_EXPR:
7775     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7776     case NOP_EXPR:
7777       return build1
7778         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7779          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7780
7781     case INDIRECT_REF:
7782     case NEGATE_EXPR:
7783     case TRUTH_NOT_EXPR:
7784     case BIT_NOT_EXPR:
7785     case ADDR_EXPR:
7786     case CONVERT_EXPR:      /* Unary + */
7787     case SIZEOF_EXPR:
7788     case ALIGNOF_EXPR:
7789     case ARROW_EXPR:
7790     case THROW_EXPR:
7791     case TYPEID_EXPR:
7792     case REALPART_EXPR:
7793     case IMAGPART_EXPR:
7794       return build1
7795         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7796          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7797
7798     case COMPONENT_REF:
7799       {
7800         tree object;
7801         tree name;
7802
7803         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7804         name = TREE_OPERAND (t, 1);
7805         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR) 
7806           {
7807             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7808                                 complain, in_decl);
7809             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7810           }
7811         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
7812                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
7813           {
7814             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7815                                      complain, in_decl);
7816             name = TREE_OPERAND (name, 1);
7817             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7818                                 complain, in_decl);
7819             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7820             name = build_nt (SCOPE_REF, base, name);
7821           }
7822         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
7823           name = tsubst_baselink (name, 
7824                                   non_reference (TREE_TYPE (object)), 
7825                                   args, complain, 
7826                                   in_decl);
7827         else
7828           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7829         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
7830       }
7831
7832     case PLUS_EXPR:
7833     case MINUS_EXPR:
7834     case MULT_EXPR:
7835     case TRUNC_DIV_EXPR:
7836     case CEIL_DIV_EXPR:
7837     case FLOOR_DIV_EXPR:
7838     case ROUND_DIV_EXPR:
7839     case EXACT_DIV_EXPR:
7840     case BIT_AND_EXPR:
7841     case BIT_IOR_EXPR:
7842     case BIT_XOR_EXPR:
7843     case TRUNC_MOD_EXPR:
7844     case FLOOR_MOD_EXPR:
7845     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
7846     case TRUTH_ORIF_EXPR:
7847     case TRUTH_AND_EXPR:
7848     case TRUTH_OR_EXPR:
7849     case RSHIFT_EXPR:
7850     case LSHIFT_EXPR:
7851     case RROTATE_EXPR:
7852     case LROTATE_EXPR:
7853     case EQ_EXPR:
7854     case NE_EXPR:
7855     case MAX_EXPR:
7856     case MIN_EXPR:
7857     case LE_EXPR:
7858     case GE_EXPR:
7859     case LT_EXPR:
7860     case GT_EXPR:
7861     case COMPOUND_EXPR:
7862     case SCOPE_REF:
7863     case DOTSTAR_EXPR:
7864     case MEMBER_REF:
7865     case PREDECREMENT_EXPR:
7866     case PREINCREMENT_EXPR:
7867     case POSTDECREMENT_EXPR:
7868     case POSTINCREMENT_EXPR:
7869       return build_nt
7870         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7871          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7872
7873     case ARRAY_REF:
7874       return build_nt
7875         (ARRAY_REF,
7876          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7877          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7878          NULL_TREE, NULL_TREE);
7879
7880     case CALL_EXPR:
7881       return build_nt (code, 
7882                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args,
7883                                     complain, in_decl),
7884                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain,
7885                                     in_decl),
7886                        NULL_TREE);
7887
7888     case COND_EXPR:
7889     case MODOP_EXPR:
7890     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7891       {
7892         r = build_nt
7893           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7894            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7895            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7896         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
7897         return r;
7898       }
7899
7900     case NEW_EXPR:
7901       {
7902         r = build_nt
7903         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7904          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7905          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7906         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7907         return r;
7908       }
7909
7910     case DELETE_EXPR:
7911       {
7912         r = build_nt
7913         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7914          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7915         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7916         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
7917         return r;
7918       }
7919
7920     case TEMPLATE_ID_EXPR:
7921       {
7922         /* Substituted template arguments */
7923         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
7924         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
7925
7926         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
7927         if (targs)
7928           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
7929         
7930         return lookup_template_function (fn, targs);
7931       }
7932
7933     case TREE_LIST:
7934       {
7935         tree purpose, value, chain;
7936
7937         if (t == void_list_node)
7938           return t;
7939
7940         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7941         if (purpose)
7942           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
7943         value = TREE_VALUE (t);
7944         if (value)
7945           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
7946         chain = TREE_CHAIN (t);
7947         if (chain && chain != void_type_node)
7948           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
7949         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7950             && value == TREE_VALUE (t)
7951             && chain == TREE_CHAIN (t))
7952           return t;
7953         return tree_cons (purpose, value, chain);
7954       }
7955
7956     case RECORD_TYPE:
7957     case UNION_TYPE:
7958     case ENUMERAL_TYPE:
7959     case INTEGER_TYPE:
7960     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7961     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7962     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7963     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7964     case POINTER_TYPE:
7965     case REFERENCE_TYPE:
7966     case OFFSET_TYPE:
7967     case FUNCTION_TYPE:
7968     case METHOD_TYPE:
7969     case ARRAY_TYPE:
7970     case TYPENAME_TYPE:
7971     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7972     case TYPEOF_TYPE:
7973     case TYPE_DECL:
7974       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7975
7976     case IDENTIFIER_NODE:
7977       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
7978         {
7979           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
7980           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
7981         }
7982       else
7983         return t;
7984
7985     case CONSTRUCTOR:
7986       {
7987         r = build_constructor
7988           (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl), 
7989            tsubst_copy (CONSTRUCTOR_ELTS (t), args, complain, in_decl));
7990         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
7991         return r;
7992       }
7993
7994     case VA_ARG_EXPR:
7995       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
7996                                           in_decl),
7997                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
7998
7999     case CLEANUP_POINT_EXPR:
8000       /* We shouldn't have built any of these during initial template
8001          generation.  Instead, they should be built during instantiation
8002          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
8003       gcc_unreachable ();
8004
8005     default:
8006       return t;
8007     }
8008 }
8009
8010 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
8011    processing.  */
8012
8013 static tree
8014 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8015 {
8016   tree stmt, tmp;
8017
8018   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8019     return t;
8020
8021   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
8022     input_location = EXPR_LOCATION (t);
8023   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
8024     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
8025
8026   switch (TREE_CODE (t))
8027     {
8028     case STATEMENT_LIST:
8029       {
8030         tree_stmt_iterator i;
8031         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
8032           tsubst_expr (tsi_stmt (i), args, complain, in_decl);
8033         break;
8034       }
8035
8036     case CTOR_INITIALIZER:
8037       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list 
8038                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
8039       break;
8040
8041     case RETURN_EXPR:
8042       finish_return_stmt (tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 0),
8043                                        args, complain, in_decl));
8044       break;
8045
8046     case EXPR_STMT:
8047       tmp = tsubst_expr (EXPR_STMT_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8048       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
8049         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
8050       else
8051         finish_expr_stmt (tmp);
8052       break;
8053
8054     case USING_STMT:
8055       do_using_directive (tsubst_expr (USING_STMT_NAMESPACE (t),
8056                                        args, complain, in_decl));
8057       break;
8058       
8059     case DECL_EXPR:
8060       {
8061         tree decl;
8062         tree init;
8063
8064         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
8065         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
8066           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
8067         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
8068           {
8069             tree scope = DECL_INITIAL (decl);
8070             tree name = DECL_NAME (decl);
8071             tree decl;
8072             
8073             scope = tsubst_expr (scope, args, complain, in_decl);
8074             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
8075                                           /*is_type_p=*/false,
8076                                           /*complain=*/false);
8077             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
8078               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl);
8079             else
8080               do_local_using_decl (decl, scope, name);
8081           }
8082         else
8083           {
8084             init = DECL_INITIAL (decl);
8085             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8086             if (decl != error_mark_node)
8087               {
8088                 if (init)
8089                   DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
8090                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
8091                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
8092                    handle local variables, and since we've already done
8093                    all that needs to be done, that's the right thing to
8094                    do.  */
8095                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
8096                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8097                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8098                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
8099                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
8100                   finish_anon_union (decl);
8101                 else 
8102                   {
8103                     maybe_push_decl (decl);
8104                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8105                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
8106                       {
8107                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
8108                            initializer.  */
8109                         const char *const name
8110                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
8111                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
8112                       }
8113                     else
8114                       init = tsubst_expr (init, args, complain, in_decl);
8115                     cp_finish_decl (decl, init, NULL_TREE, 0);
8116                   }
8117               }
8118           }
8119
8120         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
8121            clause of an if/for/while construct.  */
8122         return decl;
8123       }
8124
8125     case FOR_STMT:
8126       stmt = begin_for_stmt ();
8127       tsubst_expr (FOR_INIT_STMT (t), args, complain, in_decl);
8128       finish_for_init_stmt (stmt);
8129       tmp = tsubst_expr (FOR_COND (t), args, complain, in_decl);
8130       finish_for_cond (tmp, stmt);
8131       tmp = tsubst_expr (FOR_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8132       finish_for_expr (tmp, stmt);
8133       tsubst_expr (FOR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8134       finish_for_stmt (stmt);
8135       break;
8136
8137     case WHILE_STMT:
8138       stmt = begin_while_stmt ();
8139       tmp = tsubst_expr (WHILE_COND (t), args, complain, in_decl);
8140       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8141       tsubst_expr (WHILE_BODY (t), args, complain, in_decl);
8142       finish_while_stmt (stmt);
8143       break;
8144
8145     case DO_STMT:
8146       stmt = begin_do_stmt ();
8147       tsubst_expr (DO_BODY (t), args, complain, in_decl);
8148       finish_do_body (stmt);
8149       tmp = tsubst_expr (DO_COND (t), args, complain, in_decl);
8150       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8151       break;
8152
8153     case IF_STMT:
8154       stmt = begin_if_stmt ();
8155       tmp = tsubst_expr (IF_COND (t), args, complain, in_decl);
8156       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8157       tsubst_expr (THEN_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8158       finish_then_clause (stmt);
8159
8160       if (ELSE_CLAUSE (t))
8161         {
8162           begin_else_clause (stmt);
8163           tsubst_expr (ELSE_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8164           finish_else_clause (stmt);
8165         }
8166
8167       finish_if_stmt (stmt);
8168       break;
8169
8170     case BIND_EXPR:
8171       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8172         stmt = begin_function_body ();
8173       else
8174         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8175                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8176
8177       tsubst_expr (BIND_EXPR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8178
8179       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8180         finish_function_body (stmt);
8181       else
8182         finish_compound_stmt (stmt);
8183       break;
8184
8185     case BREAK_STMT:
8186       finish_break_stmt ();
8187       break;
8188
8189     case CONTINUE_STMT:
8190       finish_continue_stmt ();
8191       break;
8192
8193     case SWITCH_STMT:
8194       stmt = begin_switch_stmt ();
8195       tmp = tsubst_expr (SWITCH_STMT_COND (t), args, complain, in_decl);
8196       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8197       tsubst_expr (SWITCH_STMT_BODY (t), args, complain, in_decl);
8198       finish_switch_stmt (stmt);
8199       break;
8200
8201     case CASE_LABEL_EXPR:
8202       finish_case_label (tsubst_expr (CASE_LOW (t), args, complain, in_decl),
8203                          tsubst_expr (CASE_HIGH (t), args, complain,
8204                                       in_decl));
8205       break;
8206
8207     case LABEL_EXPR:
8208       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8209       break;
8210
8211     case GOTO_EXPR:
8212       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8213       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8214         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8215            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8216            will have no binding.  */
8217         tmp = tsubst_expr (tmp, args, complain, in_decl);
8218       else
8219         tmp = DECL_NAME (tmp);
8220       finish_goto_stmt (tmp);
8221       break;
8222
8223     case ASM_EXPR:
8224       tmp = finish_asm_stmt
8225         (ASM_VOLATILE_P (t),
8226          tsubst_expr (ASM_STRING (t), args, complain, in_decl),
8227          tsubst_expr (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8228          tsubst_expr (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl), 
8229          tsubst_expr (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8230       {
8231         tree asm_expr = tmp;
8232         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8233           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8234         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8235       }
8236       break;
8237
8238     case TRY_BLOCK:
8239       if (CLEANUP_P (t))
8240         {
8241           stmt = begin_try_block ();
8242           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8243           finish_cleanup_try_block (stmt);
8244           finish_cleanup (tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args,
8245                                        complain, in_decl),
8246                           stmt);
8247         }
8248       else
8249         {
8250           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8251             stmt = begin_function_try_block ();
8252           else
8253             stmt = begin_try_block ();
8254
8255           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8256
8257           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8258             finish_function_try_block (stmt);
8259           else
8260             finish_try_block (stmt);
8261
8262           tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args, complain, in_decl);
8263           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8264             finish_function_handler_sequence (stmt);
8265           else
8266             finish_handler_sequence (stmt);
8267         }
8268       break;
8269       
8270     case HANDLER:
8271       {
8272         tree decl;
8273
8274         stmt = begin_handler ();
8275         if (HANDLER_PARMS (t))
8276           {
8277             decl = HANDLER_PARMS (t);
8278             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8279             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8280                this variable.  We've already done all that needs to be
8281                done.  */
8282             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8283           }
8284         else
8285           decl = NULL_TREE;
8286         finish_handler_parms (decl, stmt);
8287         tsubst_expr (HANDLER_BODY (t), args, complain, in_decl);
8288         finish_handler (stmt);
8289       }
8290       break;
8291
8292     case TAG_DEFN:
8293       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8294       break;
8295
8296     default:
8297       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8298       
8299       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8300                                     /*function_p=*/false);
8301     }
8302
8303   return NULL_TREE;
8304 }
8305
8306 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8307    call.  Return the substituted version of T.  */
8308
8309 static tree
8310 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args, 
8311                                     tsubst_flags_t complain,
8312                                     tree in_decl)
8313 {
8314   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8315     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8316                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8317   else
8318     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8319                                /*function_p=*/false);
8320
8321   return t;
8322 }
8323
8324 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8325    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8326
8327 tree
8328 tsubst_copy_and_build (tree t, 
8329                        tree args, 
8330                        tsubst_flags_t complain, 
8331                        tree in_decl,
8332                        bool function_p)
8333 {
8334 #define RECUR(NODE) \
8335   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false)
8336
8337   tree op1;
8338
8339   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8340     return t;
8341
8342   switch (TREE_CODE (t))
8343     {
8344     case USING_DECL:
8345       t = DECL_NAME (t);
8346       /* Fall through.  */
8347     case IDENTIFIER_NODE:
8348       {
8349         tree decl;
8350         cp_id_kind idk;
8351         tree qualifying_class;
8352         bool non_integral_constant_expression_p;
8353         const char *error_msg;
8354
8355         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8356           {
8357             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8358             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8359           }
8360
8361         /* Look up the name.  */
8362         decl = lookup_name (t, 0);
8363
8364         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8365            failure, not NULL_TREE.  */
8366         if (decl == NULL_TREE)
8367           decl = error_mark_node;
8368
8369         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8370                                      &idk,
8371                                      &qualifying_class,
8372                                      /*integral_constant_expression_p=*/false,
8373                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8374                                      &non_integral_constant_expression_p,
8375                                      &error_msg);
8376         if (error_msg)
8377           error (error_msg);
8378         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8379           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8380         return decl;
8381       }
8382
8383     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8384       {
8385         tree object;
8386         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8387         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8388
8389         if (targs)
8390           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8391         
8392         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8393           {
8394             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8395             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8396           }
8397         else
8398           object = NULL_TREE;
8399         template = lookup_template_function (template, targs);
8400         
8401         if (object)
8402           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template), 
8403                          object, template, NULL_TREE);
8404         else
8405           return template;
8406       }
8407
8408     case INDIRECT_REF:
8409       {
8410         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8411
8412         if (REFERENCE_REF_P (t))
8413           {
8414             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
8415                such an indirect ref, but the substitution of the cast
8416                will have also added such an indirect ref.  */
8417             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
8418               r = convert_from_reference (r);
8419           }
8420         else
8421           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *");
8422         return r;
8423       }
8424
8425     case NOP_EXPR:
8426       return build_nop
8427         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8428          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8429
8430     case CAST_EXPR:
8431       return build_functional_cast
8432         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8433          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8434
8435     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8436       return build_reinterpret_cast
8437         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8438          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8439
8440     case CONST_CAST_EXPR:
8441       return build_const_cast
8442         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8443          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8444
8445     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8446       return build_dynamic_cast
8447         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8448          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8449
8450     case STATIC_CAST_EXPR:
8451       return build_static_cast
8452         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8453          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8454
8455     case POSTDECREMENT_EXPR:
8456     case POSTINCREMENT_EXPR:
8457       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8458                                                 args, complain, in_decl);
8459       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
8460
8461     case PREDECREMENT_EXPR:
8462     case PREINCREMENT_EXPR:
8463     case NEGATE_EXPR:
8464     case BIT_NOT_EXPR:
8465     case ABS_EXPR:
8466     case TRUTH_NOT_EXPR:
8467     case CONVERT_EXPR:  /* Unary + */
8468     case REALPART_EXPR:
8469     case IMAGPART_EXPR:
8470       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8471
8472     case ADDR_EXPR:
8473       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8474       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
8475         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl, 
8476                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
8477       else
8478         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain, 
8479                                                   in_decl);
8480       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
8481         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
8482       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
8483
8484     case PLUS_EXPR:
8485     case MINUS_EXPR:
8486     case MULT_EXPR:
8487     case TRUNC_DIV_EXPR:
8488     case CEIL_DIV_EXPR:
8489     case FLOOR_DIV_EXPR:
8490     case ROUND_DIV_EXPR:
8491     case EXACT_DIV_EXPR:
8492     case BIT_AND_EXPR:
8493     case BIT_IOR_EXPR:
8494     case BIT_XOR_EXPR:
8495     case TRUNC_MOD_EXPR:
8496     case FLOOR_MOD_EXPR:
8497     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
8498     case TRUTH_ORIF_EXPR:
8499     case TRUTH_AND_EXPR:
8500     case TRUTH_OR_EXPR:
8501     case RSHIFT_EXPR:
8502     case LSHIFT_EXPR:
8503     case RROTATE_EXPR:
8504     case LROTATE_EXPR:
8505     case EQ_EXPR:
8506     case NE_EXPR:
8507     case MAX_EXPR:
8508     case MIN_EXPR:
8509     case LE_EXPR:
8510     case GE_EXPR:
8511     case LT_EXPR:
8512     case GT_EXPR:
8513     case MEMBER_REF:
8514     case DOTSTAR_EXPR:
8515       return build_x_binary_op
8516         (TREE_CODE (t), 
8517          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8518          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8519          /*overloaded_p=*/NULL);
8520
8521     case SCOPE_REF:
8522       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
8523                                   /*address_p=*/false);
8524     case ARRAY_REF:
8525       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8526                                                 args, complain, in_decl);
8527       return build_x_binary_op (ARRAY_REF, op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8528                                 /*overloaded_p=*/NULL);
8529       
8530     case SIZEOF_EXPR:
8531     case ALIGNOF_EXPR:
8532       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8533       if (!args)
8534         {
8535           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
8536              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
8537              the substitutions may not work.  */
8538           if (!TYPE_P (op1))
8539             op1 = TREE_TYPE (op1);
8540         }
8541       else
8542         {
8543           ++skip_evaluation;
8544           op1 = RECUR (op1);
8545           --skip_evaluation;
8546         }
8547       if (TYPE_P (op1))
8548         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
8549       else
8550         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
8551
8552     case MODOP_EXPR:
8553       {
8554         tree r = build_x_modify_expr
8555           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8556            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
8557            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8558         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
8559            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
8560            than plain assignment.  In the former case, it was already
8561            set and must be copied.  In the latter case,
8562            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
8563            here.  */
8564         if (TREE_NO_WARNING (t))
8565           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
8566         return r;
8567       }
8568
8569     case ARROW_EXPR:
8570       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8571                                                 args, complain, in_decl);
8572       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8573       if (DECL_P (op1))
8574         mark_used (op1);
8575       return build_x_arrow (op1);
8576
8577     case NEW_EXPR:
8578       return build_new
8579         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8580          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8581          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
8582          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
8583          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8584
8585     case DELETE_EXPR:
8586      return delete_sanity
8587        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8588         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8589         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
8590         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8591
8592     case COMPOUND_EXPR:
8593       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8594                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
8595
8596     case CALL_EXPR:
8597       {
8598         tree function;
8599         tree call_args;
8600         bool qualified_p;
8601         bool koenig_p;
8602
8603         function = TREE_OPERAND (t, 0);
8604         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
8605            not Koenig lookup should be performed.  */
8606         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
8607         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
8608           {
8609             qualified_p = true;
8610             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
8611                                             /*done=*/false, 
8612                                             /*address_p=*/false);
8613           }
8614         else
8615           {
8616             qualified_p = (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF
8617                            && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (function, 1))
8618                                == SCOPE_REF));
8619             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain, 
8620                                               in_decl,
8621                                               !qualified_p);
8622             if (BASELINK_P (function))
8623               qualified_p = true;
8624           }
8625
8626         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8627
8628         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
8629            lookup finds a non-function, in accordance with the
8630            expected resolution of DR 218.  */
8631         if (koenig_p
8632             && ((is_overloaded_fn (function)
8633                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
8634                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
8635                     to denote the function.  */
8636                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
8637                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
8638           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
8639
8640         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
8641           {
8642             unqualified_name_lookup_error (function);
8643             return error_mark_node;
8644           }
8645
8646         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8647         if (DECL_P (function))
8648           mark_used (function);
8649
8650         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
8651           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
8652         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
8653           {
8654             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
8655               return finish_call_expr (function, call_args,
8656                                        /*disallow_virtual=*/false,
8657                                        /*koenig_p=*/false);
8658             else
8659               return (build_new_method_call 
8660                       (TREE_OPERAND (function, 0),
8661                        TREE_OPERAND (function, 1),
8662                        call_args, NULL_TREE, 
8663                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL));
8664           }
8665         return finish_call_expr (function, call_args, 
8666                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
8667                                  koenig_p);
8668       }
8669
8670     case COND_EXPR:
8671       return build_x_conditional_expr
8672         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8673          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8674          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8675
8676     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
8677       return finish_pseudo_destructor_expr 
8678         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8679          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8680          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8681
8682     case TREE_LIST:
8683       {
8684         tree purpose, value, chain;
8685
8686         if (t == void_list_node)
8687           return t;
8688
8689         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8690         if (purpose)
8691           purpose = RECUR (purpose);
8692         value = TREE_VALUE (t);
8693         if (value)
8694           value = RECUR (value);
8695         chain = TREE_CHAIN (t);
8696         if (chain && chain != void_type_node)
8697           chain = RECUR (chain);
8698         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8699             && value == TREE_VALUE (t)
8700             && chain == TREE_CHAIN (t))
8701           return t;
8702         return tree_cons (purpose, value, chain);
8703       }
8704
8705     case COMPONENT_REF:
8706       {
8707         tree object;
8708         tree member;
8709
8710         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8711                                                      args, complain, in_decl);
8712         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8713         if (DECL_P (object))
8714           mark_used (object);
8715
8716         member = TREE_OPERAND (t, 1);
8717         if (BASELINK_P (member))
8718           member = tsubst_baselink (member, 
8719                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
8720                                     args, complain, in_decl);
8721         else
8722           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
8723
8724         if (member == error_mark_node)
8725           return error_mark_node;
8726         else if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (object)))
8727           {
8728             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
8729               return finish_pseudo_destructor_expr (object, 
8730                                                     NULL_TREE,
8731                                                     TREE_TYPE (object));
8732             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8733                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
8734               return finish_pseudo_destructor_expr (object, 
8735                                                     object,
8736                                                     TREE_TYPE (object));
8737           }
8738         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8739                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
8740           {
8741             tree tmpl;
8742             tree args;
8743         
8744             /* Lookup the template functions now that we know what the
8745                scope is.  */
8746             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
8747             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
8748             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl, 
8749                                             /*is_type_p=*/false,
8750                                             /*complain=*/false);
8751             if (BASELINK_P (member))
8752               {
8753                 BASELINK_FUNCTIONS (member) 
8754                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
8755                               args);
8756                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup 
8757                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)), 
8758                            TREE_TYPE (object)));
8759               }
8760             else
8761               {
8762                 qualified_name_lookup_error (TREE_TYPE (object), tmpl,
8763                                              member);
8764                 return error_mark_node;
8765               }
8766           }
8767         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8768                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
8769                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
8770           {
8771             if (complain & tf_error)
8772               {
8773                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
8774                   error ("%qT is not a class or namespace", 
8775                          TREE_OPERAND (member, 0));
8776                 else
8777                   error ("%qD is not a class or namespace", 
8778                          TREE_OPERAND (member, 0));
8779               }
8780             return error_mark_node;
8781           }
8782         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
8783           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
8784
8785         return finish_class_member_access_expr (object, member);
8786       }
8787
8788     case THROW_EXPR:
8789       return build_throw
8790         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8791
8792     case CONSTRUCTOR:
8793       {
8794         tree r;
8795         tree elts;
8796         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8797         bool purpose_p;
8798
8799         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
8800         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
8801           return t;
8802
8803         r = NULL_TREE;
8804         /* We do not want to process the purpose of aggregate
8805            initializers as they are identifier nodes which will be
8806            looked up by digest_init.  */
8807         purpose_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
8808         for (elts = CONSTRUCTOR_ELTS (t);
8809              elts;
8810              elts = TREE_CHAIN (elts))
8811           {
8812             tree purpose = TREE_PURPOSE (elts);
8813             tree value = TREE_VALUE (elts);
8814             
8815             if (purpose && purpose_p)
8816               purpose = RECUR (purpose);
8817             value = RECUR (value);
8818             r = tree_cons (purpose, value, r);
8819           }
8820         
8821         r = build_constructor (NULL_TREE, nreverse (r));
8822         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
8823
8824         if (type)
8825           return digest_init (type, r, 0);
8826         return r;
8827       }
8828
8829     case TYPEID_EXPR:
8830       {
8831         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8832         if (TYPE_P (operand_0))
8833           return get_typeid (operand_0);
8834         return build_typeid (operand_0);
8835       }
8836
8837     case VAR_DECL:
8838       if (!args)
8839         return t;
8840       /* Fall through */
8841       
8842     case PARM_DECL:
8843       {
8844         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8845         
8846         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
8847           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
8848              the appropriate INDIRECT_REF.  */
8849           r = convert_from_reference (r);
8850         return r;
8851       }
8852
8853     case VA_ARG_EXPR:
8854       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8855                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain, 
8856                                           in_decl));
8857
8858     case OFFSETOF_EXPR:
8859       return fold_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8860
8861     case STMT_EXPR:
8862       {
8863         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
8864         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
8865
8866         cur_stmt_expr = stmt_expr;
8867         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl);
8868         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
8869         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
8870
8871         return stmt_expr;
8872       }
8873
8874     case CONST_DECL:
8875       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8876       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
8877          to their underlying values.  */
8878       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
8879         return DECL_INITIAL (t);
8880       return t;
8881
8882     default:
8883       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8884     }
8885
8886 #undef RECUR
8887 }
8888
8889 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
8890    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
8891    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
8892    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
8893
8894 static bool
8895 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
8896 {
8897   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
8898   bool result = false;
8899   bool error_p = complain & tf_error;
8900
8901   for (ix = 0; ix != len; ix++)
8902     {
8903       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
8904       
8905       if (TYPE_P (t))
8906         {
8907           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
8908              of a class or enumeration declared in a local scope)
8909              shall not be used to declare an entity with linkage.
8910              This implies that names with no linkage cannot be used as
8911              template arguments.  */
8912           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
8913
8914           if (nt)
8915             {
8916               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
8917                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
8918               else
8919                 error ("%qT uses local type %qT", t, nt);
8920               result = true;
8921               error_p = true;
8922             }
8923           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
8924              allow variably-modified types as template arguments.  */
8925           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
8926             {
8927               if (complain & tf_error)
8928                 error ("%qT is a variably modified type", t);
8929               result = true;
8930             }
8931         }
8932       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
8933          constant.  */
8934       else if (TREE_TYPE (t)
8935                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
8936                && !TREE_CONSTANT (t))
8937         {
8938           if (complain & tf_error)
8939             error ("integral expression %qE is not constant", t);
8940           result = true;
8941         }
8942     }
8943   if (result && error_p)
8944     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
8945   return result;
8946 }
8947
8948 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
8949    the template arguments in TARG_PTR.  */
8950
8951 tree
8952 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
8953 {
8954   tree fndecl;
8955   tree gen_tmpl;
8956   tree spec;
8957
8958   if (tmpl == error_mark_node)
8959     return error_mark_node;
8960
8961   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
8962
8963   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
8964   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
8965     {
8966       tree spec;
8967       tree clone;
8968       
8969       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
8970                                    complain);
8971       if (spec == error_mark_node)
8972         return error_mark_node;
8973
8974       /* Look for the clone.  */
8975       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
8976         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
8977           return clone;
8978       /* We should always have found the clone by now.  */
8979       gcc_unreachable ();
8980       return NULL_TREE;
8981     }
8982   
8983   /* Check to see if we already have this specialization.  */
8984   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr, 
8985                                   /*class_specializations_p=*/false);
8986   if (spec != NULL_TREE)
8987     return spec;
8988
8989   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
8990   if (tmpl != gen_tmpl)
8991     {
8992       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
8993          arguments we must add the arguments used to perform the
8994          partial instantiation.  */
8995       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
8996                                               targ_ptr);
8997
8998       /* Check to see if we already have this specialization.  */
8999       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
9000                                       /*class_specializations_p=*/false);
9001       if (spec != NULL_TREE)
9002         return spec;
9003     }
9004
9005   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
9006                                complain))
9007     return error_mark_node;
9008   
9009   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
9010      parameters and return types have to be checked.  However this
9011      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
9012      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
9013      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
9014   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
9015
9016   /* Substitute template parameters.  */
9017   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
9018                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
9019
9020   /* Now we know the specialization, compute access previously
9021      deferred.  */
9022   push_access_scope (fndecl);
9023   perform_deferred_access_checks ();
9024   pop_access_scope (fndecl);
9025   pop_deferring_access_checks ();
9026
9027   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9028      template, not the most general template.  */
9029   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9030
9031   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9032      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9033      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9034      instantiating the template clones.  */
9035   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9036     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9037
9038   return fndecl;
9039 }
9040
9041 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9042    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9043    into which the deduced template arguments are placed.  
9044
9045    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9046    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9047    printed only for an incomplete match.
9048
9049    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9050    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9051
9052    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9053    template-id.
9054
9055    The parameter STRICT is one of:
9056
9057    DEDUCE_CALL: 
9058      We are deducing arguments for a function call, as in
9059      [temp.deduct.call].
9060
9061    DEDUCE_CONV:
9062      We are deducing arguments for a conversion function, as in 
9063      [temp.deduct.conv].
9064
9065    DEDUCE_EXACT:
9066      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9067      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9068      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9069      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
9070
9071 int
9072 fn_type_unification (tree fn, 
9073                      tree explicit_targs, 
9074                      tree targs, 
9075                      tree args, 
9076                      tree return_type,
9077                      unification_kind_t strict)
9078 {
9079   tree parms;
9080   tree fntype;
9081   int result;
9082
9083   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9084
9085   fntype = TREE_TYPE (fn);
9086   if (explicit_targs)
9087     {
9088       /* [temp.deduct]
9089           
9090          The specified template arguments must match the template
9091          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9092          must not be more arguments than there are parameters;
9093          otherwise type deduction fails.
9094
9095          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9096          nontype template parameters, or must be convertible to the
9097          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9098          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9099
9100          All references in the function type of the function template
9101          to the corresponding template parameters are replaced by the
9102          specified template argument values.  If a substitution in a
9103          template parameter or in the function type of the function
9104          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9105       int i;
9106       tree converted_args;
9107       bool incomplete;
9108
9109       if (explicit_targs == error_mark_node)
9110         return 1;
9111
9112       converted_args
9113         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), 
9114                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none, 
9115                                   /*require_all_arguments=*/0));
9116       if (converted_args == error_mark_node)
9117         return 1;
9118
9119       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9120          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9121          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9122          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9123          processing during substitution as we could create partial
9124          instantiations.  */
9125       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9126       processing_template_decl += incomplete;
9127       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9128       processing_template_decl -= incomplete;
9129       
9130       if (fntype == error_mark_node)
9131         return 1;
9132
9133       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9134       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9135         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9136     }
9137      
9138   parms = TYPE_ARG_TYPES (fntype);
9139   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9140   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn))
9141     parms = TREE_CHAIN (parms);
9142   
9143   if (return_type)
9144     {
9145       /* We've been given a return type to match, prepend it.  */
9146       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9147       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9148     }
9149
9150   /* We allow incomplete unification without an error message here
9151      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9152      callers must be ready to deal with unification failures in any
9153      event.  */
9154   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), 
9155                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9156                                   strict, /*allow_incomplete*/1);
9157
9158   if (result == 0) 
9159     /* All is well so far.  Now, check:
9160        
9161        [temp.deduct] 
9162        
9163        When all template arguments have been deduced, all uses of
9164        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9165        the corresponding deduced argument values.  If the
9166        substitution results in an invalid type, as described above,
9167        type deduction fails.  */
9168     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9169         == error_mark_node)
9170       return 1;
9171
9172   return result;
9173 }
9174
9175 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9176    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9177    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9178    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9179    the argument passed to the call, or the type of the value
9180    initialized with the result of the conversion function.  */
9181
9182 static int
9183 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict, 
9184                                   tree* parm, 
9185                                   tree* arg)
9186 {
9187   int result = 0;
9188   
9189   switch (strict)
9190     {
9191     case DEDUCE_CALL:
9192       break;
9193
9194     case DEDUCE_CONV:
9195       {
9196         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9197            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9198            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9199         tree* temp = parm;
9200         parm = arg;
9201         arg = temp;
9202         break;
9203       }
9204
9205     case DEDUCE_EXACT:
9206       /* There is nothing to do in this case.  */
9207       return 0;
9208
9209     default:
9210       gcc_unreachable ();
9211     }
9212
9213   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9214     {
9215       /* [temp.deduct.call]
9216          
9217          If P is not a reference type:
9218          
9219          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9220          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9221          used in place of A for type deduction; otherwise,
9222          
9223          --If A is a function type, the pointer type produced by
9224          the function-to-pointer standard conversion
9225          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9226          otherwise,
9227          
9228          --If A is a cv-qualified type, the top level
9229          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9230          deduction.  */
9231       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9232         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9233       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9234         *arg = build_pointer_type (*arg);
9235       else
9236         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9237     }
9238   
9239   /* [temp.deduct.call]
9240      
9241      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9242      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9243      reference type, the type referred to by P is used for
9244      type deduction.  */
9245   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9246   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9247     {
9248       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9249       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9250     }
9251
9252   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9253      too (which has been swapped into ARG).  */
9254   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9255     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9256   
9257   return result;
9258 }
9259
9260 /* Most parms like fn_type_unification.
9261
9262    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9263    arguments of a function or method parameter of a function
9264    template).  */
9265
9266 static int
9267 type_unification_real (tree tparms, 
9268                        tree targs, 
9269                        tree xparms, 
9270                        tree xargs, 
9271                        int subr,
9272                        unification_kind_t strict, 
9273                        int allow_incomplete)
9274 {
9275   tree parm, arg;
9276   int i;
9277   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9278   int sub_strict;
9279   int saw_undeduced = 0;
9280   tree parms, args;
9281
9282   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9283   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9284   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9285   gcc_assert (ntparms > 0);
9286
9287   switch (strict)
9288     {
9289     case DEDUCE_CALL:
9290       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9291                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9292       break;
9293       
9294     case DEDUCE_CONV:
9295       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9296       break;
9297
9298     case DEDUCE_EXACT:
9299       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9300       break;
9301     
9302     default:
9303       gcc_unreachable ();
9304     }
9305
9306  again:
9307   parms = xparms;
9308   args = xargs;
9309
9310   while (parms && parms != void_list_node
9311          && args && args != void_list_node)
9312     {
9313       parm = TREE_VALUE (parms);
9314       parms = TREE_CHAIN (parms);
9315       arg = TREE_VALUE (args);
9316       args = TREE_CHAIN (args);
9317
9318       if (arg == error_mark_node)
9319         return 1;
9320       if (arg == unknown_type_node)
9321         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9322            template args from other function args.  */
9323         continue;
9324
9325       /* Conversions will be performed on a function argument that
9326          corresponds with a function parameter that contains only
9327          non-deducible template parameters and explicitly specified
9328          template parameters.  */
9329       if (!uses_template_parms (parm))
9330         {
9331           tree type;
9332
9333           if (!TYPE_P (arg))
9334             type = TREE_TYPE (arg);
9335           else
9336             type = arg;
9337
9338           if (strict == DEDUCE_EXACT)
9339             {
9340               if (same_type_p (parm, type))
9341                 continue;
9342             }
9343           else
9344             /* It might work; we shouldn't check now, because we might
9345                get into infinite recursion.  Overload resolution will
9346                handle it.  */
9347             continue;
9348
9349           return 1;
9350         }
9351         
9352       if (!TYPE_P (arg))
9353         {
9354           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9355           if (type_unknown_p (arg))
9356             {
9357               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from
9358                  a pointer to function or pointer to member function
9359                  argument if the set of overloaded functions does not
9360                  contain function templates and at most one of a set of
9361                  overloaded functions provides a unique match.  */
9362
9363               if (resolve_overloaded_unification
9364                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict)
9365                   != 0)
9366                 return 1;
9367               continue;
9368             }
9369           arg = TREE_TYPE (arg);
9370           if (arg == error_mark_node)
9371             return 1;
9372         }
9373       
9374       {
9375         int arg_strict = sub_strict;
9376         
9377         if (!subr)
9378           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9379
9380         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
9381           return 1;
9382       }
9383     }
9384   
9385   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
9386      are present, and the parm list isn't variadic.  */
9387   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
9388     return 1;
9389   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
9390   if (parms && parms != void_list_node
9391       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
9392     return 1;
9393
9394   if (!subr)
9395     for (i = 0; i < ntparms; i++)
9396       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
9397         {
9398           tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
9399
9400           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
9401              a type parameter, try another pass; its type may have been
9402              deduced from a later argument than the one from which
9403              this parameter can be deduced.  */
9404           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
9405               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
9406               && !saw_undeduced++)
9407             goto again;
9408
9409           if (!allow_incomplete)
9410             error ("incomplete type unification");
9411           return 2;
9412         }
9413   
9414   return 0;
9415 }
9416
9417 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables at the
9418    call site.  ARG is an overloaded function (or template-id); we try
9419    deducing template args from each of the overloads, and if only one
9420    succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns 0 on success.  */
9421
9422 static int
9423 resolve_overloaded_unification (tree tparms, 
9424                                 tree targs,
9425                                 tree parm,
9426                                 tree arg, 
9427                                 unification_kind_t strict,
9428                                 int sub_strict)
9429 {
9430   tree tempargs = copy_node (targs);
9431   int good = 0;
9432   bool addr_p;
9433
9434   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
9435     {
9436       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9437       addr_p = true;
9438     }
9439   else
9440     addr_p = false;
9441
9442   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
9443     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
9444        function name.  */
9445     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9446
9447   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
9448     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9449
9450   /* Strip baselink information.  */
9451   if (BASELINK_P (arg))
9452     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
9453
9454   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9455     {
9456       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
9457          the affected templates before we try to unify, in case the
9458          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
9459
9460       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
9461       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9462
9463       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9464         {
9465           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
9466           tree subargs, elem;
9467
9468           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
9469             continue;
9470
9471           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
9472                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
9473           if (subargs)
9474             {
9475               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
9476               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm, 
9477                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
9478             }
9479         }
9480     }
9481   else
9482     {
9483       gcc_assert (TREE_CODE (arg) == OVERLOAD
9484                   || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_DECL);
9485   
9486       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9487         good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9488                                   TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
9489                                   strict, sub_strict, addr_p);
9490     }
9491
9492   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9493      to function or pointer to member function argument if the set of
9494      overloaded functions does not contain function templates and at most
9495      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9496
9497      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
9498      deduce anything.  */
9499
9500   if (good == 1)
9501     {
9502       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9503       for (; i--; )
9504         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
9505           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9506     }
9507   if (good)
9508     return 0;
9509
9510   return 1;
9511 }
9512
9513 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
9514    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
9515    different overloads deduce different arguments for a given parm.
9516    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
9517    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
9518
9519    Returns 1 on success.  */
9520
9521 static int
9522 try_one_overload (tree tparms,
9523                   tree orig_targs,
9524                   tree targs, 
9525                   tree parm, 
9526                   tree arg, 
9527                   unification_kind_t strict,
9528                   int sub_strict,
9529                   bool addr_p)
9530 {
9531   int nargs;
9532   tree tempargs;
9533   int i;
9534
9535   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9536      to function or pointer to member function argument if the set of
9537      overloaded functions does not contain function templates and at most
9538      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9539
9540      So if this is a template, just return success.  */
9541
9542   if (uses_template_parms (arg))
9543     return 1;
9544
9545   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9546     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
9547   else if (addr_p)
9548     arg = build_pointer_type (arg);
9549
9550   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9551
9552   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
9553      some template args from previous args, unify would complain when we
9554      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
9555      there isn't really a conflict.  */
9556   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9557   tempargs = make_tree_vec (nargs);
9558
9559   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
9560     return 0;
9561
9562   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
9563      explicitly specified args.  */
9564   for (i = nargs; i--; )
9565     {
9566       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9567       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
9568
9569       if (!elt)
9570         /*NOP*/;
9571       else if (uses_template_parms (elt))
9572         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
9573            template args used in the function parm list with our own
9574            template parms.  Discard them.  */
9575         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
9576       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
9577         return 0;
9578     }
9579
9580   for (i = nargs; i--; )
9581     {
9582       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9583
9584       if (elt)
9585         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
9586     }
9587
9588   return 1;
9589 }
9590
9591 /* Verify that nondeduce template argument agrees with the type
9592    obtained from argument deduction.  Return nonzero if the
9593    verification fails.
9594
9595    For example:
9596
9597      struct A { typedef int X; };
9598      template <class T, class U> struct C {};
9599      template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
9600
9601    Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
9602    `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
9603    is `int'.  This function ensure that they agree.
9604
9605    TARGS, PARMS are the same as the arguments of unify.
9606    ARGS contains template arguments from all levels.  */
9607
9608 static int
9609 verify_class_unification (tree targs, tree parms, tree args)
9610 {
9611   parms = tsubst (parms, add_outermost_template_args (args, targs),
9612                   tf_none, NULL_TREE);
9613   if (parms == error_mark_node)
9614     return 1;
9615
9616   return !comp_template_args (parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args));
9617 }
9618
9619 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
9620    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
9621    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
9622    TARGS are as for unify.  */
9623
9624 static tree
9625 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9626 {
9627   tree copy_of_targs;
9628
9629   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
9630       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)) 
9631           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
9632     return NULL_TREE;
9633
9634   /* We need to make a new template argument vector for the call to
9635      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
9636      the attempted unification, even if this class didn't work out.
9637      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
9638      we've already done, since unification is supposed to be done on
9639      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
9640      following pathological case:
9641
9642        template <int I, int J, int K>
9643        struct S {};
9644        
9645        template <int I, int J>
9646        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
9647        
9648        template <int I, int J, int K>
9649        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
9650        
9651        void g() {
9652          S<0, 0, 0> s0;
9653          S<0, 1, 2> s2;
9654        
9655          f(s0, s2);
9656        }
9657
9658      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
9659      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
9660      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
9661      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
9662      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
9663      would reject the possibility I=1.  */
9664   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
9665   
9666   /* If unification failed, we're done.  */
9667   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
9668              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
9669     return NULL_TREE;
9670
9671   return arg;
9672 }
9673
9674 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
9675    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
9676    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
9677    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
9678    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
9679    by unify.  */
9680
9681 static tree
9682 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9683 {
9684   tree rval = NULL_TREE;
9685   tree binfo;
9686
9687   gcc_assert (IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (arg)));
9688   
9689   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
9690   if (!binfo)
9691     /* The type could not be completed.  */
9692     return NULL_TREE;
9693
9694   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
9695      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
9696   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
9697     {
9698       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
9699
9700       if (r)
9701         {
9702           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
9703
9704                [temp.deduct.call]
9705
9706               If they yield more than one possible deduced A, the type
9707               deduction fails.
9708
9709              applies.  */
9710           if (rval && !same_type_p (r, rval))
9711             return NULL_TREE;
9712           
9713           rval = r;
9714         }
9715     }
9716
9717   return rval;
9718 }
9719
9720 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
9721
9722 static int
9723 template_decl_level (tree decl)
9724 {
9725   switch (TREE_CODE (decl))
9726     {
9727     case TYPE_DECL:
9728     case TEMPLATE_DECL:
9729       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
9730
9731     case PARM_DECL:
9732       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
9733
9734     default:
9735       gcc_unreachable ();
9736     }
9737   return 0;
9738 }
9739
9740 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
9741    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
9742    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
9743
9744 static int
9745 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
9746 {
9747   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
9748   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
9749
9750   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9751       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9752     {
9753       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
9754           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
9755           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
9756           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
9757           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
9758           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
9759       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
9760            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
9761            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9762           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
9763         return 0;
9764
9765       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
9766           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
9767         return 0;
9768     }
9769
9770   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9771       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
9772     return 0;
9773
9774   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
9775       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
9776     return 0;
9777
9778   return 1;
9779 }
9780
9781 /* Takes parameters as for type_unification.  Returns 0 if the
9782    type deduction succeeds, 1 otherwise.  The parameter STRICT is a
9783    bitwise or of the following flags:
9784
9785      UNIFY_ALLOW_NONE:
9786        Require an exact match between PARM and ARG.
9787      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
9788        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
9789        conversion) than ARG.
9790      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
9791        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
9792      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
9793        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
9794        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
9795        ARG.
9796      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
9797        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
9798        case for more information. 
9799      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
9800        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
9801        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
9802        have const qualified pointers leading up to the inner type which
9803        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
9804        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
9805        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
9806      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
9807        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
9808        qualified at this point.
9809      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
9810        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
9811        qualified at this point.  */
9812
9813 static int
9814 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
9815 {
9816   int idx;
9817   tree targ;
9818   tree tparm;
9819   int strict_in = strict;
9820
9821   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
9822      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
9823      signedness is the only information lost, and I think that will be
9824      okay.  */
9825   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
9826     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
9827
9828   if (arg == error_mark_node)
9829     return 1;
9830   if (arg == unknown_type_node)
9831     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9832        template args from other function args.  */
9833     return 0;
9834
9835   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
9836      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
9837      template parameters.  We might need them if we're trying to
9838      figure out which of two things is more specialized.  */
9839   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
9840     return 0;
9841
9842   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
9843      cv-qualification mismatches.  */
9844   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9845       && TYPE_P (arg)
9846       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
9847          type, and the elements might be template type parms. We'll check
9848          when we recurse.  */
9849       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
9850       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
9851          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
9852          PARM `T' for example, when computing which of two templates
9853          is more specialized, for example.  */
9854       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
9855       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
9856     return 1;
9857
9858   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
9859       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
9860     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
9861   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
9862   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
9863   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9864   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
9865   
9866   switch (TREE_CODE (parm))
9867     {
9868     case TYPENAME_TYPE:
9869     case SCOPE_REF:
9870     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
9871       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
9872          argument values cannot be deduced for template parameters used
9873          within the nested-name-specifier.  */
9874       return 0;
9875
9876     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9877     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9878     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9879       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
9880
9881       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
9882           != template_decl_level (tparm))
9883         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
9884            to see if it matches ARG.  */
9885         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9886                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
9887       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
9888       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
9889       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
9890
9891       /* Check for mixed types and values.  */
9892       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9893            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
9894           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM 
9895               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
9896         return 1;
9897
9898       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9899         {
9900           /* ARG must be constructed from a template class or a template
9901              template parameter.  */
9902           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9903               && (TREE_CODE (arg) != RECORD_TYPE || !CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)))
9904             return 1;
9905
9906           {
9907             tree parmtmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (parm);
9908             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
9909             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
9910             tree argtmplvec
9911               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_TI_TEMPLATE (arg));
9912             int i;
9913
9914             /* The parameter and argument roles have to be switched here 
9915                in order to handle default arguments properly.  For example, 
9916                template<template <class> class TT> void f(TT<int>) 
9917                should be able to accept vector<int> which comes from 
9918                template <class T, class Allocator = allocator> 
9919                class vector.  */
9920
9921             if (coerce_template_parms (argtmplvec, parmvec, parmtmpl, 0, 1)
9922                 == error_mark_node)
9923               return 1;
9924           
9925             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.  
9926                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
9927                rather than the whole TREE_VEC since they can have
9928                different number of elements.  */
9929
9930             for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parmvec); ++i)
9931               {
9932                 if (unify (tparms, targs, 
9933                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i), 
9934                            TREE_VEC_ELT (argvec, i), 
9935                            UNIFY_ALLOW_NONE))
9936                   return 1;
9937               }
9938           }
9939           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
9940
9941           /* Fall through to deduce template name.  */
9942         }
9943
9944       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9945           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9946         {
9947           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
9948
9949           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
9950           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
9951             return 0;
9952           else if (targ)
9953             return 1;
9954         }
9955       else
9956         {
9957           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
9958              a match unless we are allowing additional qualification.
9959              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
9960              that binds `const int' to `T'.  */
9961           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL, 
9962                                          arg, parm))
9963             return 1;
9964
9965           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
9966              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
9967           arg = cp_build_qualified_type_real
9968             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
9969           if (arg == error_mark_node)
9970             return 1;
9971
9972           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
9973           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
9974             return 0;
9975           else if (targ)
9976             return 1;
9977
9978           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
9979              that were talking about variable-sized arrays (like
9980              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
9981              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
9982              the bound of the array will not be computable in an
9983              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
9984              ISO C++, so we can do as we please here.  */
9985           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
9986             return 1;
9987         }
9988
9989       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
9990       return 0;
9991
9992     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
9993       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
9994
9995       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm) 
9996           != template_decl_level (tparm))
9997         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
9998            to see if it matches ARG.  */
9999         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10000                  && cp_tree_equal (parm, arg));
10001
10002       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
10003       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
10004
10005       if (targ)
10006         return !cp_tree_equal (targ, arg);
10007
10008       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
10009          with a non-type template-parameter, the non-type
10010          template-parameter is used in an expression in the function
10011          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
10012          deduced, the template-argument type shall match the type of the
10013          template-parameter exactly, except that a template-argument
10014          deduced from an array bound may be of any integral type. 
10015          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
10016       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
10017       if (!TREE_TYPE (arg))
10018         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
10019            It will later be processed in convert_template_argument.  */
10020         ;
10021       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
10022         /* OK */;
10023       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
10024                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
10025                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
10026         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
10027            template argument must exactly match the types of the
10028            corresponding parameter.  */
10029         arg = fold (build_nop (TREE_TYPE (parm), arg));
10030       else if (uses_template_parms (tparm))
10031         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
10032            later.  */
10033         return 0;
10034       else
10035         return 1;
10036
10037       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10038       return 0;
10039
10040     case PTRMEM_CST:
10041      {
10042         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
10043          another constant.  */
10044       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
10045         return 1;
10046
10047       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
10048          wrong, depending on the strict flags) to unify also
10049          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
10050          arg refer to the same variable, even if through different
10051          classes. For instance:
10052
10053          struct A { int x; };
10054          struct B : A { };
10055
10056          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
10057       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
10058                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
10059      }
10060
10061     case POINTER_TYPE:
10062       {
10063         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
10064           return 1;
10065         
10066         /* [temp.deduct.call]
10067
10068            A can be another pointer or pointer to member type that can
10069            be converted to the deduced A via a qualification
10070            conversion (_conv.qual_).
10071
10072            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
10073            This will allow for additional cv-qualification of the
10074            pointed-to types if appropriate.  */
10075         
10076         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
10077           /* The derived-to-base conversion only persists through one
10078              level of pointers.  */
10079           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
10080
10081         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), 
10082                       TREE_TYPE (arg), strict);
10083       }
10084
10085     case REFERENCE_TYPE:
10086       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
10087         return 1;
10088       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10089                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10090
10091     case ARRAY_TYPE:
10092       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
10093         return 1;
10094       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
10095           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
10096         return 1;
10097       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
10098         {
10099           tree parm_max;
10100           tree arg_max;
10101
10102           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
10103           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
10104
10105           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
10106              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
10107              not an integer constant.  */
10108           if (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR)
10109             {
10110               arg_max = fold_build2 (PLUS_EXPR, 
10111                                      integer_type_node,
10112                                      arg_max,
10113                                      TREE_OPERAND (parm_max, 1));
10114               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
10115             }
10116
10117           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
10118             return 1;
10119         }
10120       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10121                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10122
10123     case REAL_TYPE:
10124     case COMPLEX_TYPE:
10125     case VECTOR_TYPE:
10126     case INTEGER_TYPE:
10127     case BOOLEAN_TYPE:
10128     case ENUMERAL_TYPE:
10129     case VOID_TYPE:
10130       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10131         return 1;
10132       
10133       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
10134          function.  */
10135       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
10136         return 1;
10137
10138       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
10139          will invalidate it if necessary.  */
10140       return 0;
10141
10142       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
10143       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
10144     case INTEGER_CST:
10145       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
10146         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10147
10148       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
10149         return 1;
10150       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
10151
10152     case TREE_VEC:
10153       {
10154         int i;
10155         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
10156           return 1;
10157         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
10158           return 1;
10159         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
10160           if (unify (tparms, targs,
10161                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
10162                      UNIFY_ALLOW_NONE))
10163             return 1;
10164         return 0;
10165       }
10166
10167     case RECORD_TYPE:
10168     case UNION_TYPE:
10169       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10170         return 1;
10171   
10172       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
10173         {
10174           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10175             return 1;
10176
10177           return unify (tparms, targs, 
10178                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
10179                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
10180                         strict);
10181         }
10182
10183       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
10184         {
10185           tree t = NULL_TREE;
10186
10187           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
10188             {
10189               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
10190               t = try_class_unification (tparms, targs,
10191                                          parm, arg);
10192
10193               if (!t)
10194                 {
10195                   /* Fallback to the special case allowed in
10196                      [temp.deduct.call]:
10197                      
10198                        If P is a class, and P has the form
10199                        template-id, then A can be a derived class of
10200                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
10201                        a class of the form template-id, A can be a
10202                        pointer to a derived class pointed to by the
10203                        deduced A.  */
10204                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
10205
10206                   if (!t)
10207                     return 1;
10208                 }
10209             }
10210           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg) 
10211                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm) 
10212                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
10213             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
10214                Then, we should unify `int' and `U'.  */
10215             t = arg;
10216           else
10217             /* There's no chance of unification succeeding.  */
10218             return 1;
10219
10220           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10221                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
10222         }
10223       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
10224         return 1;
10225       return 0;
10226
10227     case METHOD_TYPE:
10228     case FUNCTION_TYPE:
10229       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10230         return 1;
10231
10232       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10233                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10234         return 1;
10235       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10236                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, 
10237                                     DEDUCE_EXACT, 0);
10238
10239     case OFFSET_TYPE:
10240       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
10241          deduces the type of the member as a function type. */
10242       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10243         {
10244           tree method_type;
10245           tree fntype;
10246           cp_cv_quals cv_quals;
10247
10248           /* Check top-level cv qualifiers */
10249           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
10250             return 1;
10251
10252           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10253                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10254             return 1;
10255
10256           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
10257           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
10258           fntype = 
10259             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
10260                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
10261
10262           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
10263              implicit object parameter and place them on the function
10264              type to be restored later. */
10265           cv_quals = 
10266             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
10267           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
10268           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
10269         }
10270
10271       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10272         return 1;
10273       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10274                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10275         return 1;
10276       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10277                     strict);
10278
10279     case CONST_DECL:
10280       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10281         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10282       if (arg != integral_constant_value (parm)) 
10283         return 1;
10284       return 0;
10285
10286     case FIELD_DECL:
10287     case TEMPLATE_DECL:
10288       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10289       return 1;
10290
10291     default:
10292       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10293       
10294       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10295          something like: 
10296            
10297            template <int I>
10298            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10299
10300          This is a "nondeduced context":
10301
10302            [deduct.type]
10303            
10304            The nondeduced contexts are:
10305
10306            --A type that is a template-id in which one or more of
10307              the template-arguments is an expression that references
10308              a template-parameter.  
10309
10310          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10311          actually infer any unifications.  */
10312
10313       if (!uses_template_parms (parm)
10314           && !template_args_equal (parm, arg))
10315         return 1;
10316       else
10317         return 0;
10318     }
10319 }
10320 \f
10321 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
10322    required.  */
10323
10324 static void
10325 mark_definable (tree decl)
10326 {
10327   tree clone;
10328   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
10329   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
10330     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
10331 }
10332
10333 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
10334    explicitly instantiated class.  */
10335
10336 void
10337 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
10338 {
10339   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
10340
10341   /* If this entity has already been written out, it's too late to
10342      make any modifications.  */
10343   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
10344     return;
10345
10346   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
10347     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
10348        set correctly by tsubst.  */
10349     TREE_PUBLIC (result) = 1;
10350
10351   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
10352   DECL_COMDAT (result) = 0;
10353
10354   if (extern_p)
10355     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
10356   else
10357     {
10358       mark_definable (result);
10359       /* Always make artificials weak.  */
10360       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
10361         comdat_linkage (result);
10362       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
10363          linkonce sections.  */
10364       else if (TREE_PUBLIC (result))
10365         maybe_make_one_only (result);
10366     }
10367   
10368   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
10369      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
10370      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
10371      emitted here.  In neither circumstance do we want
10372      import_export_decl to adjust the linkage.  */
10373   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1; 
10374 }
10375
10376 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
10377
10378    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
10379    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10380    0 if neither is more specialized.
10381
10382    LEN indicates the number of parameters we should consider
10383    (defaulted parameters should not be considered).
10384
10385    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
10386    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
10387    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
10388    the templates will be more specialized if all the *other*
10389    template's arguments deduce against its arguments and at least one
10390    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
10391    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
10392    The arguments used in deduction have reference and top level cv
10393    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
10394    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
10395    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
10396    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
10397    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
10398    we do *not* verify the deduced template argument values can be
10399    substituted into non-deduced contexts, nor do we have to verify
10400    that all template arguments have been deduced.  */
10401    
10402 int
10403 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
10404 {
10405   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
10406   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
10407   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
10408   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
10409   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
10410   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
10411   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
10412   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
10413   int better1 = 0;
10414   int better2 = 0;
10415
10416   /* If only one is a member function, they are unordered.  */
10417   if (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl1) != DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl2))
10418     return 0;
10419   
10420   /* Don't consider 'this' parameter.  */
10421   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
10422     args1 = TREE_CHAIN (args1);
10423   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
10424     args2 = TREE_CHAIN (args2);
10425
10426   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
10427   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
10428     return 0;
10429   
10430   /* Consider the return type for a conversion function */
10431   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
10432     {
10433       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
10434       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
10435       len++;
10436     }
10437   
10438   processing_template_decl++;
10439   
10440   while (len--)
10441     {
10442       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
10443       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
10444       int deduce1, deduce2;
10445       int quals1 = -1;
10446       int quals2 = -1;
10447
10448       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
10449         {
10450           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10451           quals1 = cp_type_quals (arg1);
10452         }
10453       
10454       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
10455         {
10456           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10457           quals2 = cp_type_quals (arg2);
10458         }
10459
10460       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
10461         {
10462           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
10463              array/function pointer decay to it.  This is not part of
10464              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
10465              for the function call itself, and with our earlier
10466              implementation of the underspecified partial ordering
10467              rules.  (nathan).  */
10468           if (quals1 >= 0)
10469             {
10470               switch (TREE_CODE (arg1))
10471                 {
10472                 case ARRAY_TYPE:
10473                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10474                   /* FALLTHROUGH. */
10475                 case FUNCTION_TYPE:
10476                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
10477                   break;
10478                   
10479                 default:
10480                   break;
10481                 }
10482             }
10483           else
10484             {
10485               switch (TREE_CODE (arg2))
10486                 {
10487                 case ARRAY_TYPE:
10488                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10489                   /* FALLTHROUGH. */
10490                 case FUNCTION_TYPE:
10491                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
10492                   break;
10493                   
10494                 default:
10495                   break;
10496                 }
10497             }
10498         }
10499       
10500       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
10501       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
10502       
10503       deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
10504       deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
10505
10506       if (!deduce1)
10507         better2 = -1;
10508       if (!deduce2)
10509         better1 = -1;
10510       if (better1 < 0 && better2 < 0)
10511         /* We've failed to deduce something in either direction.
10512            These must be unordered.  */
10513         break;
10514       
10515       if (deduce1 && deduce2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
10516         {
10517           /* Deduces in both directions, see if quals can
10518              disambiguate.  Pretend the worse one failed to deduce. */
10519           if ((quals1 & quals2) == quals2)
10520             deduce1 = 0;
10521           if ((quals1 & quals2) == quals1)
10522             deduce2 = 0;
10523         }
10524       if (deduce1 && !deduce2 && !better2)
10525         better2 = 1;
10526       if (deduce2 && !deduce1 && !better1)
10527         better1 = 1;
10528       
10529       args1 = TREE_CHAIN (args1);
10530       args2 = TREE_CHAIN (args2);
10531     }
10532
10533   processing_template_decl--;
10534
10535   return (better1 > 0) - (better2 > 0);
10536 }
10537
10538 /* Given two class template specialization list nodes PAT1 and PAT2, return:
10539
10540    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.class.order].
10541    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10542    0 if neither is more specialized.
10543
10544    FULL_ARGS is the full set of template arguments that triggers this
10545    partial ordering.  */
10546    
10547 int
10548 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2, tree full_args)
10549 {
10550   tree targs;
10551   int winner = 0;
10552
10553   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between 
10554      different class template specializations, we may encounter dependent
10555      types in the arguments, and we need our dependency check functions
10556      to behave correctly.  */
10557   ++processing_template_decl;
10558   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1), TREE_PURPOSE (pat1),
10559                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat2)));
10560   if (targs)
10561     --winner;
10562
10563   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2), TREE_PURPOSE (pat2),
10564                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat1)));
10565   if (targs)
10566     ++winner;
10567   --processing_template_decl;
10568
10569   return winner;
10570 }
10571
10572 /* Return the template arguments that will produce the function signature
10573    DECL from the function template FN, with the explicit template
10574    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
10575    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
10576    found.  */
10577    
10578 static tree
10579 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
10580 {
10581   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
10582   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
10583   tree decl_type;
10584   tree decl_arg_types;
10585
10586   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
10587      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
10588      FN.  */
10589   decl_type = TREE_TYPE (decl);
10590   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
10591     {
10592       tree tmpl;
10593       tree converted_args;
10594
10595       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10596         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10597       else
10598         /* We can get here for some invalid specializations.  */
10599         return NULL_TREE;
10600
10601       converted_args
10602         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
10603                                   explicit_args, NULL_TREE,
10604                                   tf_none, /*require_all_arguments=*/0));
10605       if (converted_args == error_mark_node)
10606         return NULL_TREE;
10607       
10608       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE); 
10609       if (decl_type == error_mark_node)
10610         return NULL_TREE;
10611     }
10612
10613   decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
10614   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
10615   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
10616     decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
10617
10618   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs, 
10619                            decl_arg_types,
10620                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
10621                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
10622                            DEDUCE_EXACT))
10623     return NULL_TREE;
10624
10625   return targs;
10626 }
10627
10628 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
10629    template specialization whose innermost template parameters are
10630    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
10631    ARGS.  
10632
10633    For example, suppose we have:
10634
10635      template <class T, class U> struct S {};
10636      template <class T> struct S<T*, int> {};
10637
10638    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
10639    {T}, the PARMS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
10640    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
10641    is bound to `double'.  */
10642
10643 static tree
10644 get_class_bindings (tree tparms, tree parms, tree args)
10645 {
10646   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
10647   tree vec = make_tree_vec (ntparms);
10648
10649   if (unify (tparms, vec, parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
10650              UNIFY_ALLOW_NONE))
10651     return NULL_TREE;
10652
10653   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
10654     if (! TREE_VEC_ELT (vec, i))
10655       return NULL_TREE;
10656
10657   if (verify_class_unification (vec, parms, args))
10658     return NULL_TREE;
10659
10660   return vec;
10661 }
10662
10663 /* In INSTANTIATIONS is a list of <INSTANTIATION, TEMPLATE> pairs.
10664    Pick the most specialized template, and return the corresponding
10665    instantiation, or if there is no corresponding instantiation, the
10666    template itself.  If there is no most specialized template,
10667    error_mark_node is returned.  If there are no templates at all,
10668    NULL_TREE is returned.  */
10669
10670 tree
10671 most_specialized_instantiation (tree instantiations)
10672 {
10673   tree fn, champ;
10674
10675   if (!instantiations)
10676     return NULL_TREE;
10677   
10678   ++processing_template_decl;
10679   
10680   champ = instantiations;
10681   for (fn = TREE_CHAIN (instantiations); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10682     {
10683       int fate = 0;
10684       
10685       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10686                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10687                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10688         fate--;
10689
10690       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10691                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10692                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10693         fate++;
10694       
10695       if (fate != 1)
10696         {
10697           if (!fate)
10698             /* Equally specialized, move to next function.  If there
10699                is no next function, nothing's most specialized.  */
10700             fn = TREE_CHAIN (fn);
10701           champ = fn;
10702         }
10703     }
10704   
10705   if (champ)
10706     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
10707        instantiation list.  */
10708     for (fn = instantiations; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
10709       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10710                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10711                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
10712           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10713                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10714                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10715         {
10716           champ = NULL_TREE;
10717           break;
10718         }
10719   
10720   processing_template_decl--;
10721   
10722   if (!champ)
10723     return error_mark_node;
10724
10725   return TREE_PURPOSE (champ) ? TREE_PURPOSE (champ) : TREE_VALUE (champ);
10726 }
10727
10728 /* Return the most specialized of the list of templates in FNS that can
10729    produce an instantiation matching DECL, given the explicit template
10730    arguments EXPLICIT_ARGS.  */
10731
10732 static tree
10733 most_specialized (tree fns, tree decl, tree explicit_args)
10734 {
10735   tree candidates = NULL_TREE;
10736   tree fn, args;
10737
10738   for (fn = fns; fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10739     {
10740       tree candidate = TREE_VALUE (fn);
10741
10742       args = get_bindings (candidate, decl, explicit_args, /*check_ret=*/true);
10743       if (args)
10744         candidates = tree_cons (NULL_TREE, candidate, candidates);
10745     }
10746
10747   return most_specialized_instantiation (candidates);
10748 }
10749
10750 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
10751    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
10752
10753    For example, given:
10754
10755      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
10756
10757    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
10758    the full template.  This function will not trace past partial
10759    specializations, however.  For example, given in addition:
10760
10761      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
10762
10763    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
10764    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
10765
10766 tree
10767 most_general_template (tree decl)
10768 {
10769   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
10770      an immediate specialization.  */
10771   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
10772     {
10773       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
10774         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10775
10776         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
10777            template friend.  */
10778         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
10779           return NULL_TREE;
10780       } else
10781         return NULL_TREE;
10782     }
10783
10784   /* Look for more and more general templates.  */
10785   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10786     {
10787       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
10788          (See cp-tree.h for details.)  */
10789       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
10790         break;
10791
10792       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
10793           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
10794         break;
10795
10796       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
10797       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
10798           && DECL_CONTEXT (decl)
10799           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
10800         break;
10801
10802       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10803     }
10804
10805   return decl;
10806 }
10807
10808 /* Return the most specialized of the class template specializations
10809    of TMPL which can produce an instantiation matching ARGS, or
10810    error_mark_node if the choice is ambiguous.  */
10811
10812 static tree
10813 most_specialized_class (tree tmpl, tree args)
10814 {
10815   tree list = NULL_TREE;
10816   tree t;
10817   tree champ;
10818   int fate;
10819
10820   tmpl = most_general_template (tmpl);
10821   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
10822     {
10823       tree spec_args 
10824         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args);
10825       if (spec_args)
10826         {
10827           list = tree_cons (TREE_PURPOSE (t), TREE_VALUE (t), list);
10828           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
10829         }
10830     }
10831
10832   if (! list)
10833     return NULL_TREE;
10834
10835   t = list;
10836   champ = t;
10837   t = TREE_CHAIN (t);
10838   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
10839     {
10840       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10841       if (fate == 1)
10842         ;
10843       else
10844         {
10845           if (fate == 0)
10846             {
10847               t = TREE_CHAIN (t);
10848               if (! t)
10849                 return error_mark_node;
10850             }
10851           champ = t;
10852         }
10853     }
10854
10855   for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
10856     {
10857       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10858       if (fate != 1)
10859         return error_mark_node;
10860     }
10861
10862   return champ;
10863 }
10864
10865 /* Explicitly instantiate DECL.  */
10866
10867 void
10868 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
10869 {
10870   tree result = NULL_TREE;
10871   int extern_p = 0;
10872
10873   if (!decl)
10874     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
10875        an appropriate message.  */
10876     return;
10877   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
10878     {
10879       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
10880       return;
10881     }
10882   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
10883     {
10884       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
10885          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
10886          the latter, the DECL we get back will be marked as a
10887          template instantiation, and the appropriate
10888          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
10889          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
10890          should handle VAR_DECLs as it currently handles
10891          FUNCTION_DECLs.  */
10892       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
10893       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
10894         {
10895           error ("no matching template for %qD found", decl);
10896           return;
10897         }
10898     }
10899   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
10900     {
10901       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
10902       return;
10903     }
10904   else
10905     result = decl;
10906
10907   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
10908      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
10909      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
10910      until we get here.  */
10911
10912   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
10913     {
10914       /* DR 259 [temp.spec].
10915
10916          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
10917          specialization shall not appear in a program unless the explicit
10918          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
10919
10920          For a given set of template parameters, if an explicit
10921          instantiation of a template appears after a declaration of an
10922          explicit specialization for that template, the explicit
10923          instantiation has no effect.  */
10924       return;
10925     }
10926   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
10927     {
10928       /* [temp.spec]
10929
10930          No program shall explicitly instantiate any template more
10931          than once.  
10932
10933          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
10934          the first instantiation was `extern' and the second is not,
10935          and EXTERN_P for the opposite case.  */
10936       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
10937         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
10938       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
10939          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
10940       if (extern_p)
10941         return;
10942     }
10943   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
10944     {
10945       error ("no matching template for %qD found", result);
10946       return;
10947     }
10948   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
10949     {
10950       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
10951       return;
10952     }
10953
10954   if (storage == NULL_TREE)
10955     ;
10956   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
10957     {
10958       if (pedantic && !in_system_header)
10959         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
10960                  "instantiations");
10961       extern_p = 1;
10962     }
10963   else
10964     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
10965
10966   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
10967   if (! extern_p)
10968     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1, /*undefined_ok=*/0);
10969 }
10970
10971 void
10972 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
10973 {
10974   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
10975   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
10976   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
10977   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
10978   if (! extern_p)
10979     {
10980       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
10981       rest_of_type_compilation (t, 1);
10982     }
10983 }     
10984
10985 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
10986    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
10987 static void
10988 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
10989 {
10990   tree storage = *(tree *) data;
10991
10992   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
10993       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
10994     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
10995 }
10996
10997 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
10998    (a member function or a static member variable) of an
10999    explicitly instantiated class template.  */
11000 static void
11001 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
11002 {
11003   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
11004   if (! extern_p)
11005     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1, /* undefined_ok=*/1);
11006 }
11007
11008 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
11009    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
11010    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
11011    since the standard is unclear (as detailed below).  */
11012  
11013 void
11014 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
11015 {
11016   int extern_p = 0;
11017   int nomem_p = 0;
11018   int static_p = 0;
11019   int previous_instantiation_extern_p = 0;
11020
11021   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
11022     t = TREE_TYPE (t);
11023
11024   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
11025     {
11026       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
11027       return;
11028     }
11029
11030   complete_type (t);
11031
11032   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
11033     {
11034       if (complain & tf_error)
11035         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
11036                t);
11037       return;
11038     }
11039
11040   if (storage != NULL_TREE)
11041     {
11042       if (pedantic && !in_system_header)
11043         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations", 
11044                 storage);
11045
11046       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
11047         nomem_p = 1;
11048       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11049         extern_p = 1;
11050       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
11051         static_p = 1;
11052       else
11053         {
11054           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
11055                  storage);
11056           extern_p = 0;
11057         }
11058     }
11059
11060   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
11061     {
11062       /* DR 259 [temp.spec].
11063
11064          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11065          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11066          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11067
11068          For a given set of template parameters, if an explicit
11069          instantiation of a template appears after a declaration of an
11070          explicit specialization for that template, the explicit
11071          instantiation has no effect.  */
11072       return;
11073     }
11074   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
11075     {
11076       /* [temp.spec]
11077
11078          No program shall explicitly instantiate any template more
11079          than once.  
11080
11081          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
11082          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
11083          These cases are OK.  */
11084       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
11085
11086       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
11087           && (complain & tf_error))
11088         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
11089       
11090       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
11091       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
11092         return;
11093     }
11094
11095   mark_class_instantiated (t, extern_p);
11096
11097   if (nomem_p)
11098     return;
11099
11100   {
11101     tree tmp;
11102
11103     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
11104        declarations, and not the definitions, of members are
11105        instantiated, we have here:
11106
11107          [temp.explicit]
11108
11109          The explicit instantiation of a class template specialization
11110          implies the instantiation of all of its members not
11111          previously explicitly specialized in the translation unit
11112          containing the explicit instantiation.  
11113
11114        Of course, we can't instantiate member template classes, since
11115        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
11116        is unclear on whether the instantiation of the members are
11117        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
11118        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
11119
11120     if (! static_p)
11121       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11122         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
11123             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11124           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11125
11126     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11127       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11128         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11129
11130     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11131       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11132                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11133   }
11134 }
11135
11136 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11137    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11138    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11139    should occur for DECL, not the most general template.
11140
11141    One reason for doing this is a scenario like this:
11142
11143      template <class T>
11144      void f(const T&, int i);
11145
11146      void g() { f(3, 7); }
11147
11148      template <class T>
11149      void f(const T& t, const int i) { }
11150
11151    Note that when the template is first instantiated, with
11152    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11153    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11154    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11155
11156 static void
11157 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11158 {
11159   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11160      template.  */
11161   tree args;
11162   tree code_pattern;
11163
11164   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11165   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11166
11167   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11168      correctly.  */
11169   push_access_scope (decl);
11170
11171   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11172     {
11173       tree decl_parm;
11174       tree pattern_parm;
11175       tree specs;
11176       int args_depth;
11177       int parms_depth;
11178       
11179       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11180       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)); 
11181       if (args_depth > parms_depth)
11182         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11183
11184       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11185                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11186       if (specs)
11187         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11188                                                     specs);
11189
11190       /* Merge parameter declarations.  */
11191       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl, 
11192                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11193       pattern_parm 
11194         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11195                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11196       while (decl_parm)
11197         {
11198           tree parm_type;
11199           tree attributes;
11200
11201           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11202             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11203           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11204                               NULL_TREE);
11205           parm_type = type_decays_to (parm_type);
11206           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11207             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11208           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
11209           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
11210             {
11211               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
11212               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
11213             }
11214           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11215           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11216         }
11217
11218       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11219       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11220           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11221         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11222       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11223         DECL_INLINE (decl) = 1;
11224     }
11225   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11226     {
11227       if (!DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)
11228           && DECL_INITIAL (code_pattern))
11229         DECL_INITIAL (decl) = 
11230           tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args, 
11231                        tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11232     }
11233   else
11234     gcc_unreachable ();
11235
11236   pop_access_scope (decl);
11237 }
11238
11239 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11240    substituted to get DECL.  */
11241
11242 tree
11243 template_for_substitution (tree decl)
11244 {
11245   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11246
11247   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11248      for the instantiation.  This is not always the most general
11249      template.  Consider, for example:
11250
11251         template <class T>
11252         struct S { template <class U> void f();
11253                    template <> void f<int>(); };
11254
11255      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
11256      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
11257   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
11258             more general template.  */
11259          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11260            /* We must also deal with friend templates.  Given:
11261
11262                 template <class T> struct S { 
11263                   template <class U> friend void f() {};
11264                 };
11265
11266               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
11267               so far as the language is concerned, but that's still
11268               where we get the pattern for the instantiation from.  On
11269               other hand, if the definition comes outside the class, say:
11270
11271                 template <class T> struct S { 
11272                   template <class U> friend void f();
11273                 };
11274                 template <class U> friend void f() {}
11275
11276               we don't need to look any further.  That's what the check for
11277               DECL_INITIAL is for.  */
11278           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
11279               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11280               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
11281     {
11282       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
11283          were a definition, we should be using it!  Note that we
11284          cannot restructure the loop to just keep going until we find
11285          a template with a definition, since that might go too far if
11286          a specialization was declared, but not defined.  */
11287       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
11288                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
11289       
11290       /* Fetch the more general template.  */
11291       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
11292     }
11293
11294   return tmpl;
11295 }
11296
11297 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
11298    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
11299    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
11300    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
11301    If UNDEFINED_OK is nonzero, then instead we treat it as an implicit
11302    instantiation.  UNDEFINED_OK is nonzero only if we are being used
11303    to instantiate the members of an explicitly instantiated class
11304    template.  */
11305
11306
11307 tree
11308 instantiate_decl (tree d, int defer_ok, int undefined_ok)
11309 {
11310   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
11311   tree gen_args;
11312   tree args;
11313   tree td;
11314   tree code_pattern;
11315   tree spec;
11316   tree gen_tmpl;
11317   int pattern_defined;
11318   int need_push;
11319   location_t saved_loc = input_location;
11320   
11321   /* This function should only be used to instantiate templates for
11322      functions and static member variables.  */
11323   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11324               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
11325
11326   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
11327      are instantiated right away.  That allows for better code in the
11328      case that an expression refers to the value of the variable --
11329      if the variable has a constant value the referring expression can
11330      take advantage of that fact.  */
11331   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11332     defer_ok = 0;
11333
11334   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
11335      functions they cloned.  */
11336   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
11337     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
11338
11339   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
11340     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
11341        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
11342        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
11343        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
11344        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
11345     return d;
11346
11347   /* If we already have a specialization of this declaration, then
11348      there's no reason to instantiate it.  Note that
11349      retrieve_specialization gives us both instantiations and
11350      specializations, so we must explicitly check
11351      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
11352   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
11353   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
11354   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
11355                                   /*class_specializations_p=*/false);
11356   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
11357     return spec;
11358
11359   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
11360   if (! push_tinst_level (d))
11361     return d;
11362
11363   timevar_push (TV_PARSE);
11364
11365   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
11366   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
11367
11368   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11369      for the instantiation.  */
11370   td = template_for_substitution (d);
11371   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
11372
11373   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
11374       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
11375     /* In the case of a friend template whose definition is provided
11376        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
11377        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
11378     args = get_innermost_template_args
11379       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
11380   else
11381     args = gen_args;
11382
11383   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11384     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
11385   else
11386     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
11387   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
11388      the linkage of D, remember that a definition is available for
11389      this entity.  */
11390   if (pattern_defined 
11391       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11392       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
11393     mark_definable (d);
11394
11395   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11396
11397   if (! pattern_defined && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d) && undefined_ok)
11398     {
11399       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
11400       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
11401     }
11402
11403   if (!defer_ok)
11404     {
11405       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
11406          about ignoring cv qualifiers.  */
11407       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
11408       tree type = TREE_TYPE (gen);
11409
11410       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11411          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
11412          right context.  */
11413       push_access_scope (d);
11414
11415       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
11416         {
11417           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11418           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
11419                   tf_error | tf_warning, d);
11420           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
11421              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
11422              The function arguments are the same as the decl_arguments
11423              without the top level cv qualifiers.  */
11424           type = TREE_TYPE (type);
11425         }
11426       tsubst (type, gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11427
11428       pop_access_scope (d);
11429     }
11430   
11431   /* We should have set up DECL_INITIAL in instantiate_class_template
11432      for in-class definitions of static data members.  */
11433   gcc_assert (!(TREE_CODE (d) == VAR_DECL 
11434                 && DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d)
11435                 && DECL_INITIAL (d) == NULL_TREE));
11436
11437   /* Do not instantiate templates that we know will be defined
11438      elsewhere.  */
11439   if (DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11440       && DECL_REALLY_EXTERN (d)
11441       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL 
11442             && DECL_INLINE (d)))
11443     goto out;
11444   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
11445      forbidden from doing so.  We restore the source position here
11446      because it's used by add_pending_template.  */
11447   else if (! pattern_defined || defer_ok)
11448     {
11449       input_location = saved_loc;
11450
11451       if (at_eof && !pattern_defined 
11452           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
11453         /* [temp.explicit]
11454
11455            The definition of a non-exported function template, a
11456            non-exported member function template, or a non-exported
11457            member function or static data member of a class template
11458            shall be present in every translation unit in which it is
11459            explicitly instantiated.  */
11460         pedwarn
11461           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
11462
11463       add_pending_template (d);
11464       goto out;
11465     }
11466   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
11467      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
11468   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
11469     {
11470       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
11471          requested instantiation in the PCH it is still possible that
11472          an instantiation will be required in a file that includes the
11473          PCH.  */
11474       if (pch_file)
11475         add_pending_template (d);
11476       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
11477          job, even though we'll not be emitting a copy of this
11478          function.  */
11479       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11480             && flag_inline_trees 
11481             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
11482         goto out;
11483     }
11484
11485   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
11486   if (need_push)
11487     push_to_top_level ();
11488
11489   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
11490      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
11491   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
11492
11493   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
11494      by a subsequent redeclaration.  */
11495   regenerate_decl_from_template (d, td);
11496
11497   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
11498      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
11499   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11500
11501   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11502     {
11503       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
11504          since we've reset the type of the declaration.  */
11505       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
11506       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
11507
11508       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
11509          initializer.  That function will defer actual emission until
11510          we have a chance to determine linkage.  */
11511       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
11512
11513       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
11514       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11515       cp_finish_decl (d, 
11516                       (!DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d) 
11517                        ? DECL_INITIAL (d) : NULL_TREE),
11518                       NULL_TREE, 0);
11519       pop_nested_class ();
11520     }
11521   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11522     {
11523       htab_t saved_local_specializations;
11524       tree subst_decl;
11525       tree tmpl_parm;
11526       tree spec_parm;
11527
11528       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
11529          template from within the body of another.  */
11530       saved_local_specializations = local_specializations;
11531
11532       /* Set up the list of local specializations.  */
11533       local_specializations = htab_create (37, 
11534                                            hash_local_specialization,
11535                                            eq_local_specializations,
11536                                            NULL);
11537
11538       /* Set up context.  */
11539       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
11540
11541       /* Create substitution entries for the parameters.  */
11542       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
11543       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
11544       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
11545       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
11546         {
11547           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11548           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
11549           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
11550         }
11551       while (tmpl_parm)
11552         {
11553           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11554           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
11555           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
11556         }
11557       gcc_assert (!spec_parm);
11558
11559       /* Substitute into the body of the function.  */
11560       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
11561                    tf_error | tf_warning, tmpl);
11562
11563       /* We don't need the local specializations any more.  */
11564       htab_delete (local_specializations);
11565       local_specializations = saved_local_specializations;
11566
11567       /* Finish the function.  */
11568       d = finish_function (0);
11569       expand_or_defer_fn (d);
11570     }
11571
11572   /* We're not deferring instantiation any more.  */
11573   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
11574
11575   if (need_push)
11576     pop_from_top_level ();
11577
11578 out:
11579   input_location = saved_loc;
11580   pop_deferring_access_checks ();
11581   pop_tinst_level ();
11582
11583   timevar_pop (TV_PARSE);
11584
11585   return d;
11586 }
11587
11588 /* Run through the list of templates that we wish we could
11589    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
11590    number of times we retry pending template instantiation.  */
11591
11592 void
11593 instantiate_pending_templates (int retries)
11594 {
11595   tree *t;
11596   tree last = NULL_TREE;
11597   int reconsider;
11598   location_t saved_loc = input_location;
11599   int saved_in_system_header = in_system_header;
11600
11601   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
11602      may require further template instantiations.  We place a limit here
11603      to avoid infinite loop.  */
11604   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
11605     {
11606       cp_error_at ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
11607                    " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)"
11608                    " instantiating %q+D, possibly from virtual table"
11609                    " generation",
11610                    max_tinst_depth, TREE_VALUE (pending_templates));
11611       return;
11612     }
11613
11614   do 
11615     {
11616       reconsider = 0;
11617
11618       t = &pending_templates;
11619       while (*t)
11620         {
11621           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
11622
11623           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
11624
11625           if (TYPE_P (instantiation))
11626             {
11627               tree fn;
11628
11629               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11630                 {
11631                   instantiate_class_template (instantiation);
11632                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
11633                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation); 
11634                          fn;
11635                          fn = TREE_CHAIN (fn))
11636                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
11637                         instantiate_decl (fn, /*defer_ok=*/0,
11638                                           /*undefined_ok=*/0);
11639                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11640                     reconsider = 1;
11641                 }
11642
11643               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11644                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11645                    need to consider it again in the future.  */
11646                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11647               else
11648                 {
11649                   last = *t;
11650                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11651                 }
11652             }
11653           else
11654             {
11655               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11656                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11657                 {
11658                   instantiation = instantiate_decl (instantiation,
11659                                                     /*defer_ok=*/0,
11660                                                     /*undefined_ok=*/0);
11661                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11662                     reconsider = 1;
11663                 }
11664
11665               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11666                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11667                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11668                    need to consider it again in the future.  */
11669                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11670               else
11671                 {
11672                   last = *t;
11673                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11674                 }
11675             }
11676           tinst_depth = 0;
11677           current_tinst_level = NULL_TREE;
11678         }
11679       last_pending_template = last;
11680     } 
11681   while (reconsider);
11682
11683   input_location = saved_loc;
11684   in_system_header = saved_in_system_header;
11685 }
11686
11687 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
11688    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
11689    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
11690    instantiate_decl.  */
11691
11692 static tree
11693 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
11694 {
11695   tree inits = NULL_TREE;
11696
11697   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11698     {
11699       tree decl;
11700       tree init;
11701
11702       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11703                           NULL_TREE);
11704       decl = expand_member_init (decl);
11705       if (decl && !DECL_P (decl))
11706         in_base_initializer = 1;
11707       
11708       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11709                           NULL_TREE);
11710       in_base_initializer = 0;
11711
11712       if (decl)
11713         {
11714           init = build_tree_list (decl, init);
11715           TREE_CHAIN (init) = inits;
11716           inits = init;
11717         }
11718     }
11719   return inits;
11720 }
11721
11722 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
11723
11724 static void
11725 set_current_access_from_decl (tree decl)
11726 {
11727   if (TREE_PRIVATE (decl))
11728     current_access_specifier = access_private_node;
11729   else if (TREE_PROTECTED (decl))
11730     current_access_specifier = access_protected_node;
11731   else
11732     current_access_specifier = access_public_node;
11733 }
11734
11735 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
11736    is the instantiation (which should have been created with
11737    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
11738
11739 static void
11740 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
11741 {
11742   tree e;
11743
11744   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
11745     {
11746       tree value;
11747       tree decl;
11748
11749       decl = TREE_VALUE (e);
11750       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
11751          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
11752       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl), 
11753                            args, tf_error | tf_warning,
11754                            NULL_TREE);
11755
11756       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
11757       set_current_access_from_decl (decl);
11758
11759       /* Actually build the enumerator itself.  */
11760       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag); 
11761     }
11762
11763   finish_enum (newtag);
11764   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
11765     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
11766 }
11767
11768 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
11769    its type -- but without substituting the innermost set of template
11770    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
11771    the type.  */
11772
11773 tree 
11774 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
11775 {
11776   tree fn_type;
11777   tree tmpl;
11778   tree targs;
11779   tree tparms;
11780   int parm_depth;
11781
11782   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11783   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
11784   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
11785   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
11786
11787   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
11788      of parameters.  */
11789   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
11790
11791   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
11792
11793   if (parm_depth == 1)
11794     /* No substitution is necessary.  */
11795     ;
11796   else
11797     {
11798       int i, save_access_control;
11799       tree partial_args;
11800
11801       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
11802          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
11803       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
11804       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
11805         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
11806                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
11807       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
11808                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
11809                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
11810
11811       /* Disable access control as this function is used only during
11812          name-mangling.  */
11813       save_access_control = flag_access_control;
11814       flag_access_control = 0;
11815
11816       ++processing_template_decl;
11817       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
11818          appropriate function type.  */
11819       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
11820       --processing_template_decl;
11821
11822       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
11823          innermost set of parameters.  This step is important if the
11824          innermost set of template parameters contains value
11825          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
11826       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
11827       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
11828
11829       flag_access_control = save_access_control;
11830     }
11831
11832   return fn_type;
11833 }
11834
11835 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
11836    the last one involved in diagnostics.  */
11837 int
11838 problematic_instantiation_changed (void)
11839 {
11840   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
11841 }
11842
11843 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
11844 void
11845 record_last_problematic_instantiation (void)
11846 {
11847   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
11848 }
11849
11850 tree
11851 current_instantiation (void)
11852 {
11853   return current_tinst_level;
11854 }
11855
11856 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
11857    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
11858    warning messages under control of COMPLAIN.  */
11859
11860 static int
11861 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
11862 {
11863   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
11864     return 0;
11865   else if (POINTER_TYPE_P (type))
11866     return 0;
11867   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11868     return 0;
11869   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11870     return 0;
11871   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11872     return 0;
11873            
11874   if (complain & tf_error)
11875     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
11876   return 1;
11877 }
11878
11879 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
11880    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
11881
11882 static bool
11883 dependent_type_p_r (tree type)
11884 {
11885   tree scope;
11886
11887   /* [temp.dep.type]
11888
11889      A type is dependent if it is:
11890
11891      -- a template parameter. Template template parameters are types
11892         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
11893         them here.  */
11894   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM 
11895       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11896     return true;
11897   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
11898         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
11899         names a dependent type.  */
11900   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11901     return true;
11902   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
11903         dependent.  */
11904   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
11905   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
11906   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11907     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
11908             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE 
11909                                            (type)));
11910   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
11911            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11912     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
11913   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
11914            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
11915     {
11916       tree arg_type;
11917
11918       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
11919         return true;
11920       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type); 
11921            arg_type; 
11922            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
11923         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
11924           return true;
11925       return false;
11926     }
11927   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
11928         size is specified by a constant expression that is
11929         value-dependent.  */
11930   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
11931     {
11932       if (TYPE_DOMAIN (type)
11933           && ((value_dependent_expression_p 
11934                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
11935               || (type_dependent_expression_p
11936                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
11937         return true;
11938       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
11939     }
11940   
11941   /* -- a template-id in which either the template name is a template
11942      parameter ...  */
11943   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11944     return true;
11945   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
11946         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
11947   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
11948            && (any_dependent_template_arguments_p 
11949                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
11950     return true;
11951   
11952   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
11953      expression is not type-dependent, then it should already been
11954      have resolved.  */
11955   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
11956     return true;
11957   
11958   /* The standard does not specifically mention types that are local
11959      to template functions or local classes, but they should be
11960      considered dependent too.  For example:
11961
11962        template <int I> void f() { 
11963          enum E { a = I }; 
11964          S<sizeof (E)> s;
11965        }
11966
11967      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
11968      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
11969   scope = TYPE_CONTEXT (type);
11970   if (scope && TYPE_P (scope))
11971     return dependent_type_p (scope);
11972   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
11973     return type_dependent_expression_p (scope);
11974
11975   /* Other types are non-dependent.  */
11976   return false;
11977 }
11978
11979 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
11980    [temp.dep.type].  */
11981
11982 bool
11983 dependent_type_p (tree type)
11984 {
11985   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
11986      any dependent types.  */
11987   if (!processing_template_decl)
11988     return false;
11989
11990   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
11991      in question; in that case, the type is dependent.  */
11992   if (!type)
11993     return true;
11994
11995   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
11996   if (type == error_mark_node)
11997     return false;
11998
11999   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
12000      do so now.  */
12001   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
12002     {
12003       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
12004       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
12005     }
12006
12007   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
12008 }
12009
12010 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
12011
12012 static bool
12013 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
12014 {
12015   tree scope;
12016   tree name;
12017
12018   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
12019
12020   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12021     return true;
12022
12023   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
12024   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
12025
12026   /* [temp.dep.expr]
12027
12028      An id-expression is type-dependent if it contains a
12029      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
12030      dependent type.  */
12031   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
12032      qualifying type is the current class, then we must peek
12033      inside it.  */
12034   if (DECL_P (name) 
12035       && currently_open_class (scope)
12036       && !criterion (name))
12037     return false;
12038   if (dependent_type_p (scope))
12039     return true;
12040
12041   return false;
12042 }
12043
12044 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
12045    [temp.dep.constexpr] */
12046
12047 bool
12048 value_dependent_expression_p (tree expression)
12049 {
12050   if (!processing_template_decl)
12051     return false;
12052
12053   /* A name declared with a dependent type.  */
12054   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
12055     return true;
12056   
12057   switch (TREE_CODE (expression))
12058     {
12059     case IDENTIFIER_NODE:
12060       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
12061       return true;
12062
12063     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12064       /* A non-type template parm.  */
12065       return true;
12066
12067     case CONST_DECL:
12068       /* A non-type template parm.  */
12069       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12070         return true;
12071       return false;
12072
12073     case VAR_DECL:
12074        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized 
12075           with an expression that is value-dependent.  */
12076       if (DECL_INITIAL (expression)
12077           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
12078           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
12079         return true;
12080       return false;
12081
12082     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12083     case STATIC_CAST_EXPR:
12084     case CONST_CAST_EXPR:
12085     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12086     case CAST_EXPR:
12087       /* These expressions are value-dependent if the type to which
12088          the cast occurs is dependent or the expression being casted
12089          is value-dependent.  */
12090       {
12091         tree type = TREE_TYPE (expression);
12092         
12093         if (dependent_type_p (type))
12094           return true;
12095         
12096         /* A functional cast has a list of operands.  */
12097         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12098         if (!expression)
12099           {
12100             /* If there are no operands, it must be an expression such
12101                as "int()". This should not happen for aggregate types
12102                because it would form non-constant expressions.  */
12103             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
12104             
12105             return false;
12106           }
12107         
12108         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
12109           {
12110             for (; expression; expression = TREE_CHAIN (expression))
12111               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (expression)))
12112                 return true;
12113             return false;
12114           }
12115         
12116         return value_dependent_expression_p (expression);
12117       }
12118       
12119     case SIZEOF_EXPR:
12120     case ALIGNOF_EXPR:
12121       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
12122          type-dependent.  */
12123       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12124       if (TYPE_P (expression))
12125         return dependent_type_p (expression);
12126       return type_dependent_expression_p (expression);
12127
12128     case SCOPE_REF:
12129       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
12130
12131     case COMPONENT_REF:
12132       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
12133               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
12134
12135     case CALL_EXPR:
12136       /* A CALL_EXPR is value-dependent if any argument is
12137          value-dependent.  Why do we have to handle CALL_EXPRs in this
12138          function at all?  First, some function calls, those for which
12139          value_dependent_expression_p is true, man appear in constant
12140          expressions.  Second, there appear to be bugs which result in
12141          other CALL_EXPRs reaching this point. */
12142       {
12143         tree function = TREE_OPERAND (expression, 0);
12144         tree args = TREE_OPERAND (expression, 1);
12145         
12146         if (value_dependent_expression_p (function))
12147           return true;
12148         
12149         if (! args)
12150           return false;
12151         
12152         if (TREE_CODE (args) == TREE_LIST)
12153           {
12154             for (; args; args = TREE_CHAIN (args))
12155               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (args)))
12156                 return true;
12157             return false;
12158           }
12159         
12160         return value_dependent_expression_p (args);
12161       }
12162
12163     default:
12164       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
12165          value-dependent.  */
12166       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12167         {
12168         case tcc_reference:
12169         case tcc_unary:
12170           return (value_dependent_expression_p 
12171                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12172           
12173         case tcc_comparison:
12174         case tcc_binary:
12175           return ((value_dependent_expression_p 
12176                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12177                   || (value_dependent_expression_p 
12178                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12179           
12180         case tcc_expression:
12181           {
12182             int i;
12183             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12184               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12185                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12186                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12187                  make the expression dependent.  */
12188               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12189                   && (value_dependent_expression_p
12190                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12191                 return true;
12192             return false;
12193           }
12194               
12195         default:
12196           break;
12197         }
12198     }
12199   
12200   /* The expression is not value-dependent.  */
12201   return false;
12202 }
12203
12204 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
12205    [temp.dep.expr].  */
12206
12207 bool
12208 type_dependent_expression_p (tree expression)
12209 {
12210   if (!processing_template_decl)
12211     return false;
12212
12213   if (expression == error_mark_node)
12214     return false;
12215
12216   /* An unresolved name is always dependent.  */
12217   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12218     return true;
12219   
12220   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
12221   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
12222       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
12223       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
12224       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
12225       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
12226       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
12227       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
12228     return false;
12229
12230   /* The types of these expressions depends only on the type to which
12231      the cast occurs.  */
12232   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
12233       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
12234       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
12235       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
12236       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
12237     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
12238
12239   /* The types of these expressions depends only on the type created
12240      by the expression.  */
12241   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
12242       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
12243     {
12244       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
12245          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
12246          operand 1.  */
12247       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
12248       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
12249         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
12250            as well.  */
12251         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
12252                || value_dependent_expression_p
12253                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
12254       else
12255         return dependent_type_p (type);
12256     }
12257
12258   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
12259       && dependent_scope_ref_p (expression,
12260                                 type_dependent_expression_p))
12261     return true;
12262
12263   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
12264       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
12265       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
12266       && (any_dependent_template_arguments_p
12267           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
12268     return true;
12269
12270   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
12271       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12272     return false;
12273
12274   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
12275     {
12276       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
12277         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
12278       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
12279           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
12280         {
12281           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12282             return true;
12283           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
12284           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12285             return false;
12286         }
12287       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
12288       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
12289         return false;
12290       
12291       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
12292         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
12293       
12294       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12295         {
12296           if (any_dependent_template_arguments_p
12297               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
12298             return true;
12299           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12300         }
12301       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD);
12302       
12303       while (expression)
12304         {
12305           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
12306             return true;
12307           expression = OVL_NEXT (expression);
12308         }
12309       return false;
12310     }
12311   
12312   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
12313 }
12314
12315 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
12316    contains a type-dependent expression.  */
12317
12318 bool
12319 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
12320 {
12321   while (args)
12322     {
12323       tree arg = TREE_VALUE (args);
12324
12325       if (type_dependent_expression_p (arg))
12326         return true;
12327       args = TREE_CHAIN (args);
12328     }
12329   return false;
12330 }
12331
12332 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
12333
12334 static bool
12335 dependent_template_arg_p (tree arg)
12336 {
12337   if (!processing_template_decl)
12338     return false;
12339
12340   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
12341       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12342     return dependent_template_p (arg);
12343   else if (TYPE_P (arg))
12344     return dependent_type_p (arg);
12345   else
12346     return (type_dependent_expression_p (arg)
12347             || value_dependent_expression_p (arg));
12348 }
12349
12350 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
12351    any dependent arguments.  */
12352
12353 bool
12354 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
12355 {
12356   int i;
12357   int j;
12358
12359   if (!args)
12360     return false;
12361
12362   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
12363     {
12364       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
12365       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
12366         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
12367           return true;
12368     }
12369
12370   return false;
12371 }
12372
12373 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
12374
12375 bool
12376 dependent_template_p (tree tmpl)
12377 {
12378   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
12379     {
12380       while (tmpl)
12381         {
12382           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
12383             return true;
12384           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
12385         }
12386       return false;
12387     }
12388
12389   /* Template template parameters are dependent.  */
12390   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
12391       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12392     return true;
12393   /* So are names that have not been looked up.  */
12394   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
12395       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
12396     return true;
12397   /* So are member templates of dependent classes.  */
12398   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
12399     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
12400   return false;
12401 }
12402
12403 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
12404
12405 bool
12406 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
12407 {
12408   return (dependent_template_p (tmpl)
12409           || any_dependent_template_arguments_p (args));
12410 }
12411
12412 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
12413    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
12414    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
12415    templates and therefore should be used only in extremely limited
12416    situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this peering to the currently
12417    open classes hierarchy (which is required when comparing types).  */
12418
12419 tree
12420 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
12421 {
12422   tree scope;
12423   tree name;
12424   tree decl;
12425   int quals;
12426   tree pushed_scope;
12427
12428   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
12429
12430   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12431   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
12432
12433   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
12434      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
12435   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12436     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
12437   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
12438      TYPENAME_TYPE.  */
12439   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12440     return error_mark_node;
12441   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
12442      resolving the name.  */
12443   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12444     return type;
12445   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
12446      to look inside it.  */
12447   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
12448     return error_mark_node;
12449   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
12450      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
12451   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
12452   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
12453      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
12454      longer be considered a dependent type.  */
12455   pushed_scope = push_scope (scope);
12456   /* Look up the declaration.  */
12457   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
12458   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
12459   quals = cp_type_quals (type);
12460   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
12461      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
12462   if (!decl)
12463     type = error_mark_node;
12464   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
12465            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
12466     type = TREE_TYPE (decl);
12467   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
12468            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
12469     {
12470       tree tmpl;
12471       tree args;
12472       /* Obtain the template and the arguments.  */
12473       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
12474       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
12475       /* Instantiate the template.  */
12476       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
12477                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
12478     }
12479   else
12480     type = error_mark_node;
12481   /* Qualify the resulting type.  */
12482   if (type != error_mark_node && quals)
12483     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
12484   /* Leave the SCOPE.  */
12485   if (pushed_scope)
12486     pop_scope (pushed_scope);
12487
12488   return type;
12489 }
12490
12491 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
12492    for EXPR that can be used to compute the types of larger
12493    expressions containing EXPR.  */
12494
12495 tree
12496 build_non_dependent_expr (tree expr)
12497 {
12498   tree inner_expr;
12499
12500   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like 
12501      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
12502   if (null_ptr_cst_p (expr))
12503     return expr;
12504   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
12505      types.  */
12506   inner_expr = (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR ? 
12507                 TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
12508   if (TREE_CODE (inner_expr) == OVERLOAD 
12509       || TREE_CODE (inner_expr) == FUNCTION_DECL
12510       || TREE_CODE (inner_expr) == TEMPLATE_DECL
12511       || TREE_CODE (inner_expr) == TEMPLATE_ID_EXPR
12512       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
12513     return expr;
12514   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
12515   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
12516     return expr;
12517   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
12518      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
12519      cannot be used to initialize a "char *".  */
12520   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
12521     return expr;
12522   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
12523      reason to create a new node.  */
12524   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
12525     return expr;
12526   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
12527      There is at least one place where we want to know that a
12528      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
12529      expression, there are special rules if the second or third
12530      argument is a throw-expression.  */
12531   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
12532     return expr;
12533
12534   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
12535     return build3 (COND_EXPR,
12536                    TREE_TYPE (expr),
12537                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12538                    (TREE_OPERAND (expr, 1) 
12539                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
12540                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
12541                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
12542   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
12543       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
12544     return build2 (COMPOUND_EXPR,
12545                    TREE_TYPE (expr),
12546                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12547                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
12548       
12549   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.  
12550
12551      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
12552      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
12553      example:
12554
12555        template <typename T> void f<T& g>() { g(); } 
12556
12557      In the body of "f", the expression for "g" will have
12558      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
12559      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
12560      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
12561      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
12562      stripped here.  */
12563   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
12564 }
12565
12566 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
12567    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
12568    equivalent non-dependent expressions.  */
12569
12570 tree
12571 build_non_dependent_args (tree args)
12572 {
12573   tree a;
12574   tree new_args;
12575
12576   new_args = NULL_TREE;
12577   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
12578     new_args = tree_cons (NULL_TREE, 
12579                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
12580                           new_args);
12581   return nreverse (new_args);
12582 }
12583
12584 #include "gt-cp-pt.h"