OSDN Git Service

Give credit, where credit is due.
[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 "c-common.h"
38 #include "cp-tree.h"
39 #include "cp-objcp-common.h"
40 #include "tree-inline.h"
41 #include "decl.h"
42 #include "output.h"
43 #include "except.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "rtl.h"
46 #include "timevar.h"
47 #include "tree-iterator.h"
48
49 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
50    returning an int.  */
51 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
52
53 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
54    instantiations have been deferred, either because their definitions
55    were not yet available, or because we were putting off doing the work.
56    The TREE_PURPOSE of each entry is either a DECL (for a function or
57    static data member), or a TYPE (for a class) indicating what we are
58    hoping to instantiate.  The TREE_VALUE is not used.  */
59 static GTY(()) tree pending_templates;
60 static GTY(()) tree last_pending_template;
61
62 int processing_template_parmlist;
63 static int template_header_count;
64
65 static GTY(()) tree saved_trees;
66 static GTY(()) varray_type inline_parm_levels;
67 static size_t inline_parm_levels_used;
68
69 static GTY(()) tree current_tinst_level;
70
71 static GTY(()) tree saved_access_scope;
72
73 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
74    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
75    to the EXPR_STMT that is its result.  */
76 static tree cur_stmt_expr;
77
78 /* A map from local variable declarations in the body of the template
79    presently being instantiated to the corresponding instantiated
80    local variables.  */
81 static htab_t local_specializations;
82
83 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
84 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
85 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
86 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
87 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
88 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
89 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
90 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
91
92 static void push_access_scope (tree);
93 static void pop_access_scope (tree);
94 static int resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
95                                            unification_kind_t, int);
96 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
97                              unification_kind_t, int, bool);
98 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
99 static void add_pending_template (tree);
100 static void reopen_tinst_level (tree);
101 static tree classtype_mangled_name (tree);
102 static char* mangle_class_name_for_template (const char *, tree, tree);
103 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
104 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
105 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t, int);
106 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
107 static tree add_to_template_args (tree, tree);
108 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
109 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
110 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*); 
111 static int  type_unification_real (tree, tree, tree, tree,
112                                    int, unification_kind_t, int);
113 static void note_template_header (int);
114 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
115 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
116 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
117                                        tsubst_flags_t, int, tree);
118 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
119                                    struct pointer_set_t*);
120 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
121 static int inline_needs_template_parms (tree);
122 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
123 static tree retrieve_local_specialization (tree);
124 static void register_local_specialization (tree, tree);
125 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int);
126 static int mark_template_parm (tree, void *);
127 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
128 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
129 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
130 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
131 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
132 static int template_decl_level (tree);
133 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
134 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
135 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
136 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
137 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
138 static tree most_specialized (tree, tree, tree);
139 static tree most_specialized_class (tree, tree);
140 static int template_class_depth_real (tree, int);
141 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
142 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
143 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
144 static void check_specialization_scope (void);
145 static tree process_partial_specialization (tree);
146 static void set_current_access_from_decl (tree);
147 static void check_default_tmpl_args (tree, tree, int, int);
148 static tree tsubst_call_declarator_parms (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
149 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
150 static int verify_class_unification (tree, tree, tree);
151 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
152 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
153                                            tree, tree);
154 static tree determine_specialization (tree, tree, tree *, int, int);
155 static int template_args_equal (tree, tree);
156 static void tsubst_default_arguments (tree);
157 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
158 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
159 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
160 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
161 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
162 static bool dependent_type_p_r (tree);
163 static tree tsubst (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
164 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
165 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
166
167 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
168    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
169    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
170    instantiate_decl).  */
171
172 static void
173 push_access_scope (tree t)
174 {
175   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
176               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
177
178   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
179     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
180   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
181     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
182   else
183     push_to_top_level ();
184     
185   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
186     {
187       saved_access_scope = tree_cons
188         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
189       current_function_decl = t;
190     }
191 }
192
193 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
194    are processing.  */
195
196 static void
197 pop_access_scope (tree t)
198 {
199   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
200     {
201       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
202       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
203     }
204
205   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
206     pop_nested_class ();
207   else
208     pop_from_top_level ();
209 }
210
211 /* Do any processing required when DECL (a member template
212    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
213    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
214    itself is returned.  */
215
216 tree
217 finish_member_template_decl (tree decl)
218 {
219   if (decl == error_mark_node)
220     return error_mark_node;
221
222   gcc_assert (DECL_P (decl));
223
224   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
225     {
226       tree type;
227
228       type = TREE_TYPE (decl);
229       if (IS_AGGR_TYPE (type) 
230           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
231           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
232         {
233           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
234           check_member_template (tmpl);
235           return tmpl;
236         }
237       return NULL_TREE;
238     }
239   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
240     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
241   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
242     {
243       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
244         {
245           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
246           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
247         }
248       else
249         return decl;
250     } 
251   else
252     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
253
254   return error_mark_node;
255 }
256
257 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
258    
259    For example, in:
260      template <class T>
261      struct A
262      {
263        template <class U>
264        struct B {};
265      };
266
267    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.  
268    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
269    COUNT_SPECIALIZATIONS is 0 or if they are instantiations, not
270    specializations.  
271
272    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
273    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
274    always safe.  */
275
276 static int 
277 template_class_depth_real (tree type, int count_specializations)
278 {
279   int depth;
280
281   for (depth = 0; 
282        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
283        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL) 
284          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
285     {
286       if (TREE_CODE (type) != FUNCTION_DECL)
287         {
288           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
289               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type))
290               && ((count_specializations
291                    && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
292                   || uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type))))
293             ++depth;
294         }
295       else 
296         {
297           if (DECL_TEMPLATE_INFO (type)
298               && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (type))
299               && ((count_specializations
300                    && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
301                   || uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (type))))
302             ++depth;
303         }
304     }
305
306   return depth;
307 }
308
309 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
310    Like template_class_depth_real, but instantiations do not count in
311    the depth.  */
312
313 int 
314 template_class_depth (tree type)
315 {
316   return template_class_depth_real (type, /*count_specializations=*/0);
317 }
318
319 /* Returns 1 if processing DECL as part of do_pending_inlines
320    needs us to push template parms.  */
321
322 static int
323 inline_needs_template_parms (tree decl)
324 {
325   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
326     return 0;
327
328   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
329           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
330 }
331
332 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
333    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
334    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
335    innermost first.  */
336
337 static void
338 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
339 {
340   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
341   int i;
342
343   if (levels > 1)
344     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
345
346   ++processing_template_decl;
347   current_template_parms
348     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
349                  parms, current_template_parms);
350   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
351
352   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
353                NULL);
354   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i) 
355     {
356       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
357       gcc_assert (DECL_P (parm));
358
359       switch (TREE_CODE (parm))
360         {
361         case TYPE_DECL:
362         case TEMPLATE_DECL:
363           pushdecl (parm);
364           break;
365
366         case PARM_DECL:
367           {
368             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
369                It is ugly that we recreate this here; the original
370                version built in process_template_parm is no longer
371                available.  */
372             tree decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
373                                     TREE_TYPE (parm));
374             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
375             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
376             TREE_INVARIANT (decl) = 1;
377             TREE_READONLY (decl) = 1;
378             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
379             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
380             pushdecl (decl);
381           }
382           break;
383
384         default:
385           gcc_unreachable ();
386         }
387     }
388 }
389
390 /* Restore the template parameter context for a member template or
391    a friend template defined in a class definition.  */
392
393 void
394 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
395 {
396   tree parms;
397   int levels = 0;
398
399   if (inline_needs_template_parms (decl))
400     {
401       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
402       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
403
404       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
405         {
406           --levels;
407           parms = TREE_CHAIN (parms);
408         }
409
410       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
411     }
412
413   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
414      we can pop them later.  */
415   if (!inline_parm_levels)
416     VARRAY_INT_INIT (inline_parm_levels, 4, "inline_parm_levels");
417   if (inline_parm_levels_used == inline_parm_levels->num_elements)
418     VARRAY_GROW (inline_parm_levels, 2 * inline_parm_levels_used);
419   VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used) = levels;
420   ++inline_parm_levels_used;
421 }
422
423 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
424
425 void 
426 maybe_end_member_template_processing (void)
427 {
428   int i;
429
430   if (!inline_parm_levels_used)
431     return;
432
433   --inline_parm_levels_used;
434   for (i = 0; 
435        i < VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used);
436        ++i) 
437     {
438       --processing_template_decl;
439       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
440       poplevel (0, 0, 0);
441     }
442 }
443
444 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
445    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
446
447 static tree
448 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
449 {
450   tree new_args;
451   int extra_depth;
452   int i;
453   int j;
454
455   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
456   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
457
458   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
459     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
460
461   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
462     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
463     
464   return new_args;
465 }
466
467 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
468    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
469    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
470    the template arguments from a partial instantiation with the
471    template arguments used to attain the full instantiation from the
472    partial instantiation.  */
473
474 static tree
475 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
476 {
477   tree new_args;
478
479   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
480      something very fishy is going on.  */
481   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
482
483   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
484      them.  */
485   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
486     return extra_args;
487
488   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
489   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
490   
491   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
492
493   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
494   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
495
496   return new_args;
497 }
498
499 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
500
501 tree
502 get_innermost_template_args (tree args, int n)
503 {
504   tree new_args;
505   int extra_levels;
506   int i;
507
508   gcc_assert (n >= 0);
509
510   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
511   if (n == 1)
512     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
513   
514   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
515      given.  */
516   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
517   gcc_assert (extra_levels >= 0);
518   if (extra_levels == 0)
519     return args;
520
521   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
522   new_args = make_tree_vec (n);
523   for (i = 1; i <= n; ++i)
524     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, 
525                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
526
527   return new_args;
528 }
529
530 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
531    the parms.  */
532
533 void
534 begin_template_parm_list (void)
535 {
536   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
537      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
538      namespace scope.  This is the right thing, since we want
539      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
540      global template class, push_template_decl handles putting the
541      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
542      e.g.:
543
544        template <class T> struct S1 {
545          template <class T> struct S2 {}; 
546        };
547
548      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
549      TEMPLATE_DECL for S2.  */
550   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
551   ++processing_template_decl;
552   ++processing_template_parmlist;
553   note_template_header (0);
554 }
555
556 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
557    invalid to declare a specialization here, an error is reported.  */
558
559 static void
560 check_specialization_scope (void)
561 {
562   tree scope = current_scope ();
563
564   /* [temp.expl.spec] 
565      
566      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
567      which the template is a member, or, for member templates, in the
568      namespace of which the enclosing class or enclosing class
569      template is a member.  An explicit specialization of a member
570      function, member class or static data member of a class template
571      shall be declared in the namespace of which the class template
572      is a member.  */
573   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
574     error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
575
576   /* [temp.expl.spec] 
577
578      In an explicit specialization declaration for a member of a class
579      template or a member template that appears in namespace scope,
580      the member template and some of its enclosing class templates may
581      remain unspecialized, except that the declaration shall not
582      explicitly specialize a class member template if its enclosing
583      class templates are not explicitly specialized as well.  */
584   if (current_template_parms) 
585     error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
586 }
587
588 /* We've just seen template <>.  */
589
590 void
591 begin_specialization (void)
592 {
593   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
594   note_template_header (1);
595   check_specialization_scope ();
596 }
597
598 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
599    template<>.  */
600
601 void 
602 end_specialization (void)
603 {
604   finish_scope ();
605   reset_specialization ();
606 }
607
608 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
609    function specialization.  */
610
611 void
612 reset_specialization (void)
613 {
614   processing_specialization = 0;
615   template_header_count = 0;
616 }
617
618 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
619    it was of the form template <>.  */
620
621 static void 
622 note_template_header (int specialization)
623 {
624   processing_specialization = specialization;
625   template_header_count++;
626 }
627
628 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
629
630 void
631 begin_explicit_instantiation (void)
632 {
633   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
634   processing_explicit_instantiation = true;
635 }
636
637
638 void
639 end_explicit_instantiation (void)
640 {
641   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
642   processing_explicit_instantiation = false;
643 }
644
645 /* A explicit specialization or partial specialization TMPL is being
646    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
647    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
648    specialize TMPL in the current namespace.  */
649    
650 static bool
651 check_specialization_namespace (tree tmpl)
652 {
653   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
654
655   /* [tmpl.expl.spec]
656      
657      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
658      which the template is a member, or, for member templates, in the
659      namespace of which the enclosing class or enclosing class
660      template is a member.  An explicit specialization of a member
661      function, member class or static data member of a class template
662      shall be declared in the namespace of which the class template is
663      a member.  */
664   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
665     /* Same or super-using namespace.  */
666     return true;
667   else
668     {
669       pedwarn ("specialization of %qD in different namespace", tmpl);
670       cp_pedwarn_at ("  from definition of %q#D", tmpl);
671       return false;
672     }
673 }
674
675 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
676    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
677
678 void 
679 maybe_process_partial_specialization (tree type)
680 {
681   /* TYPE maybe an ERROR_MARK_NODE.  */
682   tree context = TYPE_P (type) ? TYPE_CONTEXT (type) : NULL_TREE;
683
684   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
685     {
686       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
687          specialization of a template class such as:
688
689            template <> class C<int>;
690
691          or:
692
693            template <class T> class C<T*>;
694
695          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
696
697       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
698           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
699         {
700           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
701           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
702           if (processing_template_decl)
703             push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type));
704         }
705       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
706         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
707     }
708   else if (CLASS_TYPE_P (type)
709            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
710            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
711            && context && CLASS_TYPE_P (context)
712            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
713     {
714       /* This is for an explicit specialization of member class
715          template according to [temp.expl.spec/18]:
716
717            template <> template <class U> class C<int>::D;
718
719          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
720          Otherwise this is just a member class template declared
721          earlier like:
722
723            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
724            template <> template <class U> class C<int>::D;
725
726          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
727          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
728          and `C<T>::D' may not exist.  */
729
730       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
731           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
732         {
733           tree t;
734
735           if (current_namespace
736               != decl_namespace_context (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)))
737             {
738               pedwarn ("specializing %q#T in different namespace", type);
739               cp_pedwarn_at ("  from definition of %q#D",
740                              CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
741             }
742
743           /* Check for invalid specialization after instantiation:
744
745                template <> template <> class C<int>::D<int>;
746                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
747
748           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS
749                  (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)));
750                t; t = TREE_CHAIN (t))
751             if (TREE_VALUE (t) != type
752                 && TYPE_CONTEXT (TREE_VALUE (t)) == context)
753               error ("specialization %qT after instantiation %qT",
754                      type, TREE_VALUE (t));
755
756           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
757              have one level of template argument for the innermost
758              class template.  */
759           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
760           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
761             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
762         }
763     }
764   else if (processing_specialization)
765     error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
766 }
767
768 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
769    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
770    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
771
772 static inline bool 
773 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
774 {
775   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
776           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
777           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
778              parameter.  */
779           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
780           /* The optimized lookup depends on the fact that the
781              template arguments for the member function template apply
782              purely to the containing class, which is not true if the
783              containing class is an explicit or partial
784              specialization.  */
785           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
786           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
787           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
788           /* It is possible to have a template that is not a member
789              template and is not a member of a template class:
790              
791              template <typename T> 
792              struct S { friend A::f(); };
793              
794              Here, the friend function is a template, but the context does
795              not have template information.  The optimized lookup relies
796              on having ARGS be the template arguments for both the class
797              and the function template.  */
798           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
799 }
800
801 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
802    specialization is either an instantiation or an explicit
803    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
804    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
805    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
806    templates with more than one level of parameters.  
807
808    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
809    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
810    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
811    
812 static tree
813 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args, 
814                          bool class_specializations_p)
815 {
816   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
817
818   /* There should be as many levels of arguments as there are
819      levels of parameters.  */
820   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) 
821               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
822                 
823   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
824     {
825       tree class_template;
826       tree class_specialization;
827       VEC(tree,gc) *methods;
828       tree fns;
829       int idx;
830
831       /* The template arguments actually apply to the containing
832          class.  Find the class specialization with those
833          arguments.  */
834       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
835       class_specialization 
836         = retrieve_specialization (class_template, args,
837                                    /*class_specializations_p=*/false);
838       if (!class_specialization)
839         return NULL_TREE;
840       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
841          for the specialization.  */
842       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
843       if (idx == -1)
844         return NULL_TREE;
845       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
846          for the one that has an instance of TMPL.  */
847       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
848       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
849         {
850           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
851           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl)
852             return fn;
853         }
854       return NULL_TREE;
855     }
856   else
857     {
858       tree *sp;
859       tree *head;
860
861       /* Class templates store their instantiations on the
862          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS list; other templates use the
863          DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS list.  */
864       if (!class_specializations_p
865           && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == TYPE_DECL)
866         sp = &DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
867       else
868         sp = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
869       head = sp;
870       /* Iterate through the list until we find a matching template.  */
871       while (*sp != NULL_TREE)
872         {
873           tree spec = *sp;
874               
875           if (comp_template_args (TREE_PURPOSE (spec), args))
876             {
877               /* Use the move-to-front heuristic to speed up future
878                  searches.  */ 
879               if (spec != *head)
880                 {
881                   *sp = TREE_CHAIN (*sp);
882                   TREE_CHAIN (spec) = *head;
883                   *head = spec;
884                 }
885               return TREE_VALUE (spec);
886             }
887           sp = &TREE_CHAIN (spec);
888         }
889     }
890
891   return NULL_TREE;
892 }
893
894 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
895
896 static tree
897 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
898 {
899   tree spec = htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
900                                    htab_hash_pointer (tmpl));
901   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
902 }
903
904 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
905
906 int
907 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
908 {
909   tree t;
910
911   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
912     {
913       for (t = decl; 
914            t != NULL_TREE;
915            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
916         if (t == tmpl)
917           return 1;
918     }
919   else 
920     {
921       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
922
923       for (t = TREE_TYPE (decl);
924            t != NULL_TREE;
925            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
926              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
927         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
928           return 1;
929     }  
930
931   return 0;
932 }
933
934 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
935    FRIEND according to [temp.friend].  */
936
937 bool
938 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend)
939 {
940   bool need_template = true;
941   int template_depth;
942
943   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
944               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
945
946   /* For [temp.friend/6] when FRIEND is an ordinary member function
947      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
948      if this.  */
949   if (TREE_CODE (friend) == FUNCTION_DECL
950       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend)
951       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend))
952     {
953       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
954       friend = DECL_TI_TEMPLATE (friend);
955       need_template = false;
956     }
957   else if (TREE_CODE (friend) == TEMPLATE_DECL
958            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend))
959     need_template = false;
960
961   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
962   if (TREE_CODE (friend) != TEMPLATE_DECL)
963     return false;
964
965   if (is_specialization_of (decl, friend))
966     return true;
967
968   /* [temp.friend/6]
969      A member of a class template may be declared to be a friend of a
970      non-template class.  In this case, the corresponding member of
971      every specialization of the class template is a friend of the
972      class granting friendship.
973      
974      For example, given a template friend declaration
975
976        template <class T> friend void A<T>::f();
977
978      the member function below is considered a friend
979
980        template <> struct A<int> {
981          void f();
982        };
983
984      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
985      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
986      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
987
988   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend));
989   if (template_depth
990       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
991       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)), 
992                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend))))
993     {
994       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
995          a few tricky cases, such as when FRIEND's are
996
997            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
998            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
999
1000          and DECL's are
1001
1002            void A<int>::g(int);
1003            template <int> void A<int>::h();
1004
1005          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1006          the context of DECL.  This is required for template substitution
1007          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1008          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1009
1010       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1011       tree args = NULL_TREE;
1012       int current_depth = 0;
1013
1014       while (current_depth < template_depth)
1015         {
1016           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1017             {
1018               if (current_depth == 0)
1019                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1020               else
1021                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1022               current_depth++;
1023             }
1024           context = TYPE_CONTEXT (context);
1025         }
1026
1027       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1028         {
1029           bool is_template;
1030           tree friend_type;
1031           tree decl_type;
1032           tree friend_args_type;
1033           tree decl_args_type;
1034
1035           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1036              non-templates.  */
1037           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1038                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1039           if (need_template ^ is_template)
1040             return false;
1041           else if (is_template)
1042             {
1043               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1044               tree friend_parms
1045                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1046                                          args, tf_none);
1047               if (!comp_template_parms
1048                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1049                       friend_parms))
1050                 return false;
1051
1052               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1053             }
1054           else
1055             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1056
1057           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend), args,
1058                                               tf_none, NULL_TREE);
1059           if (friend_type == error_mark_node)
1060             return false;
1061
1062           /* Check if return types match.  */
1063           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1064             return false;
1065
1066           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1067              `this' parameter.  */
1068           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1069           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1070           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend))
1071             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1072           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1073             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1074
1075           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1076         }
1077       else
1078         {
1079           /* DECL is a TYPE_DECL */
1080           bool is_template;
1081           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1082
1083           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1084              non-templates.  */
1085           is_template
1086             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1087               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1088
1089           if (need_template ^ is_template)
1090             return false;
1091           else if (is_template)
1092             {
1093               tree friend_parms;
1094               /* If both are templates, check the name of the two
1095                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1096               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1097                   != DECL_NAME (friend))
1098                 return false;
1099
1100               /* Now check template parameter list.  */
1101               friend_parms
1102                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1103                                          args, tf_none);
1104               return comp_template_parms
1105                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1106                  friend_parms);
1107             }
1108           else
1109             return (DECL_NAME (decl)
1110                     == DECL_NAME (friend));
1111         }
1112     }
1113   return false;
1114 }
1115
1116 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1117    the indicated ARGS.  Returns SPEC, or an equivalent prior
1118    declaration, if available.  */
1119
1120 static tree
1121 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args)
1122 {
1123   tree fn;
1124
1125   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1126
1127   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL 
1128       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1129     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1130        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1131        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1132        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1133        with default function arguments.  In particular, given
1134        something like this:
1135
1136           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1137
1138        the default argument expression is not substituted for in an
1139        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1140     return spec;
1141
1142   /* There should be as many levels of arguments as there are
1143      levels of parameters.  */
1144   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) 
1145               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
1146
1147   fn = retrieve_specialization (tmpl, args, 
1148                                 /*class_specializations_p=*/false);
1149   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1150      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1151      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1152      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1153      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1154   if (fn == spec)
1155     return spec;
1156   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1157     {
1158       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1159         {
1160           if (TREE_USED (fn) 
1161               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1162             {
1163               error ("specialization of %qD after instantiation",
1164                      fn);
1165               return spec;
1166             }
1167           else
1168             {
1169               /* This situation should occur only if the first
1170                  specialization is an implicit instantiation, the
1171                  second is an explicit specialization, and the
1172                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1173                  situation can occur if we have implicitly
1174                  instantiated a member function and then specialized
1175                  it later.
1176                  
1177                  We can also wind up here if a friend declaration that
1178                  looked like an instantiation turns out to be a
1179                  specialization:
1180                  
1181                    template <class T> void foo(T);
1182                    class S { friend void foo<>(int) };
1183                    template <> void foo(int);  
1184                  
1185                  We transform the existing DECL in place so that any
1186                  pointers to it become pointers to the updated
1187                  declaration.
1188
1189                  If there was a definition for the template, but not
1190                  for the specialization, we want this to look as if
1191                  there were no definition, and vice versa.  */
1192               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1193               duplicate_decls (spec, fn);
1194               
1195               return fn;
1196             }
1197         }
1198       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1199         {
1200           if (!duplicate_decls (spec, fn) && DECL_INITIAL (spec))
1201             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1202                line number so any errors match this new
1203                definition.  */
1204             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1205           
1206           return fn;
1207         }
1208     }
1209
1210   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1211      template it is specializing.  */
1212   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1213       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1214     DECL_CONTEXT (spec) = decl_namespace_context (tmpl);
1215
1216   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1217     DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl)
1218       = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl));
1219
1220   return spec;
1221 }
1222
1223 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1224    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1225    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.  */
1226
1227 bool
1228 reregister_specialization (tree spec, tree tmpl, tree new_spec)
1229 {
1230   tree* s;
1231
1232   for (s = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
1233        *s != NULL_TREE;
1234        s = &TREE_CHAIN (*s))
1235     if (TREE_VALUE (*s) == spec)
1236       {
1237         if (!new_spec)
1238           *s = TREE_CHAIN (*s);
1239         else
1240           TREE_VALUE (*s) = new_spec;
1241         return 1;
1242       }
1243
1244   return 0;
1245 }
1246
1247 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1248    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1249    DECL).  */
1250
1251 static int
1252 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1253 {
1254   return TREE_VALUE ((tree) p1) == (tree) p2;
1255 }
1256
1257 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1258
1259 static hashval_t
1260 hash_local_specialization (const void* p1)
1261 {
1262   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((tree) p1));
1263 }
1264
1265 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1266    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1267
1268 static void
1269 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1270 {
1271   void **slot;
1272
1273   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl, 
1274                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1275   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1276 }
1277
1278 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1279
1280 void
1281 print_candidates (tree fns)
1282 {
1283   tree fn;
1284
1285   const char *str = "candidates are:";
1286
1287   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1288     {
1289       tree f;
1290
1291       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1292         cp_error_at ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1293       str = "               ";
1294     }
1295 }
1296
1297 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1298    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1299    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1300    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1301    TEMPLATE_ID are non-members.
1302
1303    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1304    specialization of a member template.
1305
1306    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1307    template classes that appeared in the name of the function. See
1308    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1309
1310    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1311    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1312
1313    If it is impossible to determine the result, an error message is
1314    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1315
1316 static tree
1317 determine_specialization (tree template_id, 
1318                           tree decl, 
1319                           tree* targs_out, 
1320                           int need_member_template,
1321                           int template_count)
1322 {
1323   tree fns;
1324   tree targs;
1325   tree explicit_targs;
1326   tree candidates = NULL_TREE;
1327   tree templates = NULL_TREE;
1328   int header_count;
1329   struct cp_binding_level *b;
1330
1331   *targs_out = NULL_TREE;
1332
1333   if (template_id == error_mark_node)
1334     return error_mark_node;
1335
1336   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1337   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1338
1339   if (fns == error_mark_node)
1340     return error_mark_node;
1341
1342   /* Check for baselinks.  */
1343   if (BASELINK_P (fns))
1344     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1345
1346   if (!is_overloaded_fn (fns))
1347     {
1348       error ("%qD is not a function template", fns);
1349       return error_mark_node;
1350     }
1351
1352   /* Count the number of template headers specified for this
1353      specialization.  */
1354   header_count = 0;
1355   for (b = current_binding_level; 
1356        b->kind == sk_template_parms;
1357        b = b->level_chain)
1358     ++header_count;
1359
1360   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1361     {
1362       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1363
1364       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1365         {
1366           tree decl_arg_types;
1367           tree fn_arg_types;
1368
1369           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1370
1371           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1372           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1373           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn) 
1374               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1375             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1376
1377           /* Check that the number of function parameters matches.
1378              For example,
1379                template <class T> void f(int i = 0);
1380                template <> void f<int>();
1381              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1382              by get_bindings below.  */
1383
1384           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1385           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1386             continue;
1387
1388           /* For a non-static member function, we need to make sure that
1389              the const qualification is the same. This can be done by
1390              checking the 'this' in the argument list.  */
1391           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1392               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types), 
1393                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1394             continue;
1395
1396           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1397              the number of template headers appearing in the specialization
1398              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1399              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1400              member functions. Consider the following code:
1401
1402              template <> void A<int>::f(int);
1403              template <> template <> void A<int>::f(int);
1404
1405              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1406              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1407              member function, whilst the second line specializes "f" which
1408              is a template member function. So both lines are syntactically
1409              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1410              them.
1411              
1412              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1413              against the declarations. We count the number of template
1414              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1415              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1416              plus there must be another header for the member template
1417              itself).
1418              
1419              Notice that if header_count is zero, this is not a
1420              specialization but rather a template instantiation, so there
1421              is no check we can perform here.  */
1422           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1423             continue;
1424
1425           /* Check that the number of template arguments at the
1426              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1427           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1428               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1429               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1430                   != TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (current_template_parms))))
1431             continue;
1432  
1433           /* See whether this function might be a specialization of this
1434              template.  */
1435           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1436
1437           if (!targs)
1438             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1439                specialize TMPL will produce DECL.  */
1440             continue;
1441
1442           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1443           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1444         }
1445       else if (need_member_template)
1446         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1447            specialization of a member template.  */
1448         ;
1449       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1450         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1451            cases.  */
1452         ;
1453       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1454         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1455            be a specialization of that.  */
1456         ;
1457       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1458         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1459         ;
1460       else
1461         {
1462           tree decl_arg_types;
1463
1464           /* This is an ordinary member function.  However, since
1465              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1466              template class.  For example,
1467              
1468                template <typename T> struct S { void f(); };
1469                template <> void S<int>::f() {}
1470
1471              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1472              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1473              might be in business.  */
1474
1475           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1476             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1477                of a template class.  This is not a candidate.  */
1478             continue;
1479
1480           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1481                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1482             /* The return types differ.  */
1483             continue;
1484
1485           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1486           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1487           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn) 
1488               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1489             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1490
1491           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)), 
1492                          decl_arg_types))
1493             /* They match!  */
1494             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1495         }
1496     }
1497
1498   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1499     {
1500       /* We have:
1501          
1502            [temp.expl.spec]
1503
1504            It is possible for a specialization with a given function
1505            signature to be instantiated from more than one function
1506            template.  In such cases, explicit specification of the
1507            template arguments must be used to uniquely identify the
1508            function template specialization being specialized.
1509
1510          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1511          determine which of the candidate templates is most
1512          specialized.  However, we, also have:
1513
1514            [temp.func.order]
1515
1516            Partial ordering of overloaded function template
1517            declarations is used in the following contexts to select
1518            the function template to which a function template
1519            specialization refers: 
1520
1521            -- when an explicit specialization refers to a function
1522               template. 
1523
1524          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1525          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1526          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1527          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1528          the EDG front-end has that behavior, and John Spicer claims
1529          that the committee simply forgot to delete the wording in
1530          [temp.expl.spec].  */
1531      tree tmpl = most_specialized (templates, decl, explicit_targs);
1532      if (tmpl && tmpl != error_mark_node)
1533        {
1534          targs = get_bindings (tmpl, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1535          templates = tree_cons (targs, tmpl, NULL_TREE);
1536        }
1537     }
1538
1539   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1540     {
1541       cp_error_at ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1542                    "declaration",
1543                    template_id, decl);
1544       return error_mark_node;
1545     }
1546   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1547            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1548            || (templates && candidates))
1549     {
1550       cp_error_at ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1551                    template_id, decl);
1552       chainon (candidates, templates);
1553       print_candidates (candidates);
1554       return error_mark_node;
1555     }
1556
1557   /* We have one, and exactly one, match.  */
1558   if (candidates)
1559     {
1560       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1561          template class.  */
1562       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (TREE_VALUE (candidates)));
1563       return DECL_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (candidates));
1564     }
1565
1566   /* It was a specialization of a template.  */
1567   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1568   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1569     {
1570       *targs_out = copy_node (targs);
1571       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out, 
1572                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1573                            TREE_PURPOSE (templates));
1574     }
1575   else
1576     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1577   return TREE_VALUE (templates);
1578 }
1579
1580 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1581    but with the default argument values filled in from those in the
1582    TMPL_TYPES.  */
1583       
1584 static tree
1585 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1586                                       tree tmpl_types)
1587 {
1588   tree new_spec_types;
1589
1590   if (!spec_types)
1591     return NULL_TREE;
1592
1593   if (spec_types == void_list_node)
1594     return void_list_node;
1595
1596   /* Substitute into the rest of the list.  */
1597   new_spec_types =
1598     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1599                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1600   
1601   /* Add the default argument for this parameter.  */
1602   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1603                          TREE_VALUE (spec_types),
1604                          new_spec_types);
1605 }
1606
1607 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1608    from the template it specializes.  (That way, code like:
1609
1610      template <class T> void f(T = 3);
1611      template <> void f(double);
1612      void g () { f (); } 
1613
1614    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1615    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1616    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1617
1618 static void
1619 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
1620 {
1621   tree tmpl;
1622   tree spec_types;
1623   tree tmpl_types;
1624   tree new_spec_types;
1625   tree old_type;
1626   tree new_type;
1627   tree t;
1628   tree object_type = NULL_TREE;
1629   tree in_charge = NULL_TREE;
1630   tree vtt = NULL_TREE;
1631
1632   /* See if there's anything we need to do.  */
1633   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
1634   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
1635   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
1636     if (TREE_PURPOSE (t))
1637       break;
1638   if (!t)
1639     return;
1640
1641   old_type = TREE_TYPE (decl);
1642   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
1643   
1644   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1645     {
1646       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
1647          CV quals.  */
1648       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
1649       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1650       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
1651       
1652       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
1653         {
1654           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
1655              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
1656           in_charge = spec_types;
1657           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1658         }
1659       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
1660         {
1661           vtt = spec_types;
1662           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1663         }
1664     }
1665
1666   /* Compute the merged default arguments.  */
1667   new_spec_types = 
1668     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
1669
1670   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
1671   if (object_type)
1672     {
1673       if (vtt)
1674         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
1675                                          TREE_VALUE (vtt),
1676                                          new_spec_types);
1677
1678       if (in_charge)
1679         /* Put the in-charge parameter back.  */
1680         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
1681                                          TREE_VALUE (in_charge),
1682                                          new_spec_types);
1683
1684       new_type = build_method_type_directly (object_type,
1685                                              TREE_TYPE (old_type),
1686                                              new_spec_types);
1687     }
1688   else
1689     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
1690                                     new_spec_types);
1691   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
1692                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
1693   new_type = build_exception_variant (new_type,
1694                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
1695   TREE_TYPE (decl) = new_type;
1696 }
1697
1698 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
1699    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
1700    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
1701    instantiation at this point.
1702
1703    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
1704    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
1705    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
1706    recoverable.
1707    
1708    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags: 
1709
1710    2: The function has a definition.
1711    4: The function is a friend.
1712
1713    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1714    template classes that appeared in the name of the function.  For
1715    example, in
1716
1717      template <class T> struct S { void f(); };
1718      void S<int>::f();
1719      
1720    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
1721    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
1722
1723      template <class T> struct S {};
1724      template <> struct S<int> { void f(); }
1725      template <> void S<int>::f();
1726
1727    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
1728    invalid; there should be no template <>.)
1729
1730    If the function is a specialization, it is marked as such via
1731    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
1732    is set up correctly, and it is added to the list of specializations 
1733    for that template.  */
1734
1735 tree
1736 check_explicit_specialization (tree declarator, 
1737                                tree decl, 
1738                                int template_count, 
1739                                int flags)
1740 {
1741   int have_def = flags & 2;
1742   int is_friend = flags & 4;
1743   int specialization = 0;
1744   int explicit_instantiation = 0;
1745   int member_specialization = 0;
1746   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
1747   tree dname = DECL_NAME (decl);
1748   tmpl_spec_kind tsk;
1749
1750   if (is_friend)
1751     {
1752       if (!processing_specialization)
1753         tsk = tsk_none;
1754       else
1755         tsk = tsk_excessive_parms;
1756     }
1757   else
1758     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
1759
1760   switch (tsk)
1761     {
1762     case tsk_none:
1763       if (processing_specialization) 
1764         {
1765           specialization = 1;
1766           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1767         }
1768       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1769         {
1770           if (is_friend)
1771             /* This could be something like:
1772
1773                template <class T> void f(T);
1774                class S { friend void f<>(int); }  */
1775             specialization = 1;
1776           else
1777             {
1778               /* This case handles bogus declarations like template <>
1779                  template <class T> void f<int>(); */
1780
1781               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1782                      declarator);
1783               return decl;
1784             }
1785         }
1786       break;
1787
1788     case tsk_invalid_member_spec:
1789       /* The error has already been reported in
1790          check_specialization_scope.  */
1791       return error_mark_node;
1792
1793     case tsk_invalid_expl_inst:
1794       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
1795
1796       /* Fall through.  */
1797
1798     case tsk_expl_inst:
1799       if (have_def)
1800         error ("definition provided for explicit instantiation");
1801       
1802       explicit_instantiation = 1;
1803       break;
1804
1805     case tsk_excessive_parms:
1806     case tsk_insufficient_parms:
1807       if (tsk == tsk_excessive_parms)
1808         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
1809                decl);
1810       else if (template_header_count)
1811         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
1812       else
1813         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
1814               "%<template <>%>", decl);
1815
1816       /* Fall through.  */
1817     case tsk_expl_spec:
1818       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1819       if (ctype)
1820         member_specialization = 1;
1821       else
1822         specialization = 1;
1823       break;
1824
1825     case tsk_template:
1826       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1827         {
1828           /* This case handles bogus declarations like template <>
1829              template <class T> void f<int>(); */
1830
1831           if (uses_template_parms (declarator))
1832             error ("function template partial specialization %qD "
1833                    "is not allowed", declarator);
1834           else
1835             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1836                    declarator);
1837           return decl;
1838         }
1839
1840       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
1841         /* This is a specialization of a member template, without
1842            specialization the containing class.  Something like:
1843
1844              template <class T> struct S {
1845                template <class U> void f (U); 
1846              };
1847              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
1848              
1849            That's a specialization -- but of the entire template.  */
1850         specialization = 1;
1851       break;
1852
1853     default:
1854       gcc_unreachable ();
1855     }
1856
1857   if (specialization || member_specialization)
1858     {
1859       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1860       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
1861         if (TREE_PURPOSE (t))
1862           {
1863             pedwarn
1864               ("default argument specified in explicit specialization");
1865             break;
1866           }
1867       if (current_lang_name == lang_name_c)
1868         error ("template specialization with C linkage");
1869     }
1870
1871   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
1872     {
1873       tree tmpl = NULL_TREE;
1874       tree targs = NULL_TREE;
1875
1876       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
1877       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
1878         {
1879           tree fns;
1880
1881           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
1882           if (ctype)
1883             fns = dname;
1884           else
1885             {
1886               /* If there is no class context, the explicit instantiation
1887                  must be at namespace scope.  */
1888               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
1889
1890               /* Find the namespace binding, using the declaration
1891                  context.  */
1892               fns = namespace_binding (dname, CP_DECL_CONTEXT (decl));
1893               if (!fns || !is_overloaded_fn (fns))
1894                 {
1895                   error ("%qD is not a template function", dname);
1896                   fns = error_mark_node;
1897                 }
1898             }
1899
1900           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
1901         }
1902
1903       if (declarator == error_mark_node)
1904         return error_mark_node;
1905
1906       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
1907         {
1908           if (!explicit_instantiation)
1909             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
1910                but the error will already have been flagged by
1911                check_specialization_scope.  */
1912             return error_mark_node;
1913           else
1914             {
1915               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
1916                  class scope, e.g.:
1917
1918                    class C { template void f(); }
1919
1920                    This case is caught by the parser.  However, on
1921                    something like:
1922                
1923                    template class C { void f(); };
1924
1925                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
1926                    issued later.  */
1927               ;
1928             }
1929
1930           return decl;
1931         }
1932       else if (ctype != NULL_TREE 
1933                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
1934                    IDENTIFIER_NODE))
1935         {
1936           /* Find the list of functions in ctype that have the same
1937              name as the declared function.  */
1938           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
1939           tree fns = NULL_TREE;
1940           int idx;
1941
1942           if (constructor_name_p (name, ctype))
1943             {
1944               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
1945               
1946               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (ctype)
1947                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
1948                 {
1949                   /* From [temp.expl.spec]:
1950                        
1951                      If such an explicit specialization for the member
1952                      of a class template names an implicitly-declared
1953                      special member function (clause _special_), the
1954                      program is ill-formed.  
1955
1956                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
1957                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
1958                   return error_mark_node;
1959                 }
1960
1961               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
1962             }
1963
1964           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
1965             {
1966               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
1967               if (idx >= 0)
1968                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
1969             }
1970           else
1971             {
1972               VEC(tree,gc) *methods;
1973               tree ovl;
1974
1975               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
1976                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
1977                  int' which will be a specialization of `operator T'.
1978                  So, we find *all* the conversion operators, and then
1979                  select from them.  */
1980               fns = NULL_TREE;
1981
1982               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
1983               if (methods)
1984                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
1985                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
1986                      ++idx)
1987                   {
1988                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
1989                       /* There are no more conversion functions.  */
1990                       break;
1991
1992                     /* Glue all these conversion functions together
1993                        with those we already have.  */
1994                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
1995                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
1996                   }
1997             }
1998               
1999           if (fns == NULL_TREE) 
2000             {
2001               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2002               return error_mark_node;
2003             }
2004           else
2005             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2006         }
2007       
2008       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2009          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2010          member function, we cannot tell apriori whether the
2011          instantiation is for a member template, or just a member
2012          function of a template class.  Even if a member template is
2013          being instantiated, the member template arguments may be
2014          elided if they can be deduced from the rest of the
2015          declaration.  */
2016       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2017                                        &targs, 
2018                                        member_specialization,
2019                                        template_count);
2020             
2021       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2022         /* We couldn't figure out what this declaration was
2023            specializing.  */
2024         return error_mark_node;
2025       else
2026         {
2027           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2028
2029           if (explicit_instantiation)
2030             {
2031               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2032                  is done by do_decl_instantiation later.  */ 
2033
2034               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2035               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2036
2037               if (arg_depth > parm_depth)
2038                 {
2039                   /* If TMPL is not the most general template (for
2040                      example, if TMPL is a friend template that is
2041                      injected into namespace scope), then there will
2042                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2043                      here.  */
2044                   int i;
2045                   tree new_targs;
2046
2047                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2048                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2049                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2050                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2051                   targs = new_targs;
2052                 }
2053                   
2054               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2055             }
2056
2057           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2058              turns out to be specializing a static member function,
2059              make DECL a static member function as well.  */
2060           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2061               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2062             revert_static_member_fn (decl);
2063
2064           /* If this is a specialization of a member template of a
2065              template class.  In we want to return the TEMPLATE_DECL,
2066              not the specialization of it.  */
2067           if (tsk == tsk_template)
2068             {
2069               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2070               DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) = NULL_TREE;
2071               if (have_def)
2072                 {
2073                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2074                   DECL_SOURCE_LOCATION (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2075                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2076                   /* We want to use the argument list specified in the
2077                      definition, not in the original declaration.  */
2078                   DECL_ARGUMENTS (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2079                     = DECL_ARGUMENTS (decl);
2080                 }
2081               return tmpl;
2082             }
2083
2084           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2085           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2086
2087           /* Inherit default function arguments from the template
2088              DECL is specializing.  */
2089           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2090
2091           /* This specialization has the same protection as the
2092              template it specializes.  */
2093           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2094           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2095
2096           if (is_friend && !have_def)
2097             /* This is not really a declaration of a specialization.
2098                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2099                a request for an instantiation, either.  */
2100             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2101           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2102             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2103                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2104                versions in V3 ABI.  */
2105             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2106
2107           /* Register this specialization so that we can find it
2108              again.  */
2109           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs);
2110         }
2111     }
2112   
2113   return decl;
2114 }
2115
2116 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2117    parameters.  These are represented in the same format used for
2118    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2119
2120 int
2121 comp_template_parms (tree parms1, tree parms2)
2122 {
2123   tree p1;
2124   tree p2;
2125
2126   if (parms1 == parms2)
2127     return 1;
2128
2129   for (p1 = parms1, p2 = parms2; 
2130        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2131        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2132     {
2133       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2134       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2135       int i;
2136
2137       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2138       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2139
2140       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2141         return 0;
2142
2143       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i) 
2144         {
2145           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2146           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2147
2148           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2149             return 0;
2150
2151           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
2152             continue;
2153           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2154             return 0;
2155         }
2156     }
2157
2158   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2159     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2160        other.  */
2161     return 0;
2162
2163   return 1;
2164 }
2165
2166 /* Complain if DECL shadows a template parameter.
2167
2168    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
2169    scope (including nested scopes).  */
2170
2171 void
2172 check_template_shadow (tree decl)
2173 {
2174   tree olddecl;
2175
2176   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
2177      parameter.  */
2178   if (!current_template_parms)
2179     return;
2180
2181   /* Figure out what we're shadowing.  */
2182   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
2183     decl = OVL_CURRENT (decl);
2184   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
2185
2186   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
2187      anything, let alone a template parameter.  */
2188   if (!olddecl)
2189     return;
2190
2191   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
2192      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
2193      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
2194      node.  */
2195   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
2196     return;
2197
2198   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
2199      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
2200      inline member templates.  */
2201   if (decl == olddecl 
2202       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
2203     return;
2204
2205   cp_error_at ("declaration of %q#D", decl);
2206   cp_error_at (" shadows template parm %q#D", olddecl);
2207 }
2208
2209 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
2210    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
2211
2212 static tree
2213 build_template_parm_index (int index, 
2214                            int level, 
2215                            int orig_level, 
2216                            tree decl, 
2217                            tree type)
2218 {
2219   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
2220   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
2221   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
2222   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
2223   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
2224   TREE_TYPE (t) = type;
2225   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
2226   TREE_INVARIANT (t) = TREE_INVARIANT (decl);
2227   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
2228
2229   return t;
2230 }
2231
2232 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
2233    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
2234    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
2235    new one is created.  */
2236
2237 static tree 
2238 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels)
2239 {
2240   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
2241       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
2242           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
2243     {
2244       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
2245       tree decl, t;
2246       
2247       decl = build_decl (TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
2248       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
2249       TREE_INVARIANT (decl) = TREE_INVARIANT (orig_decl);
2250       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
2251       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2252       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2253       
2254       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
2255                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
2256                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
2257                                      decl, type);
2258       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
2259
2260       /* Template template parameters need this.  */
2261       DECL_TEMPLATE_PARMS (decl)
2262         = DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index));
2263     }
2264
2265   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
2266 }
2267
2268 /* Process information from new template parameter NEXT and append it to the
2269    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
2270    IS_NON_TYPE is true.  */
2271
2272 tree
2273 process_template_parm (tree list, tree next, bool is_non_type)
2274 {
2275   tree parm;
2276   tree decl = 0;
2277   tree defval;
2278   int idx;
2279
2280   parm = next;
2281   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
2282   defval = TREE_PURPOSE (parm);
2283
2284   if (list)
2285     {
2286       tree p = TREE_VALUE (tree_last (list));
2287
2288       if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
2289         idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
2290       else
2291         idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
2292       ++idx;
2293     }
2294   else
2295     idx = 0;
2296
2297   if (is_non_type)
2298     {
2299       parm = TREE_VALUE (parm);
2300
2301       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2302
2303       /* [temp.param]
2304
2305          The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
2306          ignored when determining its type.  */
2307       TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
2308
2309       /* A template parameter is not modifiable.  */
2310       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
2311       TREE_INVARIANT (parm) = 1;
2312       TREE_READONLY (parm) = 1;
2313       if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
2314         TREE_TYPE (parm) = void_type_node;
2315       decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
2316       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
2317       TREE_INVARIANT (decl) = 1;
2318       TREE_READONLY (decl) = 1;
2319       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl) 
2320         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2321                                      processing_template_decl,
2322                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2323     }
2324   else
2325     {
2326       tree t;
2327       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
2328       
2329       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2330         {
2331           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
2332           /* This is for distinguishing between real templates and template 
2333              template parameters */
2334           TREE_TYPE (parm) = t;
2335           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
2336           decl = parm;
2337         }
2338       else
2339         {
2340           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
2341           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
2342           decl = build_decl (TYPE_DECL, parm, t);
2343         }
2344         
2345       TYPE_NAME (t) = decl;
2346       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
2347       parm = decl;
2348       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
2349         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl, 
2350                                      processing_template_decl,
2351                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2352     }
2353   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2354   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2355   pushdecl (decl);
2356   parm = build_tree_list (defval, parm);
2357   return chainon (list, parm);
2358 }
2359
2360 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
2361    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
2362    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
2363    as PARM_DECLs.  */
2364
2365 tree
2366 end_template_parm_list (tree parms)
2367 {
2368   int nparms;
2369   tree parm, next;
2370   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
2371
2372   current_template_parms
2373     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
2374                  saved_parmlist, current_template_parms);
2375
2376   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
2377     {
2378       next = TREE_CHAIN (parm);
2379       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
2380       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
2381     }
2382
2383   --processing_template_parmlist;
2384
2385   return saved_parmlist;
2386 }
2387
2388 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
2389
2390 void
2391 end_template_decl (void)
2392 {
2393   reset_specialization ();
2394
2395   if (! processing_template_decl)
2396     return;
2397
2398   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
2399   finish_scope ();
2400
2401   --processing_template_decl;
2402   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
2403 }
2404
2405 /* Given a template argument vector containing the template PARMS.
2406    The innermost PARMS are given first.  */
2407
2408 tree
2409 current_template_args (void)
2410 {
2411   tree header;
2412   tree args = NULL_TREE;
2413   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2414   int l = length;
2415
2416   /* If there is only one level of template parameters, we do not
2417      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
2418      TREE_VEC containing the arguments.  */
2419   if (length > 1)
2420     args = make_tree_vec (length);
2421
2422   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
2423     {
2424       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
2425       int i;
2426
2427       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
2428       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
2429         {
2430           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
2431
2432           /* T will be a list if we are called from within a
2433              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
2434              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
2435           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST) 
2436             {
2437               t = TREE_VALUE (t);
2438               
2439               if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL 
2440                   || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
2441                 t = TREE_TYPE (t);
2442               else
2443                 t = DECL_INITIAL (t);
2444               TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
2445             }
2446         }
2447
2448       if (length > 1)
2449         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
2450       else
2451         args = a;
2452     }
2453
2454   return args;
2455 }
2456
2457 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
2458    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
2459    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
2460
2461 static tree
2462 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
2463 {
2464   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
2465   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
2466   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
2467   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
2468   if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
2469     {
2470       DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl) = DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl);
2471       DECL_CONSTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2472       DECL_DESTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_DESTRUCTOR_P (decl);
2473       DECL_NONCONVERTING_P (tmpl) = DECL_NONCONVERTING_P (decl);
2474       DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (tmpl) = DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (decl);
2475       if (DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl))
2476         SET_OVERLOADED_OPERATOR_CODE (tmpl, 
2477                                       DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl));
2478     }
2479
2480   return tmpl;
2481 }
2482
2483 struct template_parm_data
2484 {
2485   /* The level of the template parameters we are currently
2486      processing.  */
2487   int level;
2488
2489   /* The index of the specialization argument we are currently
2490      processing.  */
2491   int current_arg;
2492
2493   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
2494      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
2495      of the arguments processed so far.  */
2496   int* parms;
2497
2498   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
2499      elements are nonzero if the argument makes use of template
2500      parameters of this level.  */
2501   int* arg_uses_template_parms;
2502 };
2503
2504 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
2505    parameter in a partial specialization is used in the explicit
2506    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
2507    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
2508    appropriately.  */
2509
2510 static int
2511 mark_template_parm (tree t, void* data)
2512 {
2513   int level;
2514   int idx;
2515   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
2516
2517   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2518     {
2519       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2520       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
2521     }
2522   else
2523     {
2524       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2525       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
2526     }
2527
2528   if (level == tpd->level)
2529     {
2530       tpd->parms[idx] = 1;
2531       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
2532     }
2533
2534   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
2535      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
2536   return 0;
2537 }
2538
2539 /* Process the partial specialization DECL.  */
2540
2541 static tree
2542 process_partial_specialization (tree decl)
2543 {
2544   tree type = TREE_TYPE (decl);
2545   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
2546   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
2547   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
2548   tree inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
2549   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
2550   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
2551   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2552   int  i;
2553   int did_error_intro = 0;
2554   struct template_parm_data tpd;
2555   struct template_parm_data tpd2;
2556
2557   /* We check that each of the template parameters given in the
2558      partial specialization is used in the argument list to the
2559      specialization.  For example:
2560
2561        template <class T> struct S;
2562        template <class T> struct S<T*>;
2563
2564      The second declaration is OK because `T*' uses the template
2565      parameter T, whereas
2566
2567        template <class T> struct S<int>;
2568
2569      is no good.  Even trickier is:
2570
2571        template <class T>
2572        struct S1
2573        {
2574           template <class U>
2575           struct S2;
2576           template <class U>
2577           struct S2<T>;
2578        };
2579
2580      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
2581      full-specialization.  Of course, 
2582
2583           template <class U>
2584           struct S2<T (*)(U)>;
2585
2586      or some such would have been OK.  */
2587   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2588   tpd.parms = alloca (sizeof (int) * ntparms);
2589   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
2590
2591   tpd.arg_uses_template_parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2592   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2593   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2594     {
2595       tpd.current_arg = i;
2596       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
2597                               &mark_template_parm,
2598                               &tpd,
2599                               NULL);
2600     }
2601   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2602     if (tpd.parms[i] == 0)
2603       {
2604         /* One of the template parms was not used in the
2605            specialization.  */
2606         if (!did_error_intro)
2607           {
2608             error ("template parameters not used in partial specialization:");
2609             did_error_intro = 1;
2610           }
2611
2612         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
2613       }
2614
2615   /* [temp.class.spec]
2616
2617      The argument list of the specialization shall not be identical to
2618      the implicit argument list of the primary template.  */
2619   if (comp_template_args 
2620       (inner_args, 
2621        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
2622                                                    (maintmpl)))))
2623     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
2624
2625   /* [temp.class.spec]
2626
2627      A partially specialized non-type argument expression shall not
2628      involve template parameters of the partial specialization except
2629      when the argument expression is a simple identifier.
2630
2631      The type of a template parameter corresponding to a specialized
2632      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
2633      specialization.  */
2634   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
2635   tpd2.parms = 0;
2636   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2637     {
2638       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
2639       if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
2640           !TYPE_P (arg)
2641           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
2642           /* This next line is the `argument expression is not just a
2643              simple identifier' condition and also the `specialized
2644              non-type argument' bit.  */
2645           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
2646         {
2647           if (tpd.arg_uses_template_parms[i])
2648             error ("template argument %qE involves template parameter(s)", arg);
2649           else 
2650             {
2651               /* Look at the corresponding template parameter,
2652                  marking which template parameters its type depends
2653                  upon.  */
2654               tree type = 
2655                 TREE_TYPE (TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms, 
2656                                                      i)));
2657
2658               if (!tpd2.parms)
2659                 {
2660                   /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
2661                   tpd2.arg_uses_template_parms 
2662                     = alloca (sizeof (int) * nargs);
2663                   /* The number of parameters here is the number in the
2664                      main template, which, as checked in the assertion
2665                      above, is NARGS.  */
2666                   tpd2.parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2667                   tpd2.level = 
2668                     TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
2669                 }
2670
2671               /* Mark the template parameters.  But this time, we're
2672                  looking for the template parameters of the main
2673                  template, not in the specialization.  */
2674               tpd2.current_arg = i;
2675               tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
2676               memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2677               for_each_template_parm (type,
2678                                       &mark_template_parm,
2679                                       &tpd2,
2680                                       NULL);
2681                   
2682               if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
2683                 {
2684                   /* The type depended on some template parameters.
2685                      If they are fully specialized in the
2686                      specialization, that's OK.  */
2687                   int j;
2688                   for (j = 0; j < nargs; ++j)
2689                     if (tpd2.parms[j] != 0
2690                         && tpd.arg_uses_template_parms [j])
2691                       {
2692                         error ("type %qT of template argument %qE depends "
2693                                "on template parameter(s)", 
2694                                type,
2695                                arg);
2696                         break;
2697                       }
2698                 }
2699             }
2700         }
2701     }
2702
2703   if (retrieve_specialization (maintmpl, specargs, 
2704                                /*class_specializations_p=*/true))
2705     /* We've already got this specialization.  */
2706     return decl;
2707
2708   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
2709     = tree_cons (inner_args, inner_parms,
2710                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
2711   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
2712   return decl;
2713 }
2714
2715 /* Check that a template declaration's use of default arguments is not
2716    invalid.  Here, PARMS are the template parameters.  IS_PRIMARY is
2717    nonzero if DECL is the thing declared by a primary template.
2718    IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial specialization.  */
2719
2720 static void
2721 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, int is_partial)
2722 {
2723   const char *msg;
2724   int last_level_to_check;
2725   tree parm_level;
2726
2727   /* [temp.param] 
2728
2729      A default template-argument shall not be specified in a
2730      function template declaration or a function template definition, nor
2731      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
2732      class template.  */
2733
2734   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
2735     /* You can't have a function template declaration in a local
2736        scope, nor you can you define a member of a class template in a
2737        local scope.  */
2738     return;
2739
2740   if (current_class_type
2741       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
2742       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2743       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
2744          or a member function.  */
2745       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2746           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
2747           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
2748           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
2749           : false)
2750       /* And, if it was a member function, it really was defined in
2751          the scope of the class.  */
2752       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2753           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
2754     /* We already checked these parameters when the template was
2755        declared, so there's no need to do it again now.  This function
2756        was defined in class scope, but we're processing it's body now
2757        that the class is complete.  */
2758     return;
2759
2760   /* [temp.param]
2761          
2762      If a template-parameter has a default template-argument, all
2763      subsequent template-parameters shall have a default
2764      template-argument supplied.  */
2765   for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2766     {
2767       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2768       int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2769       int seen_def_arg_p = 0; 
2770       int i;
2771
2772       for (i = 0; i < ntparms; ++i) 
2773         {
2774           tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
2775           if (TREE_PURPOSE (parm))
2776             seen_def_arg_p = 1;
2777           else if (seen_def_arg_p)
2778             {
2779               error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
2780               /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
2781                  there should have been a default argument.  */
2782               TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
2783             }
2784         }
2785     }
2786
2787   if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL || is_partial || !is_primary)
2788     /* For an ordinary class template, default template arguments are
2789        allowed at the innermost level, e.g.:
2790          template <class T = int>
2791          struct S {};
2792        but, in a partial specialization, they're not allowed even
2793        there, as we have in [temp.class.spec]:
2794      
2795          The template parameter list of a specialization shall not
2796          contain default template argument values.  
2797
2798        So, for a partial specialization, or for a function template,
2799        we look at all of them.  */
2800     ;
2801   else
2802     /* But, for a primary class template that is not a partial
2803        specialization we look at all template parameters except the
2804        innermost ones.  */
2805     parms = TREE_CHAIN (parms);
2806
2807   /* Figure out what error message to issue.  */
2808   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2809     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
2810   else if (is_partial)
2811     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
2812   else
2813     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2814
2815   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
2816     /* If we're inside a class definition, there's no need to
2817        examine the parameters to the class itself.  On the one
2818        hand, they will be checked when the class is defined, and,
2819        on the other, default arguments are valid in things like:
2820          template <class T = double>
2821          struct S { template <class U> void f(U); };
2822        Here the default argument for `S' has no bearing on the
2823        declaration of `f'.  */
2824     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
2825   else
2826     /* Check everything.  */
2827     last_level_to_check = 0;
2828
2829   for (parm_level = parms; 
2830        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check; 
2831        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2832     {
2833       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2834       int i;
2835       int ntparms;
2836
2837       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2838       for (i = 0; i < ntparms; ++i) 
2839         if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
2840           {
2841             if (msg)
2842               {
2843                 error (msg, decl);
2844                 msg = 0;
2845               }
2846
2847             /* Clear out the default argument so that we are not
2848                confused later.  */
2849             TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
2850           }
2851
2852       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
2853          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
2854       if (msg)
2855         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD"; 
2856     }
2857 }
2858
2859 /* Worker for push_template_decl_real, called via
2860    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
2861    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
2862    parameter of that level, return nonzero.  */
2863
2864 static int
2865 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
2866 {
2867   int this_level = *(int *)data;
2868   int level;
2869
2870   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2871     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2872   else
2873     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2874   return level == this_level;
2875 }
2876
2877 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
2878    parameters given by current_template_args, or reuses a
2879    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
2880    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.  
2881
2882    If IS_FRIEND is nonzero, DECL is a friend declaration.  */
2883
2884 tree
2885 push_template_decl_real (tree decl, int is_friend)
2886 {
2887   tree tmpl;
2888   tree args;
2889   tree info;
2890   tree ctx;
2891   int primary;
2892   int is_partial;
2893   int new_template_p = 0;
2894   /* True if the template is a member template, in the sense of
2895      [temp.mem].  */
2896   bool member_template_p = false;
2897
2898   if (decl == error_mark_node)
2899     return decl;
2900
2901   /* See if this is a partial specialization.  */
2902   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2903                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
2904                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
2905
2906   is_friend |= (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl));
2907
2908   if (is_friend)
2909     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
2910        the type of which it is a friend.  */
2911     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
2912   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
2913            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
2914     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
2915        it is defined.  */
2916     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
2917   else
2918     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
2919        is assumed to be a member of the class.  */
2920     ctx = current_scope ();
2921
2922   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
2923     ctx = NULL_TREE;
2924
2925   if (!DECL_CONTEXT (decl))
2926     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
2927
2928   /* See if this is a primary template.  */
2929   primary = template_parm_scope_p ();
2930
2931   if (primary)
2932     {
2933       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
2934         member_template_p = true;
2935       if (current_lang_name == lang_name_c)
2936         error ("template with C linkage");
2937       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL 
2938                && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl))) 
2939         error ("template class without a name");
2940       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2941         {
2942           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2943             {
2944               /* [temp.mem]
2945                  
2946                  A destructor shall not be a member template.  */
2947               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
2948               return error_mark_node;
2949             }
2950           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
2951               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
2952                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
2953                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
2954                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
2955                       == void_list_node)))
2956             {
2957               /* [basic.stc.dynamic.allocation] 
2958
2959                  An allocation function can be a function
2960                  template. ... Template allocation functions shall
2961                  have two or more parameters.  */
2962               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
2963               return decl;
2964             }
2965         }
2966       else if ((DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2967                 && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
2968                || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL && ctx && CLASS_TYPE_P (ctx)))
2969         /* OK */;
2970       else
2971         {
2972           error ("template declaration of %q#D", decl);
2973           return error_mark_node;
2974         }
2975     }
2976
2977   /* Check to see that the rules regarding the use of default
2978      arguments are not being violated.  */
2979   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms, 
2980                            primary, is_partial);
2981
2982   if (is_partial)
2983     return process_partial_specialization (decl);
2984
2985   args = current_template_args ();
2986
2987   if (!ctx 
2988       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
2989       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
2990       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
2991     {
2992       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2993           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
2994           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
2995         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2996       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
2997          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
2998          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
2999       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl) 
3000                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3001                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3002         {
3003           /* Since a template declaration already existed for this
3004              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
3005              that the redeclaration is valid.  */
3006           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
3007                                     current_template_parms);
3008           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
3009              one we already had.  */
3010           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3011         }
3012       else
3013         {
3014           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3015                                       member_template_p);
3016           new_template_p = 1;
3017
3018           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3019               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
3020             {
3021               /* A specialization of a member template of a template
3022                  class.  */
3023               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
3024               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
3025               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
3026             }
3027         }
3028     }
3029   else
3030     {
3031       tree a, t, current, parms;
3032       int i;
3033
3034       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3035         {
3036           if ((IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)))
3037                || TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) == ENUMERAL_TYPE)
3038               && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3039               && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3040             tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3041           else
3042             {
3043               error ("%qD does not declare a template type", decl);
3044               return decl;
3045             }
3046         }
3047       else if (!DECL_LANG_SPECIFIC (decl) || !DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
3048         {
3049           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
3050           return decl;
3051         }
3052       else
3053         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3054       
3055       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
3056           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl) 
3057           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
3058           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
3059         {
3060           tree new_tmpl;
3061
3062           /* The declaration is a specialization of a member
3063              template, declared outside the class.  Therefore, the
3064              innermost template arguments will be NULL, so we
3065              replace them with the arguments determined by the
3066              earlier call to check_explicit_specialization.  */
3067           args = DECL_TI_ARGS (decl);
3068
3069           new_tmpl 
3070             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3071                                    member_template_p);
3072           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
3073           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3074           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
3075           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
3076           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl) 
3077             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3078
3079           register_specialization (new_tmpl, 
3080                                    most_general_template (tmpl), 
3081                                    args);
3082           return decl;
3083         }
3084
3085       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
3086
3087       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3088       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
3089       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
3090         {
3091           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
3092                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
3093         }
3094       else
3095         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
3096           {
3097             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
3098             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3099
3100             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
3101               {
3102                 if (current == decl)
3103                   error ("got %d template parameters for %q#D",
3104                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
3105                 else
3106                   error ("got %d template parameters for %q#T",
3107                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
3108                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
3109               }
3110
3111             /* Perhaps we should also check that the parms are used in the
3112                appropriate qualifying scopes in the declarator?  */
3113
3114             if (current == decl)
3115               current = ctx;
3116             else
3117               current = TYPE_CONTEXT (current);
3118           }
3119     }
3120
3121   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
3122   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3123
3124   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
3125      that we do not try to push a global template friend declared in a
3126      template class; such a thing may well depend on the template
3127      parameters of the class.  */
3128   if (new_template_p && !ctx 
3129       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
3130     {
3131       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl);
3132       if (tmpl == error_mark_node)
3133         return error_mark_node;
3134
3135       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
3136       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3137         {
3138           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
3139           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
3140         }
3141     }
3142
3143   if (primary)
3144     {
3145       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
3146       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
3147         {
3148           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
3149
3150           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
3151              depends on innermost template operands.  */
3152           
3153           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
3154                                          depth))
3155             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
3156         }
3157     }
3158
3159   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
3160      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
3161      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
3162      argument levels if necessary.  */
3163   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
3164     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
3165
3166   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3167
3168   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
3169     {
3170       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
3171       if ((!ctx || TREE_CODE (ctx) != FUNCTION_DECL)
3172           && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3173           /* Don't change the name if we've already set it up.  */
3174           && !IDENTIFIER_TEMPLATE (DECL_NAME (decl)))
3175         DECL_NAME (decl) = classtype_mangled_name (TREE_TYPE (decl));
3176     }
3177   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
3178     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
3179
3180   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
3181 }
3182
3183 tree
3184 push_template_decl (tree decl)
3185 {
3186   return push_template_decl_real (decl, 0);
3187 }
3188
3189 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
3190    template PARMS, e.g.:
3191
3192      template <class T> struct S;
3193      template <class T> struct S {};  */
3194
3195 void 
3196 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
3197 {
3198   tree tmpl;
3199   tree tmpl_parms;
3200   int i;
3201
3202   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
3203     {
3204       error ("%qT is not a template type", type);
3205       return;
3206     }
3207
3208   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
3209   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
3210     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
3211        about here; there are no new template parameters for the nested
3212        type.  */
3213     return;
3214
3215   if (!parms)
3216     {
3217       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
3218              tmpl);
3219       return;
3220     }
3221
3222   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3223   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3224
3225   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
3226     {
3227       cp_error_at ("previous declaration %qD", tmpl);
3228       error ("used %d template parameter%s instead of %d",
3229                 TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms), 
3230                 TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms) == 1 ? "" : "s",
3231                 TREE_VEC_LENGTH (parms));
3232       return;
3233     }
3234
3235   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
3236     {
3237       tree tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3238       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3239       tree tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3240       tree parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3241
3242       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
3243          TEMPLATE_DECL.  */
3244       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
3245           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
3246               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm))))
3247         {
3248           cp_error_at ("template parameter %q#D", tmpl_parm);
3249           error ("redeclared here as %q#D", parm);
3250           return;
3251         }
3252
3253       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
3254         {
3255           /* We have in [temp.param]:
3256
3257              A template-parameter may not be given default arguments
3258              by two different declarations in the same scope.  */
3259           error ("redefinition of default argument for %q#D", parm);
3260           error ("%J  original definition appeared here", tmpl_parm);
3261           return;
3262         }
3263
3264       if (parm_default != NULL_TREE)
3265         /* Update the previous template parameters (which are the ones
3266            that will really count) with the new default value.  */
3267         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
3268       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
3269         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
3270            parameters for any members.  */
3271         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
3272     }
3273 }
3274
3275 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
3276    (possibly simplified) expression.  */
3277
3278 tree
3279 fold_non_dependent_expr (tree expr)
3280 {
3281   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
3282      it.  We're supposed to treat:
3283      
3284        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
3285        template <typename T> void f(T[2]);
3286                    
3287      as two declarations of the same function, for example.  */
3288   if (processing_template_decl
3289       && !type_dependent_expression_p (expr)
3290       && !value_dependent_expression_p (expr))
3291     {
3292       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
3293
3294       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
3295       processing_template_decl = 0;
3296       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
3297                                     /*args=*/NULL_TREE,
3298                                     tf_error,
3299                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
3300                                     /*function_p=*/false);
3301       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
3302     }
3303   return expr;
3304 }
3305
3306 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
3307    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
3308    Extract the innest constant expression.
3309    
3310    This is basically a more powerful version of
3311    integral_constant_value, which can be used also in templates where
3312    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
3313    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
3314
3315 tree
3316 fold_decl_constant_value (tree expr)
3317 {
3318   tree const_expr = expr;
3319   do
3320     {
3321       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
3322       const_expr = integral_constant_value (expr);
3323     }
3324   while (expr != const_expr);
3325
3326   return expr;
3327 }
3328
3329 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
3330    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
3331    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
3332    and check that the resulting function has external linkage.  */
3333
3334 static tree
3335 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
3336 {
3337   tree fns = expr;
3338   tree fn, fn_no_ptr;
3339
3340   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
3341   if (fn == error_mark_node)
3342     return error_mark_node;
3343
3344   fn_no_ptr = fn;
3345   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
3346     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
3347
3348   /* [temp.arg.nontype]/1
3349
3350      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3351      shall be one of:
3352      [...]
3353      -- the address of an object or function with external linkage.  */
3354   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
3355     {
3356       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3357              "because function %qD has not external linkage",
3358              expr, type, fn_no_ptr);
3359       return NULL_TREE;
3360     }
3361
3362   return fn;
3363 }
3364
3365 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
3366    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
3367    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
3368    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
3369    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
3370    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
3371    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
3372    must be non-dependent.
3373
3374    The conversion follows the special rules described in
3375    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
3376    conversion.
3377
3378    This function is called twice for each template argument (see
3379    lookup_template_class for a more accurate description of this
3380    problem). This means that we need to handle expressions which
3381    are not valid in a C++ source, but can be created from the
3382    first call (for instance, casts to perform conversions). These
3383    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
3384
3385 static tree
3386 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
3387 {
3388   tree expr_type;
3389
3390   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
3391      This special-case is not needed for correctness (we would easily
3392      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
3393      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
3394      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
3395   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
3396     {
3397       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3398              "because string literals can never be used in this context",
3399              expr, type);
3400       return NULL_TREE;
3401     }
3402
3403   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
3404      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
3405      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
3406      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
3407      so that access checking can be performed when the template is
3408      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
3409      convert the argument.  */
3410   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
3411   expr_type = TREE_TYPE (expr);
3412
3413   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
3414      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
3415      which is the tree that we built on the first call (see
3416      below when coercing to reference to object or to reference to
3417      function). We just strip everything and get to the arg.
3418      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
3419      for examples.  */
3420   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
3421     {
3422       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
3423         {
3424           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
3425              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
3426              could actually change the type to something more cv-qualified,
3427              and this is not folded by convert_from_reference.  */
3428           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3429           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
3430           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
3431           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
3432           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
3433                       (TREE_TYPE (expr_type),
3434                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
3435
3436           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
3437           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3438         }
3439
3440       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
3441          parameter is a pointer to object, through decay and
3442          qualification conversion. Let's strip everything.  */
3443       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3444         {
3445           STRIP_NOPS (expr);
3446           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
3447           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
3448           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
3449              an array. Otherwise, it is part of the original argument
3450              in the source code.  */
3451           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
3452             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3453           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3454         }
3455     }
3456
3457   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
3458
3459      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
3460      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
3461      (_conv.integral_) are applied.  */
3462   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3463     {
3464       if (!INTEGRAL_TYPE_P (expr_type))
3465         return error_mark_node;
3466
3467       expr = fold_decl_constant_value (expr);
3468       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
3469          do not fold into integer constants.  */
3470       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
3471         {
3472           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3473                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
3474           return NULL_TREE;
3475         }
3476
3477       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
3478          because we already know that the expression is of integral
3479          type.  */
3480       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
3481       if (expr == error_mark_node)
3482         return error_mark_node;
3483
3484       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
3485       expr = fold (expr);
3486     }
3487   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
3488
3489      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
3490      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
3491      conversion (_conv.array_) are applied.  */
3492   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3493     {
3494       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
3495
3496          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3497          shall be one of: [...]
3498
3499          -- the name of a non-type template-parameter;
3500          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
3501             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
3502             refers to a function or array, or if the corresponding
3503             template-parameter is a reference.
3504             
3505         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
3506         for a parameter of type pointer-to-object.  */
3507       bool constant_address_p =
3508         (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR
3509          || TREE_CODE (expr_type) == ARRAY_TYPE
3510          || (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr)));
3511
3512       expr = decay_conversion (expr);
3513       if (expr == error_mark_node)
3514         return error_mark_node;
3515
3516       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3517       if (expr == error_mark_node)
3518         return error_mark_node;
3519
3520       if (!constant_address_p)
3521         {
3522             error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3523                   "because it is not a constant pointer", expr, type);
3524             return NULL_TREE;
3525         }
3526     }
3527   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
3528
3529      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
3530      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
3531      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
3532      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
3533      template-argument, which must be an lvalue.  */
3534   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
3535     {
3536       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
3537                                                       expr_type))
3538         return error_mark_node;
3539
3540       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
3541         {
3542           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3543                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
3544           return NULL_TREE;
3545         }
3546         
3547       if (!real_lvalue_p (expr))
3548         {
3549           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3550                  "because it is not a lvalue", expr, type);
3551           return NULL_TREE;
3552         }
3553
3554       /* [temp.arg.nontype]/1
3555
3556          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3557          shall be one of: [...]
3558
3559          -- the address of an object or function with external linkage.  */
3560       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
3561         {
3562           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3563                  "because object %qD has not external linkage",
3564                  expr, type, expr);
3565           return NULL_TREE;
3566         }
3567
3568       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3569     }
3570   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
3571
3572      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
3573      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
3574      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
3575      pointer to such), the matching function is selected from the set
3576      (_over.over_).  */
3577   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
3578     {
3579       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
3580          context information to decay the pointer.
3581          ??? Why static5.C requires decay and subst1.C works fine
3582          even without it?  */
3583       if (!type_unknown_p (expr_type))
3584         {
3585           expr = decay_conversion (expr);
3586           if (expr == error_mark_node)
3587             return error_mark_node;
3588         }
3589
3590       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
3591       if (!expr || expr == error_mark_node)
3592         return expr;
3593     }
3594   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
3595
3596      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
3597      conversions apply. If the template-argument represents a set of
3598      overloaded functions, the matching function is selected from the set
3599      (_over.over_).  */
3600   else if (TYPE_REFFN_P (type))
3601     {
3602       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3603         {
3604           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3605                  "because it is a pointer", expr, type);
3606           inform ("try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
3607           return NULL_TREE;
3608         }
3609
3610       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
3611       if (!expr || expr == error_mark_node)
3612         return expr;
3613
3614       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3615     }
3616   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
3617
3618      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
3619      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
3620      overloaded member functions, the matching member function is selected
3621      from the set (_over.over_).  */
3622   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
3623     {
3624       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
3625       if (expr == error_mark_node)
3626         return error_mark_node;
3627
3628       /* There is no way to disable standard conversions in
3629          resolve_address_of_overloaded_function (called by
3630          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
3631          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
3632          to reject this conversion here.
3633
3634          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
3635          it would still be better to reject them here so that we can
3636          provide a superior diagnostic.  */
3637       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
3638         {
3639           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
3640           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
3641           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3642                  "because it is of type %qT", expr, type,
3643                  TREE_TYPE (expr));
3644           inform ("standard conversions are not allowed in this context");
3645           return NULL_TREE;
3646         }
3647     }
3648   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
3649
3650      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
3651      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
3652   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
3653     {
3654       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3655       if (expr == error_mark_node)
3656         return expr;
3657     }
3658   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
3659   else
3660     gcc_unreachable ();
3661
3662   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
3663      right type?  */
3664   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
3665   return expr;
3666 }
3667
3668
3669 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for 
3670    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are 
3671    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL 
3672    or PARM_DECL.
3673    
3674    ARG_PARMS may contain more parameters than PARM_PARMS.  If this is 
3675    the case, then extra parameters must have default arguments.
3676
3677    Consider the example:
3678      template <class T, class Allocator = allocator> class vector;
3679      template<template <class U> class TT> class C;
3680
3681    C<vector> is a valid instantiation.  PARM_PARMS for the above code 
3682    contains a TYPE_DECL (for U),  ARG_PARMS contains two TYPE_DECLs (for 
3683    T and Allocator) and OUTER_ARGS contains the argument that is used to 
3684    substitute the TT parameter.  */
3685
3686 static int
3687 coerce_template_template_parms (tree parm_parms, 
3688                                 tree arg_parms, 
3689                                 tsubst_flags_t complain, 
3690                                 tree in_decl,
3691                                 tree outer_args)
3692 {
3693   int nparms, nargs, i;
3694   tree parm, arg;
3695
3696   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
3697   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
3698
3699   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
3700   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
3701
3702   /* The rule here is opposite of coerce_template_parms.  */
3703   if (nargs < nparms
3704       || (nargs > nparms
3705           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, nparms)) == NULL_TREE))
3706     return 0;
3707
3708   for (i = 0; i < nparms; ++i)
3709     {
3710       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
3711       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
3712
3713       if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
3714           || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
3715         return 0;
3716
3717       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
3718         return 0;
3719
3720       switch (TREE_CODE (parm))
3721         {
3722         case TYPE_DECL:
3723           break;
3724
3725         case TEMPLATE_DECL:
3726           /* We encounter instantiations of templates like
3727                template <template <template <class> class> class TT>
3728                class C;  */
3729           {
3730             tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3731             tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3732
3733             if (!coerce_template_template_parms
3734                 (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
3735               return 0;
3736           }
3737           break;
3738
3739         case PARM_DECL:
3740           /* The tsubst call is used to handle cases such as
3741
3742                template <int> class C {};
3743                template <class T, template <T> class TT> class D {};
3744                D<int, C> d;
3745
3746              i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
3747           if (!dependent_type_p (TREE_TYPE (arg))
3748               && !same_type_p
3749                     (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
3750                              TREE_TYPE (arg)))
3751             return 0;
3752           break;
3753           
3754         default:
3755           gcc_unreachable ();
3756         }
3757     }
3758   return 1;
3759 }
3760
3761 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
3762    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
3763    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
3764    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
3765    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
3766    the full set of template arguments deduced so far.  */
3767
3768 static tree
3769 convert_template_argument (tree parm, 
3770                            tree arg, 
3771                            tree args, 
3772                            tsubst_flags_t complain, 
3773                            int i, 
3774                            tree in_decl)
3775 {
3776   tree val;
3777   tree inner_args;
3778   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
3779   
3780   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3781
3782   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST 
3783       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
3784     {  
3785       /* The template argument was the name of some
3786          member function.  That's usually
3787          invalid, but static members are OK.  In any
3788          case, grab the underlying fields/functions
3789          and issue an error later if required.  */
3790       arg = TREE_VALUE (arg);
3791       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
3792     }
3793
3794   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
3795   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
3796                    || requires_tmpl_type);
3797
3798   is_tmpl_type = ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
3799                    && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
3800                   || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3801                   || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
3802   
3803   if (is_tmpl_type
3804       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3805           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
3806     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
3807
3808   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
3809
3810   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
3811       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
3812     {
3813       pedwarn ("to refer to a type member of a template parameter, "
3814                "use %<typename %E%>", arg);
3815       
3816       arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
3817                                 TREE_OPERAND (arg, 1),
3818                                 typename_type,
3819                                 complain & tf_error);
3820       is_type = 1;
3821     }
3822   if (is_type != requires_type)
3823     {
3824       if (in_decl)
3825         {
3826           if (complain & tf_error)
3827             {
3828               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3829                      "parameter list for %qD",
3830                      i + 1, in_decl);
3831               if (is_type)
3832                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
3833                        TREE_TYPE (parm),
3834                        (is_tmpl_type ? DECL_NAME (arg) : arg));
3835               else if (requires_tmpl_type)
3836                 error ("  expected a class template, got %qE", arg);
3837               else
3838                 error ("  expected a type, got %qE", arg);
3839             }
3840         }
3841       return error_mark_node;
3842     }
3843   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
3844     {
3845       if (in_decl && (complain & tf_error))
3846         {
3847           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3848                  "parameter list for %qD",
3849                  i + 1, in_decl);
3850           if (is_tmpl_type)
3851             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
3852           else
3853             error ("  expected a class template, got %qT", arg);
3854         }
3855       return error_mark_node;
3856     }
3857       
3858   if (is_type)
3859     {
3860       if (requires_tmpl_type)
3861         {
3862           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
3863             /* The number of argument required is not known yet.
3864                Just accept it for now.  */
3865             val = TREE_TYPE (arg);
3866           else
3867             {
3868               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3869               tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3870
3871               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
3872                                                   complain, in_decl,
3873                                                   inner_args))
3874                 {
3875                   val = arg;
3876                   
3877                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over 
3878                      TEMPLATE_DECL.  */
3879                   if (val != error_mark_node 
3880                       && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
3881                     val = TREE_TYPE (val);
3882                 }
3883               else
3884                 {
3885                   if (in_decl && (complain & tf_error))
3886                     {
3887                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
3888                              "template parameter list for %qD",
3889                              i + 1, in_decl);
3890                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
3891                              parm, arg);
3892                     }
3893                   
3894                   val = error_mark_node;
3895                 }
3896             }
3897         }
3898       else
3899         val = arg;
3900     }
3901   else
3902     {
3903       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
3904
3905       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
3906         return error_mark_node;
3907       
3908       if (!uses_template_parms (arg) && !uses_template_parms (t))
3909         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
3910            will report errors, which we don't want when complain
3911            is zero.  More importantly, digest_init will try too
3912            hard to convert things: for example, `0' should not be
3913            converted to pointer type at this point according to
3914            the standard.  Accepting this is not merely an
3915            extension, since deciding whether or not these
3916            conversions can occur is part of determining which
3917            function template to call, or whether a given explicit
3918            argument specification is valid.  */
3919         val = convert_nontype_argument (t, arg);
3920       else
3921         val = arg;
3922
3923       if (val == NULL_TREE)
3924         val = error_mark_node;
3925       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
3926         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  arg, t);
3927     }
3928
3929   return val;
3930 }
3931
3932 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
3933    return a vector containing the innermost resulting template
3934    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
3935    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
3936
3937    If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is nonzero, all arguments must be
3938    provided in ARGLIST, or else trailing parameters must have default
3939    values.  If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is zero, we will attempt argument
3940    deduction for any unspecified trailing arguments.  */
3941    
3942 static tree
3943 coerce_template_parms (tree parms, 
3944                        tree args, 
3945                        tree in_decl,
3946                        tsubst_flags_t complain,
3947                        int require_all_arguments)
3948 {
3949   int nparms, nargs, i, lost = 0;
3950   tree inner_args;
3951   tree new_args;
3952   tree new_inner_args;
3953
3954   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3955   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
3956   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
3957
3958   if (nargs > nparms
3959       || (nargs < nparms
3960           && require_all_arguments
3961           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs)) == NULL_TREE))
3962     {
3963       if (complain & tf_error) 
3964         {
3965           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
3966                  nargs, nparms);
3967           
3968           if (in_decl)
3969             cp_error_at ("provided for %qD", in_decl);
3970         }
3971
3972       return error_mark_node;
3973     }
3974
3975   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
3976   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
3977   for (i = 0; i < nparms; i++)
3978     {
3979       tree arg;
3980       tree parm;
3981
3982       /* Get the Ith template parameter.  */
3983       parm = TREE_VEC_ELT (parms, i);
3984
3985       /* Calculate the Ith argument.  */
3986       if (i < nargs)
3987         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
3988       else if (require_all_arguments)
3989         /* There must be a default arg in this case.  */
3990         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
3991                                    complain, in_decl);
3992       else
3993         break;
3994       
3995       gcc_assert (arg);
3996       if (arg == error_mark_node)
3997         {
3998           if (complain & tf_error)
3999             error ("template argument %d is invalid", i + 1);
4000         }
4001       else 
4002         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm), 
4003                                          arg, new_args, complain, i,
4004                                          in_decl); 
4005       
4006       if (arg == error_mark_node)
4007         lost++;
4008       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = arg;
4009     }
4010
4011   if (lost)
4012     return error_mark_node;
4013
4014   return new_inner_args;
4015 }
4016
4017 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
4018
4019 static int
4020 template_args_equal (tree ot, tree nt)
4021 {
4022   if (nt == ot)
4023     return 1;
4024
4025   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
4026     /* For member templates */
4027     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
4028   else if (TYPE_P (nt))
4029     {
4030       int c1, c2;
4031
4032       if (!TYPE_P (ot))
4033         return 0;
4034
4035       /* We must handle ObjC types specially because they may differ
4036          only in protocol qualifications (e.g., 'NSObject *' vs.
4037          'NSObject <Foo> *') that must be taken into account here.
4038          See also cp/typeck.c:build_c_cast(), where a similar problem
4039          arises.  We must call objc_comptypes() twice, since its
4040          comparisons are _not_ symmetric.  */
4041       if ((c1 = objc_comptypes (ot, nt, 0)) >= 0
4042           && (c2 = objc_comptypes (nt, ot, 0)) >= 0)
4043         return (c1 && c2);
4044
4045       return same_type_p (ot, nt);
4046     }
4047   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
4048     return 0;
4049   else
4050     return cp_tree_equal (ot, nt);
4051 }
4052
4053 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
4054    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
4055
4056 int
4057 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
4058 {
4059   int i;
4060
4061   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
4062     return 0;
4063
4064   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
4065     {
4066       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
4067       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
4068
4069       if (! template_args_equal (ot, nt))
4070         return 0;
4071     }
4072   return 1;
4073 }
4074
4075 /* Given class template name and parameter list, produce a user-friendly name
4076    for the instantiation.  */
4077
4078 static char *
4079 mangle_class_name_for_template (const char* name, tree parms, tree arglist)
4080 {
4081   static struct obstack scratch_obstack;
4082   static char *scratch_firstobj;
4083   int i, nparms;
4084
4085   if (!scratch_firstobj)
4086     gcc_obstack_init (&scratch_obstack);
4087   else
4088     obstack_free (&scratch_obstack, scratch_firstobj);
4089   scratch_firstobj = obstack_alloc (&scratch_obstack, 1);
4090
4091 #define ccat(C) obstack_1grow (&scratch_obstack, (C));
4092 #define cat(S)  obstack_grow (&scratch_obstack, (S), strlen (S))
4093
4094   cat (name);
4095   ccat ('<');
4096   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4097   arglist = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
4098   gcc_assert (nparms == TREE_VEC_LENGTH (arglist));
4099   for (i = 0; i < nparms; i++)
4100     {
4101       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4102       tree arg = TREE_VEC_ELT (arglist, i);
4103
4104       if (i)
4105         ccat (',');
4106
4107       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
4108         {
4109           cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4110           continue;
4111         }
4112       else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4113         {
4114           if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
4115             {
4116               /* Already substituted with real template.  Just output 
4117                  the template name here */
4118               tree context = DECL_CONTEXT (arg);
4119               if (context)
4120                 {
4121                   /* The template may be defined in a namespace, or
4122                      may be a member template.  */
4123                   gcc_assert (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL
4124                               || CLASS_TYPE_P (context));
4125                   cat (decl_as_string (DECL_CONTEXT (arg),
4126                                       TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4127                   cat ("::");
4128                 }
4129               cat (IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (arg)));
4130             }
4131           else
4132             /* Output the parameter declaration.  */
4133             cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4134           continue;
4135         }
4136       else
4137         gcc_assert (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL);
4138
4139       /* No need to check arglist against parmlist here; we did that
4140          in coerce_template_parms, called from lookup_template_class.  */
4141       cat (expr_as_string (arg, TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4142     }
4143   {
4144     char *bufp = obstack_next_free (&scratch_obstack);
4145     int offset = 0;
4146     while (bufp[offset - 1] == ' ')
4147       offset--;
4148     obstack_blank_fast (&scratch_obstack, offset);
4149
4150     /* B<C<char> >, not B<C<char>> */
4151     if (bufp[offset - 1] == '>')
4152       ccat (' ');
4153   }
4154   ccat ('>');
4155   ccat ('\0');
4156   return (char *) obstack_base (&scratch_obstack);
4157 }
4158
4159 static tree
4160 classtype_mangled_name (tree t)
4161 {
4162   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t)
4163       /* Specializations have already had their names set up in
4164          lookup_template_class.  */
4165       && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
4166     {
4167       tree tmpl = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
4168
4169       /* For non-primary templates, the template parameters are
4170          implicit from their surrounding context.  */
4171       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4172         {
4173           tree name = DECL_NAME (tmpl);
4174           char *mangled_name = mangle_class_name_for_template
4175             (IDENTIFIER_POINTER (name), 
4176              DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
4177              CLASSTYPE_TI_ARGS (t));
4178           tree id = get_identifier (mangled_name);
4179           IDENTIFIER_TEMPLATE (id) = name;
4180           return id;
4181         }
4182     }
4183
4184   return TYPE_IDENTIFIER (t);
4185 }
4186
4187 static void
4188 add_pending_template (tree d)
4189 {
4190   tree ti = (TYPE_P (d)
4191              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
4192              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
4193   tree pt;
4194   int level;
4195
4196   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
4197     return;
4198
4199   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
4200      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
4201      Compensate.  */
4202   level = !(current_tinst_level && TINST_DECL (current_tinst_level) == d);
4203
4204   if (level)
4205     push_tinst_level (d);
4206
4207   pt = tree_cons (current_tinst_level, d, NULL_TREE);
4208   if (last_pending_template)
4209     TREE_CHAIN (last_pending_template) = pt;
4210   else
4211     pending_templates = pt;
4212
4213   last_pending_template = pt;
4214
4215   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
4216
4217   if (level)
4218     pop_tinst_level ();
4219 }
4220
4221
4222 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
4223    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
4224    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
4225
4226 tree
4227 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
4228 {
4229   tree type;
4230
4231   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
4232     return error_mark_node;
4233
4234   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
4235   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
4236                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
4237
4238   if (BASELINK_P (fns))
4239     {
4240       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
4241                                          unknown_type_node,
4242                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
4243                                          arglist);
4244       return fns;
4245     }
4246
4247   type = TREE_TYPE (fns);
4248   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
4249     type = unknown_type_node;
4250   
4251   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
4252 }
4253
4254 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
4255    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
4256    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
4257    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
4258    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
4259    DECL is returned.  */
4260
4261 tree
4262 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
4263 {
4264   return (decl != NULL_TREE
4265           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL 
4266           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
4267           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4268           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))) 
4269     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
4270 }
4271
4272 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
4273    parameters, find the desired type.
4274
4275    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
4276
4277    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
4278    instantiate.  
4279
4280    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
4281    the class we are looking up.
4282    
4283    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
4284
4285    If the template class is really a local class in a template
4286    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
4287    being instantiated.  
4288
4289    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
4290    template-id: the first time from the parser, while creating the
4291    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
4292    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
4293    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
4294    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
4295
4296 tree
4297 lookup_template_class (tree d1, 
4298                        tree arglist, 
4299                        tree in_decl, 
4300                        tree context, 
4301                        int entering_scope, 
4302                        tsubst_flags_t complain)
4303 {
4304   tree template = NULL_TREE, parmlist;
4305   tree t;
4306   
4307   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
4308   
4309   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
4310     {
4311       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
4312       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
4313         template = value;
4314       else
4315         {
4316           if (context)
4317             push_decl_namespace (context);
4318           template = lookup_name (d1, /*prefer_type=*/0);
4319           template = maybe_get_template_decl_from_type_decl (template);
4320           if (context)
4321             pop_decl_namespace ();
4322         }
4323       if (template)
4324         context = DECL_CONTEXT (template);
4325     }
4326   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && IS_AGGR_TYPE (TREE_TYPE (d1)))
4327     {
4328       tree type = TREE_TYPE (d1);
4329
4330       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
4331          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
4332       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
4333         type = TREE_TYPE (type);
4334         
4335       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4336         {
4337           template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4338           d1 = DECL_NAME (template);
4339         }
4340     }
4341   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE 
4342            || (TYPE_P (d1) && IS_AGGR_TYPE (d1)))
4343     {
4344       template = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
4345       d1 = DECL_NAME (template);
4346     }
4347   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
4348            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
4349     {
4350       template = d1;
4351       d1 = DECL_NAME (template);
4352       context = DECL_CONTEXT (template);
4353     }
4354
4355   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
4356   if (! template)
4357     {
4358       if (complain & tf_error)
4359         error ("%qT is not a template", d1);
4360       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4361     }
4362
4363   if (TREE_CODE (template) != TEMPLATE_DECL
4364          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
4365             the user.  */
4366       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (template)
4367           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)))
4368     {
4369       if (complain & tf_error)
4370         {
4371           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
4372           if (in_decl)
4373             cp_error_at ("for template declaration %qD", in_decl);
4374         }
4375       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4376     }
4377
4378   complain &= ~tf_user;
4379   
4380   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (template))
4381     {
4382       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
4383          template arguments */
4384
4385       tree parm;
4386       tree arglist2;
4387
4388       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (template);
4389
4390       /* Consider an example where a template template parameter declared as
4391
4392            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
4393
4394          The template parameter level of T and U are one level larger than 
4395          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an 
4396          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
4397          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
4398          available when not appearing as default template argument, can be
4399          obtained from `current_template_args ()'.
4400
4401          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
4402          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
4403          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
4404          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
4405
4406       if (current_template_parms)
4407         arglist = add_to_template_args (current_template_args (), arglist);
4408
4409       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, template,
4410                                         complain, /*require_all_args=*/1);
4411       if (arglist2 == error_mark_node
4412           || (!uses_template_parms (arglist2)
4413               && check_instantiated_args (template, arglist2, complain)))
4414         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4415
4416       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (template), arglist2);
4417       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
4418     }
4419   else 
4420     {
4421       tree template_type = TREE_TYPE (template);
4422       tree gen_tmpl;
4423       tree type_decl;
4424       tree found = NULL_TREE;
4425       int arg_depth;
4426       int parm_depth;
4427       int is_partial_instantiation;
4428
4429       gen_tmpl = most_general_template (template);
4430       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
4431       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
4432       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4433
4434       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
4435         {
4436           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
4437              For example, given:
4438
4439                template <class T> struct S1 {
4440                  template <class U> struct S2 {};
4441                  template <class U> struct S2<U*> {};
4442                 };
4443              
4444              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
4445              TEMPLATE will be `template <class T> template
4446              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
4447              arguments.  */
4448           arglist 
4449             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (template)),
4450                                            arglist);
4451           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4452         }
4453
4454       /* Now we should have enough arguments.  */
4455       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
4456       
4457       /* From here on, we're only interested in the most general
4458          template.  */
4459       template = gen_tmpl;
4460
4461       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
4462          actually tsubst'd into the definition to create the
4463          instantiation.  */
4464       if (parm_depth > 1)
4465         {
4466           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
4467           int i;
4468           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4469
4470           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
4471           
4472           for (i = saved_depth,
4473                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (template); 
4474                i > 0 && t != NULL_TREE;
4475                --i, t = TREE_CHAIN (t))
4476             {
4477               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
4478                                               arglist, template,
4479                                               complain, /*require_all_args=*/1);
4480
4481               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
4482               if (a == error_mark_node)
4483                 {
4484                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4485                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4486                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4487                 }
4488               
4489               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
4490
4491               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
4492                  that coerce_template_parms will see only the arguments
4493                  corresponding to the template parameters it is
4494                  examining.  */
4495               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4496             }
4497
4498           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4499           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4500
4501           arglist = bound_args;
4502         }
4503       else
4504         arglist
4505           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
4506                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4507                                    template,
4508                                    complain, /*require_all_args=*/1);
4509
4510       if (arglist == error_mark_node)
4511         /* We were unable to bind the arguments.  */
4512         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4513
4514       /* In the scope of a template class, explicit references to the
4515          template class refer to the type of the template, not any
4516          instantiation of it.  For example, in:
4517          
4518            template <class T> class C { void f(C<T>); }
4519
4520          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
4521          class, however, such a reference is an instantiation.  */
4522       if (comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
4523                               arglist))
4524         {
4525           found = template_type;
4526           
4527           if (!entering_scope && PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4528             {
4529               tree ctx;
4530               
4531               for (ctx = current_class_type; 
4532                    ctx && TREE_CODE (ctx) != NAMESPACE_DECL;
4533                    ctx = (TYPE_P (ctx)
4534                           ? TYPE_CONTEXT (ctx)
4535                           : DECL_CONTEXT (ctx)))
4536                 if (TYPE_P (ctx) && same_type_p (ctx, template_type))
4537                   goto found_ctx;
4538               
4539               /* We're not in the scope of the class, so the
4540                  TEMPLATE_TYPE is not the type we want after all.  */
4541               found = NULL_TREE;
4542             found_ctx:;
4543             }
4544         }
4545       if (found)
4546         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4547
4548       /* If we already have this specialization, return it.  */
4549       found = retrieve_specialization (template, arglist,
4550                                        /*class_specializations_p=*/false);
4551       if (found)
4552         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4553
4554       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
4555          arguments still involve template parameters.  Note that we set
4556          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
4557          well.  */
4558       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
4559
4560       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
4561          failed.  */
4562       if (!is_partial_instantiation
4563           && check_instantiated_args (template,
4564                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4565                                       complain))
4566         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4567         
4568       if (!is_partial_instantiation 
4569           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)
4570           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (template)) == NAMESPACE_DECL)
4571         {
4572           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (template),
4573                                       DECL_NAME (template),
4574                                       /*tag_scope=*/ts_global);
4575           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4576         }
4577       
4578       context = tsubst (DECL_CONTEXT (template), arglist,
4579                         complain, in_decl);
4580       if (!context)
4581         context = global_namespace;
4582
4583       /* Create the type.  */
4584       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
4585         {
4586           if (!is_partial_instantiation)
4587             {
4588               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
4589               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type));
4590             }
4591           else
4592             /* We don't want to call start_enum for this type, since
4593                the values for the enumeration constants may involve
4594                template parameters.  And, no one should be interested
4595                in the enumeration constants for such a type.  */
4596             t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
4597         }
4598       else
4599         {
4600           t = make_aggr_type (TREE_CODE (template_type));
4601           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t) 
4602             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
4603           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
4604           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
4605
4606           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
4607           if (context == current_function_decl)
4608             pushtag (DECL_NAME (template), t, /*tag_scope=*/ts_current);
4609         }
4610
4611       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
4612          will already be set up.  */
4613       if (!TYPE_NAME (t))
4614         {
4615           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
4616           
4617           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (template), t);
4618           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
4619           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
4620           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl) 
4621             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4622         }
4623       else
4624         type_decl = TYPE_NAME (t);
4625
4626       TREE_PRIVATE (type_decl)
4627         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4628       TREE_PROTECTED (type_decl)
4629         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4630       DECL_IN_SYSTEM_HEADER (type_decl)
4631         = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (template);
4632
4633       /* Set up the template information.  We have to figure out which
4634          template is the immediate parent if this is a full
4635          instantiation.  */
4636       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
4637           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4638         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
4639         found = template;
4640       else
4641         {
4642           /* This is a full instantiation of a member template.  Look
4643              for a partial instantiation of which this is an instance.  */
4644
4645           for (found = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template);
4646                found; found = TREE_CHAIN (found))
4647             {
4648               int success;
4649               tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (found));
4650
4651               /* We only want partial instantiations, here, not
4652                  specializations or full instantiations.  */
4653               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_VALUE (found))
4654                   || !uses_template_parms (TREE_VALUE (found)))
4655                 continue;
4656
4657               /* Temporarily reduce by one the number of levels in the
4658                  ARGLIST and in FOUND so as to avoid comparing the
4659                  last set of arguments.  */
4660               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4661               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found)) --;
4662
4663               /* See if the arguments match.  If they do, then TMPL is
4664                  the partial instantiation we want.  */
4665               success = comp_template_args (TREE_PURPOSE (found), arglist);
4666
4667               /* Restore the argument vectors to their full size.  */
4668               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4669               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found))++;
4670
4671               if (success)
4672                 {
4673                   found = tmpl;
4674                   break;
4675                 }
4676             }
4677
4678           if (!found)
4679             {
4680               /* There was no partial instantiation. This happens
4681                  where C<T> is a member template of A<T> and it's used
4682                  in something like
4683                 
4684                   template <typename T> struct B { A<T>::C<int> m; };
4685                   B<float>;
4686                 
4687                  Create the partial instantiation.
4688                */
4689               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4690               found = tsubst (template, arglist, complain, NULL_TREE);
4691               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4692             }
4693         }
4694
4695       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));  
4696       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template) 
4697         = tree_cons (arglist, t, 
4698                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template));
4699
4700       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE 
4701           && !is_partial_instantiation)
4702         /* Now that the type has been registered on the instantiations
4703            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
4704            constants may involve the enumeration type itself, we make
4705            sure to register the type first, and then create the
4706            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
4707            constants won't result in recursive calls here; we'll find
4708            the instantiation and exit above.  */
4709         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
4710
4711       /* Reset the name of the type, now that CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO
4712          is set up.  */
4713       if (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE)
4714         DECL_NAME (type_decl) = classtype_mangled_name (t);
4715       if (is_partial_instantiation)
4716         /* If the type makes use of template parameters, the
4717            code that generates debugging information will crash.  */
4718         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
4719
4720       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
4721     }
4722   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
4723 }
4724 \f
4725 struct pair_fn_data 
4726 {
4727   tree_fn_t fn;
4728   void *data;
4729   struct pointer_set_t *visited;
4730 };
4731
4732 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
4733
4734 static tree
4735 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
4736 {
4737   tree t = *tp;
4738   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
4739   tree_fn_t fn = pfd->fn;
4740   void *data = pfd->data;
4741
4742   if (TYPE_P (t)
4743       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited))
4744     return error_mark_node;
4745
4746   switch (TREE_CODE (t))
4747     {
4748     case RECORD_TYPE:
4749       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
4750         break;
4751       /* Fall through.  */
4752
4753     case UNION_TYPE:
4754     case ENUMERAL_TYPE:
4755       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
4756         *walk_subtrees = 0;
4757       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
4758                                        fn, data, pfd->visited))
4759         return error_mark_node;
4760       break;
4761
4762     case METHOD_TYPE:
4763       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
4764          explicitly here.  */
4765       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
4766                                   pfd->visited))
4767         return error_mark_node;
4768       /* Fall through.  */
4769
4770     case FUNCTION_TYPE:
4771       /* Check the return type.  */
4772       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4773         return error_mark_node;
4774
4775       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
4776          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
4777          contain expressions that involve template parameters.  But,
4778          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
4779          instantiated, they don't contain template parameters, so
4780          there's no point in looking at them then, either.  */
4781       {
4782         tree parm;
4783
4784         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
4785           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
4786                                       pfd->visited))
4787             return error_mark_node;
4788
4789         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
4790            want walk_tree walking into them itself.  */
4791         *walk_subtrees = 0;
4792       }
4793       break;
4794
4795     case TYPEOF_TYPE:
4796       if (for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data, 
4797                                   pfd->visited))
4798         return error_mark_node;
4799       break;
4800
4801     case FUNCTION_DECL:
4802     case VAR_DECL:
4803       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
4804           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
4805                                      pfd->visited))
4806         return error_mark_node;
4807       /* Fall through.  */
4808
4809     case PARM_DECL:
4810     case CONST_DECL:
4811       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
4812           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
4813                                      pfd->visited))
4814         return error_mark_node;
4815       if (DECL_CONTEXT (t) 
4816           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
4817                                      pfd->visited))
4818         return error_mark_node;
4819       break;
4820
4821     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4822       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
4823       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited))
4824         return error_mark_node;
4825       /* Fall through.  */
4826
4827     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4828     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
4829     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
4830       if (fn && (*fn)(t, data))
4831         return error_mark_node;
4832       else if (!fn)
4833         return error_mark_node;
4834       break;
4835
4836     case TEMPLATE_DECL:
4837       /* A template template parameter is encountered.  */
4838       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
4839           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4840         return error_mark_node;
4841
4842       /* Already substituted template template parameter */
4843       *walk_subtrees = 0;
4844       break;
4845
4846     case TYPENAME_TYPE:
4847       if (!fn 
4848           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
4849                                      data, pfd->visited))
4850         return error_mark_node;
4851       break;
4852
4853     case CONSTRUCTOR:
4854       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
4855           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
4856                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
4857                                      pfd->visited))
4858         return error_mark_node;
4859       break;
4860       
4861     case INDIRECT_REF:
4862     case COMPONENT_REF:
4863       /* If there's no type, then this thing must be some expression
4864          involving template parameters.  */
4865       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
4866         return error_mark_node;
4867       break;
4868
4869     case MODOP_EXPR:
4870     case CAST_EXPR:
4871     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
4872     case CONST_CAST_EXPR:
4873     case STATIC_CAST_EXPR:
4874     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
4875     case ARROW_EXPR:
4876     case DOTSTAR_EXPR:
4877     case TYPEID_EXPR:
4878     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
4879       if (!fn)
4880         return error_mark_node;
4881       break;
4882
4883     case BASELINK:
4884       /* If we do not handle this case specially, we end up walking
4885          the BINFO hierarchy, which is circular, and therefore
4886          confuses walk_tree.  */
4887       *walk_subtrees = 0;
4888       if (for_each_template_parm (BASELINK_FUNCTIONS (*tp), fn, data,
4889                                   pfd->visited))
4890         return error_mark_node;
4891       break;
4892
4893     default:
4894       break;
4895     }
4896
4897   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
4898   return NULL_TREE;
4899 }
4900
4901 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM, 
4902    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T, 
4903    call FN with the parameter and the DATA.
4904    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
4905    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
4906    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
4907    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
4908    considered to be the function which always returns 1.  */
4909
4910 static int
4911 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
4912                         struct pointer_set_t *visited)
4913 {
4914   struct pair_fn_data pfd;
4915   int result;
4916
4917   /* Set up.  */
4918   pfd.fn = fn;
4919   pfd.data = data;
4920
4921   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
4922      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
4923      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
4924      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
4925      visited list.)  */
4926   if (visited)
4927     pfd.visited = visited;
4928   else
4929     pfd.visited = pointer_set_create ();
4930   result = walk_tree (&t, 
4931                       for_each_template_parm_r, 
4932                       &pfd,
4933                       pfd.visited) != NULL_TREE;
4934
4935   /* Clean up.  */
4936   if (!visited)
4937     {
4938       pointer_set_destroy (pfd.visited);
4939       pfd.visited = 0;
4940     }
4941
4942   return result;
4943 }
4944
4945 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
4946
4947 int
4948 uses_template_parms (tree t)
4949 {
4950   bool dependent_p;
4951   int saved_processing_template_decl;
4952
4953   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4954   if (!saved_processing_template_decl)
4955     processing_template_decl = 1;
4956   if (TYPE_P (t))
4957     dependent_p = dependent_type_p (t);
4958   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
4959     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
4960   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
4961     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
4962                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
4963   else if (DECL_P (t) 
4964            || EXPR_P (t) 
4965            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4966            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
4967            || TREE_CODE (t) == BASELINK
4968            || CONSTANT_CLASS_P (t))
4969     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
4970                    || value_dependent_expression_p (t));
4971   else
4972     {
4973       gcc_assert (t == error_mark_node);
4974       dependent_p = false;
4975     }
4976   
4977   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4978
4979   return dependent_p;
4980 }
4981
4982 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
4983
4984 int
4985 uses_template_parms_level (tree t, int level)
4986 {
4987   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL);
4988 }
4989
4990 static int tinst_depth;
4991 extern int max_tinst_depth;
4992 #ifdef GATHER_STATISTICS
4993 int depth_reached;
4994 #endif
4995 static int tinst_level_tick;
4996 static int last_template_error_tick;
4997
4998 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
4999    for diagnostics and to restore it later.  */
5000
5001 int
5002 push_tinst_level (tree d)
5003 {
5004   tree new;
5005
5006   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
5007     {
5008       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
5009          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
5010          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
5011       if (uses_template_parms (d))
5012         return 0;
5013
5014       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
5015       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
5016              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
5017              max_tinst_depth, d);
5018
5019       print_instantiation_context ();
5020
5021       return 0;
5022     }
5023
5024   new = make_node (TINST_LEVEL);
5025   TINST_DECL (new) = d;
5026   TINST_LOCATION (new) = input_location;
5027   TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (new) = in_system_header;
5028   TREE_CHAIN (new) = current_tinst_level;
5029   current_tinst_level = new;
5030
5031   ++tinst_depth;
5032 #ifdef GATHER_STATISTICS
5033   if (tinst_depth > depth_reached)
5034     depth_reached = tinst_depth;
5035 #endif
5036
5037   ++tinst_level_tick;
5038   return 1;
5039 }
5040
5041 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
5042    context.  */
5043
5044 void
5045 pop_tinst_level (void)
5046 {
5047   tree old = current_tinst_level;
5048
5049   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
5050      this instantiation.  */
5051   input_location = TINST_LOCATION (old);
5052   in_system_header = TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (old);
5053   current_tinst_level = TREE_CHAIN (old);
5054   --tinst_depth;
5055   ++tinst_level_tick;
5056 }
5057
5058 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
5059    instantiation context in which the instantiation was requested, which
5060    is one step out from LEVEL.  */
5061
5062 static void
5063 reopen_tinst_level (tree level)
5064 {
5065   tree t;
5066
5067   tinst_depth = 0;
5068   for (t = level; t; t = TREE_CHAIN (t))
5069     ++tinst_depth;
5070
5071   current_tinst_level = level;
5072   pop_tinst_level ();
5073 }
5074
5075 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
5076    vector of template arguments, as for tsubst.
5077
5078    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
5079
5080 static tree
5081 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
5082 {
5083   tree new_friend;
5084
5085   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL 
5086       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
5087       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
5088     /* This was a friend declared with an explicit template
5089        argument list, e.g.:
5090        
5091        friend void f<>(T);
5092        
5093        to indicate that f was a template instantiation, not a new
5094        function declaration.  Now, we have to figure out what
5095        instantiation of what template.  */
5096     {
5097       tree template_id, arglist, fns;
5098       tree new_args;
5099       tree tmpl;
5100       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
5101       
5102       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
5103          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
5104          current cless with same name.  */
5105       push_nested_namespace (ns);
5106       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
5107                          tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5108       pop_nested_namespace (ns);
5109       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
5110                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5111       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
5112       
5113       new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5114       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
5115                                        &new_args, 
5116                                        /*need_member_template=*/0,
5117                                        TREE_VEC_LENGTH (args));
5118       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
5119     }
5120
5121   new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5122         
5123   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
5124      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
5125      the language.  For example, we might have had:
5126      
5127      template <class T> struct S {
5128        template <class U> friend void f(T, U);
5129      };
5130      
5131      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
5132      instantiation of anything.  */
5133   if (new_friend == error_mark_node)
5134     return error_mark_node;
5135   
5136   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
5137   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
5138     {
5139       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
5140       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
5141         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
5142     }
5143
5144   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
5145      is not a template instantiation and should not be mangled like
5146      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
5147      later if we need it.  */
5148   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
5149     {
5150       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
5151       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
5152     }
5153       
5154   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
5155     {
5156       tree old_decl;
5157       tree new_friend_template_info;
5158       tree new_friend_result_template_info;
5159       tree ns;
5160       int  new_friend_is_defn;
5161
5162       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
5163          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
5164          possible.  */
5165       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
5166       new_friend_is_defn =
5167             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT 
5168                            (template_for_substitution (new_friend)))
5169              != NULL_TREE);
5170       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
5171         {
5172           /* This declaration is a `primary' template.  */
5173           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
5174           
5175           new_friend_result_template_info
5176             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
5177         }
5178       else
5179         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
5180
5181       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
5182          current namespace. However, the friend function should go
5183          into the namespace of the template.  */
5184       ns = decl_namespace_context (new_friend);
5185       push_nested_namespace (ns);
5186       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend);
5187       pop_nested_namespace (ns);
5188
5189       if (old_decl != new_friend)
5190         {
5191           /* This new friend declaration matched an existing
5192              declaration.  For example, given:
5193
5194                template <class T> void f(T);
5195                template <class U> class C { 
5196                  template <class T> friend void f(T) {} 
5197                };
5198
5199              the friend declaration actually provides the definition
5200              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
5201              old_decl will be the out-of-class template declaration,
5202              while new_friend is the in-class definition.
5203
5204              But, if `f' was called before this point, the
5205              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
5206              to `T' but not to `U', references to which might appear
5207              in the definition of `f'.  Previously, the most general
5208              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
5209              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
5210              run through all specialization of `f', adding to their
5211              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
5212              new set of outer arguments, corresponding to the
5213              arguments for this class instantiation.  
5214
5215              The same situation can arise with something like this:
5216
5217                friend void f(int);
5218                template <class T> class C { 
5219                  friend void f(T) {}
5220                };
5221
5222              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
5223              in the class.  */
5224
5225           if (!new_friend_is_defn)
5226             /* On the other hand, if the in-class declaration does
5227                *not* provide a definition, then we don't want to alter
5228                existing definitions.  We can just leave everything
5229                alone.  */
5230             ;
5231           else
5232             {
5233               /* Overwrite whatever template info was there before, if
5234                  any, with the new template information pertaining to
5235                  the declaration.  */
5236               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
5237
5238               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
5239                 reregister_specialization (new_friend,
5240                                            most_general_template (old_decl),
5241                                            old_decl);
5242               else 
5243                 {
5244                   tree t;
5245                   tree new_friend_args;
5246
5247                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl)) 
5248                     = new_friend_result_template_info;
5249                     
5250                   new_friend_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
5251                   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl); 
5252                        t != NULL_TREE;
5253                        t = TREE_CHAIN (t))
5254                     {
5255                       tree spec = TREE_VALUE (t);
5256                   
5257                       DECL_TI_ARGS (spec) 
5258                         = add_outermost_template_args (new_friend_args,
5259                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
5260                     }
5261
5262                   /* Now, since specializations are always supposed to
5263                      hang off of the most general template, we must move
5264                      them.  */
5265                   t = most_general_template (old_decl);
5266                   if (t != old_decl)
5267                     {
5268                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t)
5269                         = chainon (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t),
5270                                    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl));
5271                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
5272                     }
5273                 }
5274             }
5275
5276           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
5277              by duplicate_decls.  */
5278           new_friend = old_decl;
5279         }
5280     }
5281   else
5282     {
5283       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
5284       bool dependent_p;
5285
5286       /* In the code
5287            template <class T> class C {
5288              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
5289              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
5290            };
5291          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
5292          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
5293          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
5294          this isn't true for case 2.  */
5295       ++processing_template_decl;
5296       dependent_p = dependent_type_p (context);
5297       --processing_template_decl;
5298
5299       if (!dependent_p
5300           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
5301         return error_mark_node;
5302
5303       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
5304         {
5305           /* Check to see that the declaration is really present, and,
5306              possibly obtain an improved declaration.  */
5307           tree fn = check_classfn (context,
5308                                    new_friend, NULL_TREE);
5309
5310           if (fn)
5311             new_friend = fn;
5312         }
5313     }
5314
5315   return new_friend;
5316 }
5317
5318 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
5319    template arguments, as for tsubst.
5320
5321    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
5322    failure.  */
5323
5324 static tree
5325 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
5326 {
5327   tree friend_type;
5328   tree tmpl;
5329   tree context;
5330
5331   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
5332
5333   if (context)
5334     {
5335       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5336         push_nested_namespace (context);
5337       else
5338         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE)); 
5339     }
5340
5341   /* First, we look for a class template.  */
5342   tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/0); 
5343
5344   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
5345      situation like this:
5346
5347        template <class T>
5348        struct S {
5349          template <class U>
5350          friend struct S;
5351        };
5352
5353      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
5354      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
5355   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5356     {
5357       tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/1);
5358       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
5359     }
5360
5361   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5362     {
5363       /* The friend template has already been declared.  Just
5364          check to see that the declarations match, and install any new
5365          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
5366          of course.  We only need the innermost template parameters
5367          because that is all that redeclare_class_template will look
5368          at.  */
5369       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
5370           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
5371         {
5372           tree parms;
5373           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
5374                                          args, tf_error | tf_warning);
5375           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
5376         }
5377
5378       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
5379     }
5380   else
5381     {
5382       /* The friend template has not already been declared.  In this
5383          case, the instantiation of the template class will cause the
5384          injection of this template into the global scope.  */
5385       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5386
5387       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
5388          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
5389          the new type because that is supposed to be the corresponding
5390          template decl, i.e., TMPL.  */
5391       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
5392       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
5393       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
5394       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
5395         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
5396
5397       /* Inject this template into the global scope.  */
5398       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level (tmpl));
5399     }
5400
5401   if (context) 
5402     {
5403       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5404         pop_nested_namespace (context);
5405       else
5406         pop_nested_class ();
5407     }
5408
5409   return friend_type;
5410 }
5411
5412 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
5413    Otherwise returns one.  */
5414
5415 static int
5416 can_complete_type_without_circularity (tree type)
5417 {
5418   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
5419     return 0;
5420   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
5421     return 1;
5422   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
5423     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
5424   else if (CLASS_TYPE_P (type)
5425            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
5426     return 0;
5427   else
5428     return 1;
5429 }
5430
5431 tree
5432 instantiate_class_template (tree type)
5433 {
5434   tree template, args, pattern, t, member;
5435   tree typedecl;
5436   tree pbinfo;
5437   tree base_list;
5438   
5439   if (type == error_mark_node)
5440     return error_mark_node;
5441
5442   if (TYPE_BEING_DEFINED (type) 
5443       || COMPLETE_TYPE_P (type)
5444       || dependent_type_p (type))
5445     return type;
5446
5447   /* Figure out which template is being instantiated.  */
5448   template = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
5449   gcc_assert (TREE_CODE (template) == TEMPLATE_DECL);
5450
5451   /* Figure out which arguments are being used to do the
5452      instantiation.  */
5453   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
5454
5455   /* Determine what specialization of the original template to
5456      instantiate.  */
5457   t = most_specialized_class (template, args);
5458   if (t == error_mark_node)
5459     {
5460       const char *str = "candidates are:";
5461       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
5462       for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (template); t; 
5463            t = TREE_CHAIN (t))
5464         {
5465           if (get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args))
5466             {
5467               cp_error_at ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
5468               str = "               ";
5469             }
5470         }
5471       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5472       return error_mark_node;
5473     }
5474
5475   if (t)
5476     pattern = TREE_TYPE (t);
5477   else
5478     pattern = TREE_TYPE (template);
5479
5480   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
5481      there's nothing we can do.  */
5482   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
5483     return type;
5484
5485   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
5486   if (! push_tinst_level (type))
5487     return type;
5488
5489   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
5490      the process of being defined.  */
5491   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5492
5493   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
5494      it now.  */
5495   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
5496
5497   push_to_top_level ();
5498
5499   if (t)
5500     {
5501       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
5502          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
5503          the arguments appropriate for substitution.  For example,
5504          given:
5505
5506            template <class T> struct S {};
5507            template <class T> struct S<T*> {};
5508          
5509          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
5510          present be {int*} but we need {int}.  */
5511       tree inner_args 
5512         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t),
5513                               args);
5514
5515       /* If there were multiple levels in ARGS, replacing the
5516          innermost level would alter CLASSTYPE_TI_ARGS, which we don't
5517          want, so we make a copy first.  */
5518       if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
5519         {
5520           args = copy_node (args);
5521           SET_TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args), inner_args);
5522         }
5523       else
5524         args = inner_args;
5525     }
5526
5527   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
5528
5529   /* Set the input location to the template definition. This is needed
5530      if tsubsting causes an error.  */
5531   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (type);
5532   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5533   in_system_header = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (typedecl);
5534
5535   TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (pattern);
5536   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
5537   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
5538   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
5539   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
5540   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
5541   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
5542   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
5543   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
5544   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
5545   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
5546   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
5547   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
5548   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
5549   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
5550     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
5551
5552   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
5553
5554   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
5555      class; we need to look up the nested class by name before we can
5556      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
5557      class.  */
5558   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
5559               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
5560               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
5561
5562   base_list = NULL_TREE;
5563   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
5564     {
5565       tree pbase_binfo;
5566       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
5567       tree pushed_scope;
5568       int i;
5569
5570       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
5571          the accessibility of types named in dependent bases are
5572          looked up from.  */
5573       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
5574   
5575       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
5576          basetypes.  */
5577       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
5578         {
5579           tree base;
5580           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
5581
5582           /* Substitute to figure out the base class.  */
5583           base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, NULL_TREE);
5584           if (base == error_mark_node)
5585             continue;
5586           
5587           base_list = tree_cons (access, base, base_list);
5588           if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
5589             TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
5590         }
5591
5592       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
5593       base_list = nreverse (base_list);
5594
5595       if (pushed_scope)
5596         pop_scope (pushed_scope);
5597     }
5598   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
5599      information.  */
5600   xref_basetypes (type, base_list);
5601
5602
5603   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
5604      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
5605      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
5606      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
5607      class.  */
5608   pushclass (type);
5609
5610   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
5611   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
5612        member; member = TREE_CHAIN (member))
5613     {
5614       tree t = TREE_VALUE (member);
5615
5616       if (TREE_PURPOSE (member))
5617         {
5618           if (TYPE_P (t))
5619             {
5620               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
5621
5622               tree tag = t;
5623               tree name = TYPE_IDENTIFIER (tag);
5624               tree newtag;
5625               bool class_template_p;
5626
5627               class_template_p = (TREE_CODE (tag) != ENUMERAL_TYPE
5628                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (tag)
5629                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (tag));
5630               /* If the member is a class template, then -- even after
5631                  substitution -- there may be dependent types in the
5632                  template argument list for the class.  We increment
5633                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
5634                  that function will assume that no types are dependent
5635                  when outside of a template.  */
5636               if (class_template_p)
5637                 ++processing_template_decl;
5638               newtag = tsubst (tag, args, tf_error, NULL_TREE);
5639               if (class_template_p)
5640                 --processing_template_decl;
5641               if (newtag == error_mark_node)
5642                 continue;
5643
5644               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
5645                 {
5646                   if (class_template_p)
5647                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
5648                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
5649                        instantiation (i.e., for the type of a member
5650                        template class nested within a template class.)
5651                        This behavior is required for
5652                        maybe_process_partial_specialization to work
5653                        correctly, but is not accurate in this case;
5654                        the TAG is not an instantiation of anything.
5655                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
5656                        instantiation, but the TYPE is not.) */
5657                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
5658
5659                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
5660                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
5661                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
5662                      this for enums because it will already have been done in
5663                      tsubst_enum.  */
5664                   if (name)
5665                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
5666                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
5667                 }
5668             }
5669           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL 
5670                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
5671             {
5672               /* Build new TYPE_METHODS.  */
5673               tree r;
5674               
5675               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5676                 ++processing_template_decl;
5677               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5678               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5679                 --processing_template_decl;
5680               set_current_access_from_decl (r);
5681               grok_special_member_properties (r);
5682               finish_member_declaration (r);
5683             }
5684           else
5685             {
5686               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
5687
5688               if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
5689                 {
5690                   tree r;
5691
5692                   /* The the file and line for this declaration, to
5693                      assist in error message reporting.  Since we
5694                      called push_tinst_level above, we don't need to
5695                      restore these.  */
5696                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5697
5698                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5699                     ++processing_template_decl;
5700                   r = tsubst (t, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5701                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5702                     --processing_template_decl;
5703                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
5704                     {
5705                       tree init;
5706
5707                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5708                         init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
5709                                             tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5710                       else
5711                         init = NULL_TREE;
5712
5713                       finish_static_data_member_decl
5714                         (r, init, /*asmspec_tree=*/NULL_TREE, /*flags=*/0);
5715
5716                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5717                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
5718                     }
5719                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
5720                     {
5721                       /* Determine whether R has a valid type and can be
5722                          completed later.  If R is invalid, then it is
5723                          replaced by error_mark_node so that it will not be
5724                          added to TYPE_FIELDS.  */
5725                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
5726                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
5727                         complete_type (rtype);
5728
5729                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
5730                         {
5731                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
5732                           r = error_mark_node;
5733                         }
5734                     }
5735
5736                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
5737                      such a thing will already have been added to the field
5738                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
5739                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
5740                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
5741                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
5742                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
5743                     {
5744                       set_current_access_from_decl (r);
5745                       finish_member_declaration (r);
5746                     }
5747                 }
5748             }
5749         }
5750       else
5751         {
5752           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
5753             {
5754               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
5755
5756               tree friend_type = t;
5757               bool adjust_processing_template_decl = false;
5758
5759               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5760                 {
5761                   /* template <class T> friend class C;  */
5762                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
5763                   adjust_processing_template_decl = true;
5764                 }
5765               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5766                 {
5767                   /* template <class T> friend class C::D;  */
5768                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5769                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5770                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5771                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
5772                   adjust_processing_template_decl = true;
5773                 }
5774               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
5775                 {
5776                   /* This could be either
5777
5778                        friend class T::C;
5779
5780                      when dependent_type_p is false or
5781
5782                        template <class U> friend class T::C;
5783
5784                      otherwise.  */
5785                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5786                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5787                   /* Bump processing_template_decl for correct
5788                      dependent_type_p calculation.  */
5789                   ++processing_template_decl;
5790                   if (dependent_type_p (friend_type))
5791                     adjust_processing_template_decl = true;
5792                   --processing_template_decl;
5793                 }
5794               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
5795                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
5796                 {
5797                   /* friend class C;
5798
5799                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
5800                      from namespace scope directly, bypassing any name that
5801                      come from dependent base class.  */
5802                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
5803
5804                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
5805                      classes.  */
5806                   push_nested_namespace (ns);
5807                   friend_type = 
5808                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE, 
5809                                         /*tag_scope=*/ts_current);
5810                   pop_nested_namespace (ns);
5811                 }
5812               else if (uses_template_parms (friend_type))
5813                 /* friend class C<T>;  */
5814                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
5815                                       tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5816               /* Otherwise it's
5817
5818                    friend class C;
5819
5820                  where C is already declared or
5821
5822                    friend class C<int>;
5823
5824                  We don't have to do anything in these cases.  */
5825
5826               if (adjust_processing_template_decl)
5827                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
5828                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
5829                    important that we use make_friend_class since it will
5830                    perform some error-checking and output cross-reference
5831                    information.  */
5832                 ++processing_template_decl;
5833
5834               if (friend_type != error_mark_node)
5835                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
5836
5837               if (adjust_processing_template_decl)
5838                 --processing_template_decl;
5839             }
5840           else
5841             {
5842               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
5843               tree r;
5844
5845               /* The the file and line for this declaration, to
5846                  assist in error message reporting.  Since we
5847                  called push_tinst_level above, we don't need to
5848                  restore these.  */
5849               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5850
5851               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5852                 {
5853                   ++processing_template_decl;
5854                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
5855                 }
5856               
5857               r = tsubst_friend_function (t, args);
5858               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
5859               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5860                 {
5861                   pop_deferring_access_checks ();
5862                   --processing_template_decl;
5863                 }
5864             }
5865         }
5866     }
5867
5868   /* Set the file and line number information to whatever is given for
5869      the class itself.  This puts error messages involving generated
5870      implicit functions at a predictable point, and the same point
5871      that would be used for non-template classes.  */
5872   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5873
5874   unreverse_member_declarations (type);
5875   finish_struct_1 (type);
5876   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
5877
5878   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
5879      any member functions.  We don't do this earlier because the
5880      default arguments may reference members of the class.  */
5881   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
5882     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
5883       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL 
5884           /* Implicitly generated member functions will not have template
5885              information; they are not instantiations, but instead are
5886              created "fresh" for each instantiation.  */
5887           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
5888         tsubst_default_arguments (t);
5889
5890   popclass ();
5891   pop_from_top_level ();
5892   pop_deferring_access_checks ();
5893   pop_tinst_level ();
5894
5895   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
5896      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
5897      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
5898      the keyed_classes list.  */
5899   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
5900     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
5901
5902   return type;
5903 }
5904
5905 static tree
5906 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5907 {
5908   tree r;
5909   
5910   if (!t)
5911     r = t;
5912   else if (TYPE_P (t))
5913     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
5914   else
5915     {
5916       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl);
5917
5918       if (!uses_template_parms (r))
5919         {
5920           /* Sometimes, one of the args was an expression involving a
5921              template constant parameter, like N - 1.  Now that we've
5922              tsubst'd, we might have something like 2 - 1.  This will
5923              confuse lookup_template_class, so we do constant folding
5924              here.  We have to unset processing_template_decl, to fool
5925              tsubst_copy_and_build() into building an actual tree.  */
5926
5927          /* If the TREE_TYPE of ARG is not NULL_TREE, ARG is already
5928             as simple as it's going to get, and trying to reprocess
5929             the trees will break.  Once tsubst_expr et al DTRT for
5930             non-dependent exprs, this code can go away, as the type
5931             will always be set.  */
5932           if (!TREE_TYPE (r))
5933             {
5934               int saved_processing_template_decl = processing_template_decl; 
5935               processing_template_decl = 0;
5936               r = tsubst_copy_and_build (r, /*args=*/NULL_TREE,
5937                                          tf_error, /*in_decl=*/NULL_TREE,
5938                                          /*function_p=*/false);
5939               processing_template_decl = saved_processing_template_decl; 
5940             }
5941           r = fold (r);
5942         }
5943     }
5944   return r;
5945 }
5946
5947 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
5948
5949 static tree
5950 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5951 {
5952   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
5953   int need_new = 0, i;
5954   tree *elts = alloca (len * sizeof (tree));
5955   
5956   for (i = 0; i < len; i++)
5957     {
5958       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
5959       tree new_arg;
5960
5961       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
5962         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
5963       else
5964         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
5965       
5966       if (new_arg == error_mark_node)
5967         return error_mark_node;
5968
5969       elts[i] = new_arg;
5970       if (new_arg != orig_arg)
5971         need_new = 1;
5972     }
5973   
5974   if (!need_new)
5975     return t;
5976
5977   t = make_tree_vec (len);
5978   for (i = 0; i < len; i++)
5979     TREE_VEC_ELT (t, i) = elts[i];
5980   
5981   return t;
5982 }
5983
5984 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
5985    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
5986    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
5987    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
5988    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
5989    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
5990
5991 static tree
5992 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
5993 {
5994   tree r = NULL_TREE;
5995   tree* new_parms;
5996
5997   for (new_parms = &r;
5998        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
5999        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
6000          parms = TREE_CHAIN (parms))
6001     {
6002       tree new_vec = 
6003         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
6004       int i;
6005       
6006       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
6007         {
6008           tree tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
6009           tree default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
6010           tree parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
6011
6012           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
6013           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
6014                                                complain, NULL_TREE);
6015           
6016           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
6017           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
6018         }
6019       
6020       *new_parms = 
6021         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms) 
6022                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
6023                    new_vec, NULL_TREE);
6024     }
6025
6026   return r;
6027 }
6028
6029 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
6030    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
6031    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
6032    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
6033    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
6034
6035 static tree
6036 tsubst_aggr_type (tree t, 
6037                   tree args, 
6038                   tsubst_flags_t complain, 
6039                   tree in_decl, 
6040                   int entering_scope)
6041 {
6042   if (t == NULL_TREE)
6043     return NULL_TREE;
6044
6045   switch (TREE_CODE (t))
6046     {
6047     case RECORD_TYPE:
6048       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6049         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6050
6051       /* Else fall through.  */
6052     case ENUMERAL_TYPE:
6053     case UNION_TYPE:
6054       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6055         {
6056           tree argvec;
6057           tree context;
6058           tree r;
6059
6060           /* First, determine the context for the type we are looking
6061              up.  */
6062           context = TYPE_CONTEXT (t);
6063           if (context)
6064             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
6065                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6066
6067           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
6068              type we are trying to find.  For example, given:
6069
6070                template <class T> struct S;
6071                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
6072
6073              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
6074              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
6075              S we only want {double}.  */
6076           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
6077                                          complain, in_decl);
6078           if (argvec == error_mark_node)
6079             return error_mark_node;
6080
6081           r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
6082                                      entering_scope, complain);
6083
6084           return cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
6085         }
6086       else 
6087         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
6088         return t;
6089
6090     default:
6091       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
6092     }
6093 }
6094
6095 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
6096    FN), which has the indicated TYPE.  */
6097
6098 tree
6099 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
6100 {
6101   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
6102   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
6103
6104   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
6105      default argument here, not in tsubst.  In the case of
6106      something like: 
6107      
6108        template <class T>
6109        struct S {
6110          static T t();
6111          void f(T = t());
6112        };
6113      
6114      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
6115      rather than in the current class.  */
6116   push_access_scope (fn);
6117   /* The default argument expression should not be considered to be
6118      within the scope of FN.  Since push_access_scope sets
6119      current_function_decl, we must explicitly clear it here.  */
6120   current_function_decl = NULL_TREE;
6121   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
6122   if (cfun)
6123     {
6124       saved_class_ptr = current_class_ptr;
6125       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
6126       saved_class_ref = current_class_ref;
6127       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
6128     }
6129
6130   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
6131   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
6132                      tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
6133   pop_deferring_access_checks();
6134
6135   /* Restore the "this" pointer.  */
6136   if (cfun)
6137     {
6138       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
6139       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
6140     }
6141
6142   pop_access_scope (fn);
6143
6144   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
6145   arg = check_default_argument (type, arg);
6146
6147   return arg;
6148 }
6149
6150 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
6151
6152 static void
6153 tsubst_default_arguments (tree fn)
6154 {
6155   tree arg;
6156   tree tmpl_args;
6157
6158   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
6159
6160   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
6161      its default arguments.  */
6162   if (uses_template_parms (tmpl_args))
6163     return;
6164
6165   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)); 
6166        arg; 
6167        arg = TREE_CHAIN (arg))
6168     if (TREE_PURPOSE (arg))
6169       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn, 
6170                                                     TREE_VALUE (arg),
6171                                                     TREE_PURPOSE (arg));
6172 }
6173
6174 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
6175    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
6176    control of COMPLAIN.  */
6177
6178 static tree
6179 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
6180 {
6181   location_t saved_loc;
6182   tree r = NULL_TREE;
6183   tree in_decl = t;
6184
6185   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
6186   saved_loc = input_location;
6187   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6188
6189   switch (TREE_CODE (t))
6190     {
6191     case TEMPLATE_DECL:
6192       {
6193         /* We can get here when processing a member function template,
6194            member class template, and template template parameter of
6195            a template class.  */
6196         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
6197         tree spec;
6198         tree tmpl_args;
6199         tree full_args;
6200
6201         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
6202           {
6203             /* Template template parameter is treated here.  */
6204             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6205             if (new_type == error_mark_node)
6206               return error_mark_node;
6207
6208             r = copy_decl (t);
6209             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6210             TREE_TYPE (r) = new_type;
6211             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
6212               = build_decl (TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
6213             DECL_TEMPLATE_PARMS (r) 
6214               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6215                                        complain);
6216             TYPE_NAME (new_type) = r;
6217             break;
6218           }
6219
6220         /* We might already have an instance of this template.
6221            The ARGS are for the surrounding class type, so the
6222            full args contain the tsubst'd args for the context,
6223            plus the innermost args from the template decl.  */
6224         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t) 
6225           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
6226           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
6227         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
6228                                           complain, in_decl);
6229
6230         /* tsubst_template_args doesn't copy the vector if
6231            nothing changed.  But, *something* should have
6232            changed.  */
6233         gcc_assert (full_args != tmpl_args);
6234
6235         spec = retrieve_specialization (t, full_args,
6236                                         /*class_specializations_p=*/true);
6237         if (spec != NULL_TREE)
6238           {
6239             r = spec;
6240             break;
6241           }
6242
6243         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
6244            original, but will record the current template arguments. 
6245            We also create a new function declaration, which is just
6246            like the old one, but points to this new template, rather
6247            than the old one.  */
6248         r = copy_decl (t);
6249         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
6250         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6251
6252         DECL_CONTEXT (r) 
6253           = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6254                               complain, in_decl, 
6255                               /*entering_scope=*/1); 
6256         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
6257
6258         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
6259           {
6260             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6261             if (new_type == error_mark_node)
6262               return error_mark_node;
6263
6264             TREE_TYPE (r) = new_type;
6265             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
6266             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
6267             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
6268           }
6269         else
6270           {
6271             tree new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
6272             if (new_decl == error_mark_node)
6273               return error_mark_node;
6274
6275             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
6276             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
6277             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
6278             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
6279           }
6280
6281         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6282         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
6283         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
6284
6285         /* The template parameters for this new template are all the
6286            template parameters for the old template, except the
6287            outermost level of parameters.  */
6288         DECL_TEMPLATE_PARMS (r) 
6289           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6290                                    complain);
6291
6292         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
6293           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
6294
6295         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
6296           /* Record this non-type partial instantiation.  */
6297           register_specialization (r, t, 
6298                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)));
6299       }
6300       break;
6301
6302     case FUNCTION_DECL:
6303       {
6304         tree ctx;
6305         tree argvec = NULL_TREE;
6306         tree *friends;
6307         tree gen_tmpl;
6308         tree type;
6309         int member;
6310         int args_depth;
6311         int parms_depth;
6312
6313         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
6314         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
6315
6316         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
6317           {
6318             tree spec;
6319             bool dependent_p;
6320
6321             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
6322                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
6323                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
6324                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
6325             ++processing_template_decl;
6326             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
6327             --processing_template_decl;
6328             if (!dependent_p)
6329               return t;
6330
6331             /* Calculate the most general template of which R is a
6332                specialization, and the complete set of arguments used to
6333                specialize R.  */
6334             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
6335             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS 
6336                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
6337                                            args, complain, in_decl); 
6338
6339             /* Check to see if we already have this specialization.  */
6340             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6341                                             /*class_specializations_p=*/false);
6342
6343             if (spec)
6344               {
6345                 r = spec;
6346                 break;
6347               }
6348
6349             /* We can see more levels of arguments than parameters if
6350                there was a specialization of a member template, like
6351                this:
6352
6353                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
6354                  template <> template <class U> void S<int>::f(U); 
6355
6356                Here, we'll be substituting into the specialization,
6357                because that's where we can find the code we actually
6358                want to generate, but we'll have enough arguments for
6359                the most general template.              
6360
6361                We also deal with the peculiar case:
6362
6363                  template <class T> struct S { 
6364                    template <class U> friend void f();
6365                  };
6366                  template <class U> void f() {}
6367                  template S<int>;
6368                  template void f<double>();
6369
6370                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
6371                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
6372                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
6373                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
6374                situations like:
6375
6376                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
6377                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
6378
6379                which we can spot because the pattern will be a
6380                specialization in this case.  */
6381             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6382             parms_depth = 
6383               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t))); 
6384             if (args_depth > parms_depth
6385                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
6386               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
6387           }
6388         else
6389           {
6390             /* This special case arises when we have something like this:
6391
6392                  template <class T> struct S { 
6393                    friend void f<int>(int, double); 
6394                  };
6395
6396                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
6397                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
6398                tsubst_friend_function, and we want only to create a
6399                new decl (R) with appropriate types so that we can call
6400                determine_specialization.  */
6401             gen_tmpl = NULL_TREE;
6402           }
6403
6404         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6405           {
6406             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
6407               member = 2;
6408             else
6409               member = 1;
6410             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6411                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
6412           }
6413         else
6414           {
6415             member = 0;
6416             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6417           }
6418         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6419         if (type == error_mark_node)
6420           return error_mark_node;
6421
6422         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
6423            point, as they may not represent instantiations of this
6424            template, and in any case are considered separate under the
6425            discrete model.  */
6426         r = copy_decl (t);
6427         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
6428         TREE_TYPE (r) = type;
6429         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6430         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6431         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6432         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6433         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6434
6435         if (member && DECL_CONV_FN_P (r)) 
6436           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
6437              case it's the name of one of the template's parameters.  */
6438           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
6439
6440         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
6441                                      complain, t);
6442         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
6443
6444         TREE_STATIC (r) = 0;
6445         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
6446         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6447         /* If this is an instantiation of a function with internal
6448            linkage, we already know what object file linkage will be
6449            assigned to the instantiation.  */
6450         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
6451         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
6452         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6453         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
6454         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
6455         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
6456         TREE_USED (r) = 0;
6457         if (DECL_CLONED_FUNCTION (r))
6458           {
6459             DECL_CLONED_FUNCTION (r) = tsubst (DECL_CLONED_FUNCTION (t),
6460                                                args, complain, t);
6461             TREE_CHAIN (r) = TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r));
6462             TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r)) = r;
6463           }
6464
6465         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
6466            this in the special friend case mentioned above where
6467            GEN_TMPL is NULL.  */
6468         if (gen_tmpl)
6469           {
6470             DECL_TEMPLATE_INFO (r) 
6471               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
6472             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6473             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6474
6475             /* We're not supposed to instantiate default arguments
6476                until they are called, for a template.  But, for a
6477                declaration like:
6478
6479                  template <class T> void f () 
6480                  { extern void g(int i = T()); }
6481                  
6482                we should do the substitution when the template is
6483                instantiated.  We handle the member function case in
6484                instantiate_class_template since the default arguments
6485                might refer to other members of the class.  */
6486             if (!member
6487                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6488                 && !uses_template_parms (argvec))
6489               tsubst_default_arguments (r);
6490           }
6491
6492         /* Copy the list of befriending classes.  */
6493         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
6494              *friends;
6495              friends = &TREE_CHAIN (*friends)) 
6496           {
6497             *friends = copy_node (*friends);
6498             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
6499                                             args, complain,
6500                                             in_decl);
6501           }
6502
6503         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
6504           {
6505             maybe_retrofit_in_chrg (r);
6506             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
6507               grok_ctor_properties (ctx, r);
6508             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
6509                If it isn't, that'll be handled by
6510                clone_constructors_and_destructors.  */
6511             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6512               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
6513           }
6514         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r)))
6515           grok_op_properties (r, DECL_FRIEND_P (r),
6516                               (complain & tf_error) != 0);
6517
6518         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
6519           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
6520                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
6521                                             args, complain, in_decl));
6522       }
6523       break;
6524
6525     case PARM_DECL:
6526       {
6527         tree type;
6528
6529         r = copy_node (t);
6530         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
6531           SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
6532
6533         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6534         type = type_decays_to (type);
6535         TREE_TYPE (r) = type;
6536         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6537
6538         if (DECL_INITIAL (r))
6539           {
6540             if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
6541               DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
6542             else
6543               DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
6544                                          complain, in_decl);
6545           }
6546
6547         DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
6548
6549         if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
6550           DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
6551         if (TREE_CHAIN (t))
6552           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
6553                                    complain, TREE_CHAIN (t));
6554       }
6555       break;
6556
6557     case FIELD_DECL:
6558       {
6559         tree type;
6560
6561         r = copy_decl (t);
6562         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6563         if (type == error_mark_node)
6564           return error_mark_node;
6565         TREE_TYPE (r) = type;
6566         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6567
6568         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
6569            finish_member_declaration.  */
6570         DECL_INITIAL (r) = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
6571                                         complain, in_decl);
6572         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6573         if (VOID_TYPE_P (type)) 
6574           cp_error_at ("instantiation of %qD as type %qT", r, type);
6575       }
6576       break;
6577
6578     case USING_DECL:
6579       {
6580         r = copy_node (t);
6581         /* It is not a dependent using decl any more.  */
6582         TREE_TYPE (r) = void_type_node;
6583         DECL_INITIAL (r)
6584           = tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
6585         DECL_NAME (r)
6586           = tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl);
6587         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6588       }
6589       break;
6590
6591     case TYPE_DECL:
6592     case VAR_DECL:
6593       {
6594         tree argvec = NULL_TREE;
6595         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
6596         tree spec;
6597         tree tmpl = NULL_TREE;
6598         tree ctx;
6599         tree type = NULL_TREE;
6600         int local_p;
6601
6602         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6603           {
6604             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6605             if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6606                 || t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
6607               {
6608                 /* If this is the canonical decl, we don't have to
6609                    mess with instantiations, and often we can't (for
6610                    typename, template type parms and such).  Note that
6611                    TYPE_NAME is not correct for the above test if
6612                    we've copied the type for a typedef.  */
6613                 r = TYPE_NAME (type);
6614                 break;
6615               }
6616           }
6617         
6618         /* Assume this is a non-local variable.  */
6619         local_p = 0;
6620
6621         if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (t)))
6622           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, 
6623                                   complain,
6624                                   in_decl, /*entering_scope=*/1);
6625         else if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
6626           ctx = DECL_CONTEXT (t);
6627         else
6628           {
6629             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
6630             ctx = NULL_TREE;
6631             local_p = 1;
6632           }
6633
6634         /* Check to see if we already have this specialization.  */
6635         if (!local_p)
6636           {
6637             tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
6638             gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
6639             argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
6640             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6641                                             /*class_specializations_p=*/false);
6642           }
6643         else
6644           spec = retrieve_local_specialization (t);
6645
6646         if (spec)
6647           {
6648             r = spec;
6649             break;
6650           }
6651
6652         r = copy_decl (t);
6653         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6654           {
6655             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6656             if (type == error_mark_node)
6657               return error_mark_node;
6658             type = complete_type (type);
6659             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
6660               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
6661             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
6662           }
6663         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
6664           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
6665         TREE_TYPE (r) = type;
6666         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6667         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6668         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6669         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6670         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6671
6672         /* Don't try to expand the initializer until someone tries to use
6673            this variable; otherwise we run into circular dependencies.  */
6674         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6675         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6676         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
6677
6678         /* Even if the original location is out of scope, the newly
6679            substituted one is not.  */
6680         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6681           {
6682             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
6683             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
6684           }
6685
6686         if (!local_p)
6687           {
6688             /* A static data member declaration is always marked
6689                external when it is declared in-class, even if an
6690                initializer is present.  We mimic the non-template
6691                processing here.  */
6692             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6693
6694             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6695             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
6696             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6697           }
6698         else
6699           register_local_specialization (r, t);
6700
6701         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6702         layout_decl (r, 0);
6703       }
6704       break;
6705
6706     default:
6707       gcc_unreachable ();
6708     } 
6709
6710   /* Restore the file and line information.  */
6711   input_location = saved_loc;
6712
6713   return r;
6714 }
6715
6716 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
6717
6718 static tree
6719 tsubst_arg_types (tree arg_types, 
6720                   tree args, 
6721                   tsubst_flags_t complain, 
6722                   tree in_decl)
6723 {
6724   tree remaining_arg_types;
6725   tree type;
6726
6727   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
6728     return arg_types;
6729   
6730   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
6731                                           args, complain, in_decl);
6732   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
6733     return error_mark_node;
6734
6735   type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
6736   if (type == error_mark_node)
6737     return error_mark_node;
6738   if (VOID_TYPE_P (type))
6739     {
6740       if (complain & tf_error)
6741         {
6742           error ("invalid parameter type %qT", type);
6743           if (in_decl)
6744             cp_error_at ("in declaration %qD", in_decl);
6745         }
6746       return error_mark_node;
6747     }
6748
6749   /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
6750      top-level qualifiers as required.  */
6751   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
6752
6753   /* Note that we do not substitute into default arguments here.  The
6754      standard mandates that they be instantiated only when needed,
6755      which is done in build_over_call.  */
6756   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (arg_types), type,
6757                          remaining_arg_types);
6758                          
6759 }
6760
6761 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
6762    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
6763    initial substitution of explicitly provided template parameters
6764    during argument deduction forbids substitution into the
6765    exception-specification:
6766
6767      [temp.deduct]
6768
6769      All references in the function type of the function template to  the
6770      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
6771      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
6772      in  the function type of the function template results in an invalid
6773      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
6774      exception specifications is done only when the function is instanti-
6775      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
6776      results in an invalid type.]  */
6777
6778 static tree
6779 tsubst_function_type (tree t, 
6780                       tree args, 
6781                       tsubst_flags_t complain, 
6782                       tree in_decl)
6783 {
6784   tree return_type;
6785   tree arg_types;
6786   tree fntype;
6787
6788   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
6789   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
6790
6791   /* Substitute the return type.  */
6792   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6793   if (return_type == error_mark_node)
6794     return error_mark_node;
6795   /* The standard does not presently indicate that creation of a
6796      function type with an invalid return type is a deduction failure.
6797      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
6798      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */ 
6799   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
6800       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
6801     {
6802       if (complain & tf_error)
6803         {
6804           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
6805             error ("function returning an array");
6806           else
6807             error ("function returning a function");
6808         }
6809       return error_mark_node;
6810     }
6811
6812   /* Substitute the argument types.  */
6813   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
6814                                 complain, in_decl); 
6815   if (arg_types == error_mark_node)
6816     return error_mark_node;
6817   
6818   /* Construct a new type node and return it.  */
6819   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
6820     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
6821   else
6822     {
6823       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
6824       if (! IS_AGGR_TYPE (r))
6825         {
6826           /* [temp.deduct]
6827              
6828              Type deduction may fail for any of the following
6829              reasons:
6830              
6831              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
6832              is not a class type.  */
6833           if (complain & tf_error)
6834             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
6835                       r);
6836           return error_mark_node;
6837         }
6838       
6839       fntype = build_method_type_directly (r, return_type, 
6840                                            TREE_CHAIN (arg_types));
6841     }
6842   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
6843   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
6844   
6845   return fntype;  
6846 }
6847
6848 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
6849    ARGS into that specification, and return the substituted
6850    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
6851
6852 static tree
6853 tsubst_exception_specification (tree fntype, 
6854                                 tree args, 
6855                                 tsubst_flags_t complain,
6856                                 tree in_decl)
6857 {
6858   tree specs;
6859   tree new_specs;
6860
6861   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
6862   new_specs = NULL_TREE;
6863   if (specs)
6864     {
6865       if (! TREE_VALUE (specs))
6866         new_specs = specs;
6867       else
6868         while (specs)
6869           {
6870             tree spec;
6871             spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
6872             if (spec == error_mark_node)
6873               return spec;
6874             new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, complain);
6875             specs = TREE_CHAIN (specs);
6876           }
6877     }
6878   return new_specs;
6879 }
6880
6881 /* Substitute into the PARMS of a call-declarator.  */
6882
6883 static tree
6884 tsubst_call_declarator_parms (tree parms, 
6885                               tree args, 
6886                               tsubst_flags_t complain, 
6887                               tree in_decl)
6888 {
6889   tree new_parms;
6890   tree type;
6891   tree defarg;
6892
6893   if (!parms || parms == void_list_node)
6894     return parms;
6895   
6896   new_parms = tsubst_call_declarator_parms (TREE_CHAIN (parms),
6897                                             args, complain, in_decl);
6898
6899   /* Figure out the type of this parameter.  */
6900   type = tsubst (TREE_VALUE (parms), args, complain, in_decl);
6901   
6902   /* Figure out the default argument as well.  Note that we use
6903      tsubst_expr since the default argument is really an expression.  */
6904   defarg = tsubst_expr (TREE_PURPOSE (parms), args, complain, in_decl);
6905
6906   /* Chain this parameter on to the front of those we have already
6907      processed.  We don't use hash_tree_cons because that function
6908      doesn't check TREE_PARMLIST.  */
6909   new_parms = tree_cons (defarg, type, new_parms);
6910
6911   return new_parms;
6912 }
6913
6914 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
6915    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
6916    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
6917    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
6918    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
6919    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
6920    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
6921    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
6922    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
6923    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
6924    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
6925    yet.
6926
6927    This function is used for dealing with types, decls and the like;
6928    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
6929
6930 static tree
6931 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6932 {
6933   tree type, r;
6934
6935   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
6936       || t == integer_type_node
6937       || t == void_type_node
6938       || t == char_type_node
6939       || t == unknown_type_node
6940       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
6941     return t;
6942
6943   if (DECL_P (t))
6944     return tsubst_decl (t, args, complain);
6945
6946   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
6947     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
6948   else
6949     type = TREE_TYPE (t);
6950
6951   gcc_assert (type != unknown_type_node);
6952
6953   if (type
6954       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
6955       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
6956       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
6957       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
6958     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
6959   if (type == error_mark_node)
6960     return error_mark_node;
6961
6962   switch (TREE_CODE (t))
6963     {
6964     case RECORD_TYPE:
6965     case UNION_TYPE:
6966     case ENUMERAL_TYPE:
6967       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
6968                                /*entering_scope=*/0);
6969
6970     case ERROR_MARK:
6971     case IDENTIFIER_NODE:
6972     case VOID_TYPE:
6973     case REAL_TYPE:
6974     case COMPLEX_TYPE:
6975     case VECTOR_TYPE:
6976     case BOOLEAN_TYPE:
6977     case INTEGER_CST:
6978     case REAL_CST:
6979     case STRING_CST:
6980       return t;
6981
6982     case INTEGER_TYPE:
6983       if (t == integer_type_node)
6984         return t;
6985
6986       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
6987           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
6988         return t;
6989
6990       {
6991         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
6992
6993         /* The array dimension behaves like a non-type template arg,
6994            in that we want to fold it as much as possible.  */
6995         max = tsubst_template_arg (omax, args, complain, in_decl);
6996         max = fold_decl_constant_value (max);
6997
6998         if (integer_zerop (omax))
6999           {
7000             /* Still allow an explicit array of size zero.  */
7001             if (pedantic)
7002               pedwarn ("creating array with size zero");
7003           }
7004         else if (integer_zerop (max) 
7005                  || (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST 
7006                      && INT_CST_LT (max, integer_zero_node)))
7007           {
7008             /* [temp.deduct]
7009
7010                Type deduction may fail for any of the following
7011                reasons:  
7012
7013                  Attempting to create an array with a size that is
7014                  zero or negative.  */
7015             if (complain & tf_error)
7016               error ("creating array with size zero (%qE)", max);
7017
7018             return error_mark_node;
7019           }
7020
7021         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
7022       }
7023
7024     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7025     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7026     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7027     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7028       {
7029         int idx;
7030         int level;
7031         int levels;
7032         tree arg = NULL_TREE;
7033
7034         r = NULL_TREE;
7035
7036         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
7037         if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7038             || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
7039             || TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7040           {
7041             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
7042             level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
7043           }
7044         else
7045           {
7046             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
7047             level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
7048           }
7049
7050         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7051         if (level <= levels)
7052           arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
7053
7054         if (arg == error_mark_node)
7055           return error_mark_node;
7056         else if (arg != NULL_TREE)
7057           {
7058             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
7059               {
7060                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
7061                 return cp_build_qualified_type_real
7062                   (arg, cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t),
7063                    complain | tf_ignore_bad_quals);
7064               }
7065             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7066               {
7067                 /* We are processing a type constructed from a
7068                    template template parameter.  */
7069                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
7070                                       args, complain, in_decl);
7071                 if (argvec == error_mark_node)
7072                   return error_mark_node;
7073                         
7074                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
7075                    are resolving nested-types in the signature of a
7076                    member function templates.  Otherwise ARG is a
7077                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
7078                    instantiated.  */
7079                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7080                   arg = TYPE_NAME (arg);
7081                 
7082                 r = lookup_template_class (arg, 
7083                                            argvec, in_decl, 
7084                                            DECL_CONTEXT (arg),
7085                                             /*entering_scope=*/0,
7086                                            complain);
7087                 return cp_build_qualified_type_real
7088                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7089               }
7090             else
7091               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
7092               return arg;
7093           }
7094
7095         if (level == 1)
7096           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
7097              unify.  This means that we don't yet have any information
7098              about the template parameter in question.  */
7099           return t;
7100
7101         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
7102            more deeply nested template.  Make a new version of this
7103            template parameter, but with a lower level.  */
7104         switch (TREE_CODE (t))
7105           {
7106           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7107           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7108           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7109             if (cp_type_quals (t))
7110               {
7111                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
7112                 r = cp_build_qualified_type_real
7113                   (r, cp_type_quals (t),
7114                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7115                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
7116               }
7117             else
7118               {
7119                 r = copy_type (t);
7120                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
7121                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
7122                                                 r, levels);
7123                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
7124                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
7125                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
7126                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
7127
7128                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7129                   {
7130                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
7131                                           complain, in_decl); 
7132                     if (argvec == error_mark_node)
7133                       return error_mark_node;
7134
7135                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
7136                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
7137                   }
7138               }
7139             break;
7140
7141           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7142             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels);
7143             break;
7144            
7145           default:
7146             gcc_unreachable ();
7147           }
7148
7149         return r;
7150       }
7151
7152     case TREE_LIST:
7153       {
7154         tree purpose, value, chain;
7155
7156         if (t == void_list_node)
7157           return t;
7158
7159         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7160         if (purpose)
7161           {
7162             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
7163             if (purpose == error_mark_node)
7164               return error_mark_node;
7165           }
7166         value = TREE_VALUE (t);
7167         if (value)
7168           {
7169             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
7170             if (value == error_mark_node)
7171               return error_mark_node;
7172           }
7173         chain = TREE_CHAIN (t);
7174         if (chain && chain != void_type_node)
7175           {
7176             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
7177             if (chain == error_mark_node)
7178               return error_mark_node;
7179           }
7180         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7181             && value == TREE_VALUE (t)
7182             && chain == TREE_CHAIN (t))
7183           return t;
7184         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
7185       }
7186       
7187     case TREE_BINFO:
7188       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
7189       gcc_unreachable ();
7190
7191     case TREE_VEC:
7192       /* A vector of template arguments.  */
7193       gcc_assert (!type);
7194       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
7195
7196     case POINTER_TYPE:
7197     case REFERENCE_TYPE:
7198       {
7199         enum tree_code code;
7200
7201         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
7202           return t;
7203
7204         code = TREE_CODE (t);
7205
7206
7207         /* [temp.deduct]
7208            
7209            Type deduction may fail for any of the following
7210            reasons:  
7211
7212            -- Attempting to create a pointer to reference type.
7213            -- Attempting to create a reference to a reference type or
7214               a reference to void.  */
7215         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
7216             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
7217           {
7218             static location_t last_loc;
7219
7220             /* We keep track of the last time we issued this error
7221                message to avoid spewing a ton of messages during a
7222                single bad template instantiation.  */
7223             if (complain & tf_error
7224 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
7225                 && last_loc != input_location
7226 #else
7227                 && (last_loc.line != input_line
7228                     || last_loc.file != input_filename)
7229 #endif
7230                   )
7231               {
7232                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7233                   error ("forming reference to void");
7234                 else
7235                   error ("forming %s to reference type %qT",
7236                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
7237                          type);
7238                 last_loc = input_location;
7239               }
7240
7241             return error_mark_node;
7242           }
7243         else if (code == POINTER_TYPE)
7244           {
7245             r = build_pointer_type (type);
7246             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
7247               r = build_ptrmemfunc_type (r);
7248           }
7249         else
7250           r = build_reference_type (type);
7251         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7252
7253         if (r != error_mark_node)
7254           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
7255           layout_type (r);
7256         
7257         return r;
7258       }
7259     case OFFSET_TYPE:
7260       {
7261         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
7262         if (r == error_mark_node || !IS_AGGR_TYPE (r))
7263           {
7264             /* [temp.deduct]
7265
7266                Type deduction may fail for any of the following
7267                reasons:
7268                
7269                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7270                   is not a class type.  */
7271             if (complain & tf_error)
7272               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
7273             return error_mark_node;
7274           }
7275         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7276           {
7277             if (complain & tf_error)
7278               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
7279             
7280             return error_mark_node;
7281           }
7282         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
7283         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
7284           {
7285             /* The type of the implicit object parameter gets its
7286                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
7287             tree method_type;
7288             tree this_type = cp_build_qualified_type (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
7289                                                       cp_type_quals (type));
7290             tree memptr;
7291             method_type = build_method_type_directly (this_type,
7292                                                       TREE_TYPE (type),
7293                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
7294             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
7295             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
7296                                                  complain);
7297           }
7298         else
7299           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
7300                                                TYPE_QUALS (t),
7301                                                complain);
7302       }
7303     case FUNCTION_TYPE:
7304     case METHOD_TYPE:
7305       {
7306         tree fntype;
7307         tree specs;
7308         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
7309         if (fntype == error_mark_node)
7310           return error_mark_node;
7311
7312         /* Substitute the exception specification.  */
7313         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain, 
7314                                                 in_decl);
7315         if (specs)
7316           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
7317         return fntype;
7318       }
7319     case ARRAY_TYPE:
7320       {
7321         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
7322         if (domain == error_mark_node)
7323           return error_mark_node;
7324
7325         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
7326            it will obviously be the same as T.  */
7327         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
7328           return t;
7329
7330         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.  
7331
7332            [temp.deduct] 
7333         
7334            The deduction may fail for any of the following reasons: 
7335
7336            -- Attempting to create an array with an element type that
7337               is void, a function type, or a reference type, or [DR337] 
7338               an abstract class type.  */
7339         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE 
7340             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
7341             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7342           {
7343             if (complain & tf_error)
7344               error ("creating array of %qT", type);
7345             return error_mark_node;
7346           }
7347         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
7348           {
7349             if (complain & tf_error)
7350               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type", 
7351                      type);
7352             return error_mark_node;         
7353           }
7354
7355         r = build_cplus_array_type (type, domain);
7356         return r;
7357       }
7358
7359     case PLUS_EXPR:
7360     case MINUS_EXPR:
7361       {
7362         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7363         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7364
7365         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7366           return error_mark_node;
7367
7368         return fold_build2 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
7369       }
7370
7371     case NEGATE_EXPR:
7372     case NOP_EXPR:
7373       {
7374         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7375         if (e == error_mark_node)
7376           return error_mark_node;
7377
7378         return fold_build1 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
7379       }
7380
7381     case TYPENAME_TYPE:
7382       {
7383         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7384                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7385         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
7386                               complain, in_decl); 
7387
7388         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
7389           return error_mark_node;
7390
7391         if (!IS_AGGR_TYPE (ctx))
7392           {
7393             if (complain & tf_error)
7394               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
7395             return error_mark_node;
7396           }
7397         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
7398           {
7399             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
7400                have complete type in order to allow things like:
7401              
7402                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
7403
7404                But, such constructs have already been resolved by this
7405                point, so here CTX really should have complete type, unless
7406                it's a partial instantiation.  */
7407             ctx = complete_type (ctx);
7408             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
7409               {
7410                 if (complain & tf_error)
7411                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
7412                 return error_mark_node;
7413               }
7414           }
7415
7416         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
7417                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
7418         if (f == error_mark_node)
7419           return f;
7420         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
7421           {
7422             complain |= tf_ignore_bad_quals;
7423             f = TREE_TYPE (f);
7424           }
7425         
7426         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
7427           {
7428             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
7429               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type", 
7430                      t, f);
7431             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
7432               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type", 
7433                      t, f);
7434           }
7435
7436         return cp_build_qualified_type_real
7437           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
7438       }
7439                
7440     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7441       {
7442         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7443                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7444         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7445         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
7446
7447         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
7448           return error_mark_node;
7449
7450         if (parm_list)
7451           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
7452         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
7453       }
7454
7455     case INDIRECT_REF:
7456     case ADDR_EXPR:
7457     case CALL_EXPR:
7458       gcc_unreachable ();
7459
7460     case ARRAY_REF:
7461       {
7462         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7463         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7464         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7465           return error_mark_node;
7466
7467         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
7468       }
7469
7470     case SCOPE_REF:
7471       {
7472         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7473         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7474         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7475           return error_mark_node;
7476
7477         return build_nt (TREE_CODE (t), e1, e2);
7478       }
7479
7480     case TYPEOF_TYPE:
7481       {
7482         tree type;
7483
7484         type = finish_typeof (tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
7485                                            complain, in_decl));
7486         return cp_build_qualified_type_real (type,
7487                                              cp_type_quals (t)
7488                                              | cp_type_quals (type),
7489                                              complain);
7490       }
7491
7492     default:
7493       sorry ("use of %qs in template",
7494              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
7495       return error_mark_node;
7496     }
7497 }
7498
7499 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
7500    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
7501    operator.  */
7502
7503 static tree
7504 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
7505                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7506 {
7507     tree name;
7508     tree qualifying_scope;
7509     tree fns;
7510     tree template_args = 0;
7511     bool template_id_p = false;
7512
7513     /* A baselink indicates a function from a base class.  The
7514        BASELINK_ACCESS_BINFO and BASELINK_BINFO are going to have
7515        non-dependent types; otherwise, the lookup could not have
7516        succeeded.  However, they may indicate bases of the template
7517        class, rather than the instantiated class.  
7518
7519        In addition, lookups that were not ambiguous before may be
7520        ambiguous now.  Therefore, we perform the lookup again.  */
7521     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
7522     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7523     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7524       {
7525         template_id_p = true;
7526         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
7527         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
7528         if (template_args)
7529           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7530                                                 complain, in_decl);
7531       }
7532     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
7533     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
7534     
7535     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
7536        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
7537        later by overload resolution will be marked as used at that
7538        point.)  */
7539     if (BASELINK_P (baselink))
7540       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7541     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
7542       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
7543
7544     /* Add back the template arguments, if present.  */
7545     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
7546       BASELINK_FUNCTIONS (baselink) 
7547         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
7548                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
7549                     template_args);
7550
7551     if (!object_type)
7552       object_type = current_class_type;
7553     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink, 
7554                                                    qualifying_scope,
7555                                                    object_type);
7556 }
7557
7558 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
7559    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
7560    itself; false if more of the postfix-expression follows the
7561    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
7562    of "&".  */
7563
7564 static tree
7565 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args, 
7566                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
7567                      bool done, bool address_p)
7568 {
7569   tree expr;
7570   tree scope;
7571   tree name;
7572   bool is_template;
7573   tree template_args;
7574
7575   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
7576
7577   /* Figure out what name to look up.  */
7578   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
7579   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7580     {
7581       is_template = true;
7582       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
7583       if (template_args)
7584         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7585                                               complain, in_decl);
7586       name = TREE_OPERAND (name, 0);
7587     }
7588   else
7589     {
7590       is_template = false;
7591       template_args = NULL_TREE;
7592     }
7593
7594   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
7595      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
7596      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
7597      substituting will not help.  */
7598   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
7599   if (args)
7600     {
7601       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
7602       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7603     }
7604   else
7605     expr = name;
7606
7607   if (dependent_type_p (scope))
7608     return build_nt (SCOPE_REF, scope, expr);
7609   
7610   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
7611     {
7612       expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
7613       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
7614                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
7615         {
7616           if (complain & tf_error)
7617             {
7618               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
7619                      "instantiation yields a type", qualified_id);
7620               inform ("say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
7621             }
7622           return error_mark_node;
7623         }
7624     }
7625   
7626   if (DECL_P (expr))
7627     {
7628       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
7629                                            scope);
7630       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
7631       mark_used (expr);
7632     }
7633
7634   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
7635     {
7636       if (complain & tf_error)
7637         qualified_name_lookup_error (scope, 
7638                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7639                                      expr);
7640       return error_mark_node;
7641     }
7642
7643   if (is_template)
7644     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
7645
7646   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
7647     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7648                                  expr);
7649   else if (TYPE_P (scope))
7650     {
7651       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup 
7652               (expr, scope, current_class_type));
7653       expr = finish_qualified_id_expr (scope, expr, done, address_p);
7654     }
7655   
7656   expr = convert_from_reference (expr);
7657
7658   return expr;
7659 }
7660
7661 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
7662    template parms; to finish processing the resultant expression, use
7663    tsubst_expr.  */
7664
7665 static tree
7666 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7667 {
7668   enum tree_code code;
7669   tree r;
7670
7671   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
7672     return t;
7673
7674   code = TREE_CODE (t);
7675
7676   switch (code)
7677     {
7678     case PARM_DECL:
7679       r = retrieve_local_specialization (t);
7680       gcc_assert (r != NULL);
7681       mark_used (r);
7682       return r;
7683
7684     case CONST_DECL:
7685       {
7686         tree enum_type;
7687         tree v;
7688
7689         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
7690           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
7691         /* There is no need to substitute into namespace-scope
7692            enumerators.  */
7693         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
7694           return t;
7695         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
7696         if (args == NULL_TREE)
7697           return integral_constant_value (t);
7698
7699         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
7700            Consider:
7701            
7702              template <int I> int f() {
7703              enum E { a = I };
7704              struct S { void g() { E e = a; } };
7705              };
7706            
7707            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
7708            clever enough to find f<7>::a.  */
7709         enum_type 
7710           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl, 
7711                               /*entering_scope=*/0);
7712
7713         for (v = TYPE_VALUES (enum_type); 
7714              v != NULL_TREE; 
7715              v = TREE_CHAIN (v))
7716           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
7717             return TREE_VALUE (v);
7718
7719           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
7720              name-lookup found it during preliminary parsing, we
7721              should find it again here during instantiation.  */
7722         gcc_unreachable ();
7723       }
7724       return t;
7725
7726     case FIELD_DECL:
7727       if (DECL_CONTEXT (t))
7728         {
7729           tree ctx;
7730
7731           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
7732                                   /*entering_scope=*/1);
7733           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
7734             {
7735               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
7736               if (!r)
7737                 {
7738                   if (complain & tf_error)
7739                     error ("using invalid field %qD", t);
7740                   return error_mark_node;
7741                 }
7742               return r;
7743             }
7744         }
7745       
7746       return t;
7747
7748     case VAR_DECL:
7749     case FUNCTION_DECL:
7750       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7751           || local_variable_p (t))
7752         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
7753       mark_used (t);
7754       return t;
7755
7756     case BASELINK:
7757       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
7758
7759     case TEMPLATE_DECL:
7760       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
7761         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)), 
7762                        args, complain, in_decl);
7763       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
7764         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7765       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
7766                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
7767         {
7768           /* Template template argument like the following example need
7769              special treatment:
7770
7771                template <template <class> class TT> struct C {};
7772                template <class T> struct D {
7773                  template <class U> struct E {};
7774                  C<E> c;                                // #1
7775                };
7776                D<int> d;                                // #2
7777
7778              We are processing the template argument `E' in #1 for
7779              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
7780              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
7781              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
7782
7783           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
7784           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
7785         }
7786       else
7787         /* Ordinary template template argument.  */
7788         return t;
7789
7790     case CAST_EXPR:
7791     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7792     case CONST_CAST_EXPR:
7793     case STATIC_CAST_EXPR:
7794     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7795     case NOP_EXPR:
7796       return build1
7797         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7798          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7799
7800     case INDIRECT_REF:
7801     case NEGATE_EXPR:
7802     case TRUTH_NOT_EXPR:
7803     case BIT_NOT_EXPR:
7804     case ADDR_EXPR:
7805     case CONVERT_EXPR:      /* Unary + */
7806     case SIZEOF_EXPR:
7807     case ALIGNOF_EXPR:
7808     case ARROW_EXPR:
7809     case THROW_EXPR:
7810     case TYPEID_EXPR:
7811     case REALPART_EXPR:
7812     case IMAGPART_EXPR:
7813       return build1
7814         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7815          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7816
7817     case COMPONENT_REF:
7818       {
7819         tree object;
7820         tree name;
7821
7822         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7823         name = TREE_OPERAND (t, 1);
7824         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR) 
7825           {
7826             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7827                                 complain, in_decl);
7828             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7829           }
7830         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
7831                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
7832           {
7833             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7834                                      complain, in_decl);
7835             name = TREE_OPERAND (name, 1);
7836             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7837                                 complain, in_decl);
7838             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7839             name = build_nt (SCOPE_REF, base, name);
7840           }
7841         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
7842           name = tsubst_baselink (name, 
7843                                   non_reference (TREE_TYPE (object)), 
7844                                   args, complain, 
7845                                   in_decl);
7846         else
7847           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7848         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
7849       }
7850
7851     case PLUS_EXPR:
7852     case MINUS_EXPR:
7853     case MULT_EXPR:
7854     case TRUNC_DIV_EXPR:
7855     case CEIL_DIV_EXPR:
7856     case FLOOR_DIV_EXPR:
7857     case ROUND_DIV_EXPR:
7858     case EXACT_DIV_EXPR:
7859     case BIT_AND_EXPR:
7860     case BIT_IOR_EXPR:
7861     case BIT_XOR_EXPR:
7862     case TRUNC_MOD_EXPR:
7863     case FLOOR_MOD_EXPR:
7864     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
7865     case TRUTH_ORIF_EXPR:
7866     case TRUTH_AND_EXPR:
7867     case TRUTH_OR_EXPR:
7868     case RSHIFT_EXPR:
7869     case LSHIFT_EXPR:
7870     case RROTATE_EXPR:
7871     case LROTATE_EXPR:
7872     case EQ_EXPR:
7873     case NE_EXPR:
7874     case MAX_EXPR:
7875     case MIN_EXPR:
7876     case LE_EXPR:
7877     case GE_EXPR:
7878     case LT_EXPR:
7879     case GT_EXPR:
7880     case COMPOUND_EXPR:
7881     case SCOPE_REF:
7882     case DOTSTAR_EXPR:
7883     case MEMBER_REF:
7884     case PREDECREMENT_EXPR:
7885     case PREINCREMENT_EXPR:
7886     case POSTDECREMENT_EXPR:
7887     case POSTINCREMENT_EXPR:
7888       return build_nt
7889         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7890          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7891
7892     case ARRAY_REF:
7893       return build_nt
7894         (ARRAY_REF,
7895          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7896          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7897          NULL_TREE, NULL_TREE);
7898
7899     case CALL_EXPR:
7900       return build_nt (code, 
7901                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args,
7902                                     complain, in_decl),
7903                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain,
7904                                     in_decl),
7905                        NULL_TREE);
7906
7907     case COND_EXPR:
7908     case MODOP_EXPR:
7909     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7910       {
7911         r = build_nt
7912           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7913            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7914            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7915         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
7916         return r;
7917       }
7918
7919     case NEW_EXPR:
7920       {
7921         r = build_nt
7922         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7923          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7924          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7925         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7926         return r;
7927       }
7928
7929     case DELETE_EXPR:
7930       {
7931         r = build_nt
7932         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7933          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7934         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7935         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
7936         return r;
7937       }
7938
7939     case TEMPLATE_ID_EXPR:
7940       {
7941         /* Substituted template arguments */
7942         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
7943         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
7944
7945         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
7946         if (targs)
7947           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
7948         
7949         return lookup_template_function (fn, targs);
7950       }
7951
7952     case TREE_LIST:
7953       {
7954         tree purpose, value, chain;
7955
7956         if (t == void_list_node)
7957           return t;
7958
7959         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7960         if (purpose)
7961           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
7962         value = TREE_VALUE (t);
7963         if (value)
7964           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
7965         chain = TREE_CHAIN (t);
7966         if (chain && chain != void_type_node)
7967           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
7968         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7969             && value == TREE_VALUE (t)
7970             && chain == TREE_CHAIN (t))
7971           return t;
7972         return tree_cons (purpose, value, chain);
7973       }
7974
7975     case RECORD_TYPE:
7976     case UNION_TYPE:
7977     case ENUMERAL_TYPE:
7978     case INTEGER_TYPE:
7979     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7980     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7981     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7982     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7983     case POINTER_TYPE:
7984     case REFERENCE_TYPE:
7985     case OFFSET_TYPE:
7986     case FUNCTION_TYPE:
7987     case METHOD_TYPE:
7988     case ARRAY_TYPE:
7989     case TYPENAME_TYPE:
7990     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7991     case TYPEOF_TYPE:
7992     case TYPE_DECL:
7993       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7994
7995     case IDENTIFIER_NODE:
7996       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
7997         {
7998           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
7999           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8000         }
8001       else
8002         return t;
8003
8004     case CONSTRUCTOR:
8005       {
8006         r = build_constructor
8007           (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl), 
8008            tsubst_copy (CONSTRUCTOR_ELTS (t), args, complain, in_decl));
8009         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
8010         return r;
8011       }
8012
8013     case VA_ARG_EXPR:
8014       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
8015                                           in_decl),
8016                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
8017
8018     case CLEANUP_POINT_EXPR:
8019       /* We shouldn't have built any of these during initial template
8020          generation.  Instead, they should be built during instantiation
8021          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
8022       gcc_unreachable ();
8023
8024     default:
8025       return t;
8026     }
8027 }
8028
8029 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
8030    processing.  */
8031
8032 static tree
8033 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8034 {
8035   tree stmt, tmp;
8036
8037   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8038     return t;
8039
8040   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
8041     input_location = EXPR_LOCATION (t);
8042   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
8043     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
8044
8045   switch (TREE_CODE (t))
8046     {
8047     case STATEMENT_LIST:
8048       {
8049         tree_stmt_iterator i;
8050         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
8051           tsubst_expr (tsi_stmt (i), args, complain, in_decl);
8052         break;
8053       }
8054
8055     case CTOR_INITIALIZER:
8056       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list 
8057                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
8058       break;
8059
8060     case RETURN_EXPR:
8061       finish_return_stmt (tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 0),
8062                                        args, complain, in_decl));
8063       break;
8064
8065     case EXPR_STMT:
8066       tmp = tsubst_expr (EXPR_STMT_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8067       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
8068         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
8069       else
8070         finish_expr_stmt (tmp);
8071       break;
8072
8073     case USING_STMT:
8074       do_using_directive (tsubst_expr (USING_STMT_NAMESPACE (t),
8075                                        args, complain, in_decl));
8076       break;
8077       
8078     case DECL_EXPR:
8079       {
8080         tree decl;
8081         tree init;
8082
8083         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
8084         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
8085           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
8086         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
8087           {
8088             tree scope = DECL_INITIAL (decl);
8089             tree name = DECL_NAME (decl);
8090             tree decl;
8091             
8092             scope = tsubst_expr (scope, args, complain, in_decl);
8093             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
8094                                           /*is_type_p=*/false,
8095                                           /*complain=*/false);
8096             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
8097               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl);
8098             else
8099               do_local_using_decl (decl, scope, name);
8100           }
8101         else
8102           {
8103             init = DECL_INITIAL (decl);
8104             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8105             if (decl != error_mark_node)
8106               {
8107                 if (init)
8108                   DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
8109                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
8110                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
8111                    handle local variables, and since we've already done
8112                    all that needs to be done, that's the right thing to
8113                    do.  */
8114                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
8115                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8116                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8117                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
8118                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
8119                   finish_anon_union (decl);
8120                 else 
8121                   {
8122                     maybe_push_decl (decl);
8123                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8124                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
8125                       {
8126                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
8127                            initializer.  */
8128                         const char *const name
8129                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
8130                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
8131                       }
8132                     else
8133                       init = tsubst_expr (init, args, complain, in_decl);
8134                     cp_finish_decl (decl, init, NULL_TREE, 0);
8135                   }
8136               }
8137           }
8138
8139         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
8140            clause of an if/for/while construct.  */
8141         return decl;
8142       }
8143
8144     case FOR_STMT:
8145       stmt = begin_for_stmt ();
8146       tsubst_expr (FOR_INIT_STMT (t), args, complain, in_decl);
8147       finish_for_init_stmt (stmt);
8148       tmp = tsubst_expr (FOR_COND (t), args, complain, in_decl);
8149       finish_for_cond (tmp, stmt);
8150       tmp = tsubst_expr (FOR_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8151       finish_for_expr (tmp, stmt);
8152       tsubst_expr (FOR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8153       finish_for_stmt (stmt);
8154       break;
8155
8156     case WHILE_STMT:
8157       stmt = begin_while_stmt ();
8158       tmp = tsubst_expr (WHILE_COND (t), args, complain, in_decl);
8159       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8160       tsubst_expr (WHILE_BODY (t), args, complain, in_decl);
8161       finish_while_stmt (stmt);
8162       break;
8163
8164     case DO_STMT:
8165       stmt = begin_do_stmt ();
8166       tsubst_expr (DO_BODY (t), args, complain, in_decl);
8167       finish_do_body (stmt);
8168       tmp = tsubst_expr (DO_COND (t), args, complain, in_decl);
8169       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8170       break;
8171
8172     case IF_STMT:
8173       stmt = begin_if_stmt ();
8174       tmp = tsubst_expr (IF_COND (t), args, complain, in_decl);
8175       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8176       tsubst_expr (THEN_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8177       finish_then_clause (stmt);
8178
8179       if (ELSE_CLAUSE (t))
8180         {
8181           begin_else_clause (stmt);
8182           tsubst_expr (ELSE_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8183           finish_else_clause (stmt);
8184         }
8185
8186       finish_if_stmt (stmt);
8187       break;
8188
8189     case BIND_EXPR:
8190       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8191         stmt = begin_function_body ();
8192       else
8193         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8194                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8195
8196       tsubst_expr (BIND_EXPR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8197
8198       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8199         finish_function_body (stmt);
8200       else
8201         finish_compound_stmt (stmt);
8202       break;
8203
8204     case BREAK_STMT:
8205       finish_break_stmt ();
8206       break;
8207
8208     case CONTINUE_STMT:
8209       finish_continue_stmt ();
8210       break;
8211
8212     case SWITCH_STMT:
8213       stmt = begin_switch_stmt ();
8214       tmp = tsubst_expr (SWITCH_STMT_COND (t), args, complain, in_decl);
8215       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8216       tsubst_expr (SWITCH_STMT_BODY (t), args, complain, in_decl);
8217       finish_switch_stmt (stmt);
8218       break;
8219
8220     case CASE_LABEL_EXPR:
8221       finish_case_label (tsubst_expr (CASE_LOW (t), args, complain, in_decl),
8222                          tsubst_expr (CASE_HIGH (t), args, complain,
8223                                       in_decl));
8224       break;
8225
8226     case LABEL_EXPR:
8227       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8228       break;
8229
8230     case GOTO_EXPR:
8231       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8232       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8233         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8234            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8235            will have no binding.  */
8236         tmp = tsubst_expr (tmp, args, complain, in_decl);
8237       else
8238         tmp = DECL_NAME (tmp);
8239       finish_goto_stmt (tmp);
8240       break;
8241
8242     case ASM_EXPR:
8243       tmp = finish_asm_stmt
8244         (ASM_VOLATILE_P (t),
8245          tsubst_expr (ASM_STRING (t), args, complain, in_decl),
8246          tsubst_expr (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8247          tsubst_expr (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl), 
8248          tsubst_expr (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8249       {
8250         tree asm_expr = tmp;
8251         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8252           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8253         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8254       }
8255       break;
8256
8257     case TRY_BLOCK:
8258       if (CLEANUP_P (t))
8259         {
8260           stmt = begin_try_block ();
8261           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8262           finish_cleanup_try_block (stmt);
8263           finish_cleanup (tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args,
8264                                        complain, in_decl),
8265                           stmt);
8266         }
8267       else
8268         {
8269           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8270             stmt = begin_function_try_block ();
8271           else
8272             stmt = begin_try_block ();
8273
8274           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8275
8276           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8277             finish_function_try_block (stmt);
8278           else
8279             finish_try_block (stmt);
8280
8281           tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args, complain, in_decl);
8282           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8283             finish_function_handler_sequence (stmt);
8284           else
8285             finish_handler_sequence (stmt);
8286         }
8287       break;
8288       
8289     case HANDLER:
8290       {
8291         tree decl;
8292
8293         stmt = begin_handler ();
8294         if (HANDLER_PARMS (t))
8295           {
8296             decl = HANDLER_PARMS (t);
8297             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8298             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8299                this variable.  We've already done all that needs to be
8300                done.  */
8301             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8302           }
8303         else
8304           decl = NULL_TREE;
8305         finish_handler_parms (decl, stmt);
8306         tsubst_expr (HANDLER_BODY (t), args, complain, in_decl);
8307         finish_handler (stmt);
8308       }
8309       break;
8310
8311     case TAG_DEFN:
8312       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8313       break;
8314
8315     default:
8316       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8317       
8318       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8319                                     /*function_p=*/false);
8320     }
8321
8322   return NULL_TREE;
8323 }
8324
8325 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8326    call.  Return the substituted version of T.  */
8327
8328 static tree
8329 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args, 
8330                                     tsubst_flags_t complain,
8331                                     tree in_decl)
8332 {
8333   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8334     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8335                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8336   else
8337     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8338                                /*function_p=*/false);
8339
8340   return t;
8341 }
8342
8343 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8344    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8345
8346 tree
8347 tsubst_copy_and_build (tree t, 
8348                        tree args, 
8349                        tsubst_flags_t complain, 
8350                        tree in_decl,
8351                        bool function_p)
8352 {
8353 #define RECUR(NODE) \
8354   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false)
8355
8356   tree op1;
8357
8358   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8359     return t;
8360
8361   switch (TREE_CODE (t))
8362     {
8363     case USING_DECL:
8364       t = DECL_NAME (t);
8365       /* Fall through.  */
8366     case IDENTIFIER_NODE:
8367       {
8368         tree decl;
8369         cp_id_kind idk;
8370         tree qualifying_class;
8371         bool non_integral_constant_expression_p;
8372         const char *error_msg;
8373
8374         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8375           {
8376             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8377             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8378           }
8379
8380         /* Look up the name.  */
8381         decl = lookup_name (t, 0);
8382
8383         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8384            failure, not NULL_TREE.  */
8385         if (decl == NULL_TREE)
8386           decl = error_mark_node;
8387
8388         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8389                                      &idk,
8390                                      &qualifying_class,
8391                                      /*integral_constant_expression_p=*/false,
8392                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8393                                      &non_integral_constant_expression_p,
8394                                      &error_msg);
8395         if (error_msg)
8396           error (error_msg);
8397         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8398           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8399         return decl;
8400       }
8401
8402     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8403       {
8404         tree object;
8405         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8406         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8407
8408         if (targs)
8409           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8410         
8411         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8412           {
8413             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8414             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8415           }
8416         else
8417           object = NULL_TREE;
8418         template = lookup_template_function (template, targs);
8419         
8420         if (object)
8421           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template), 
8422                          object, template, NULL_TREE);
8423         else
8424           return template;
8425       }
8426
8427     case INDIRECT_REF:
8428       {
8429         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8430
8431         if (REFERENCE_REF_P (t))
8432           {
8433             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
8434                such an indirect ref, but the substitution of the cast
8435                will have also added such an indirect ref.  */
8436             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
8437               r = convert_from_reference (r);
8438           }
8439         else
8440           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *");
8441         return r;
8442       }
8443
8444     case NOP_EXPR:
8445       return build_nop
8446         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8447          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8448
8449     case CAST_EXPR:
8450       return build_functional_cast
8451         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8452          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8453
8454     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8455       return build_reinterpret_cast
8456         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8457          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8458
8459     case CONST_CAST_EXPR:
8460       return build_const_cast
8461         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8462          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8463
8464     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8465       return build_dynamic_cast
8466         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8467          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8468
8469     case STATIC_CAST_EXPR:
8470       return build_static_cast
8471         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8472          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8473
8474     case POSTDECREMENT_EXPR:
8475     case POSTINCREMENT_EXPR:
8476       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8477                                                 args, complain, in_decl);
8478       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
8479
8480     case PREDECREMENT_EXPR:
8481     case PREINCREMENT_EXPR:
8482     case NEGATE_EXPR:
8483     case BIT_NOT_EXPR:
8484     case ABS_EXPR:
8485     case TRUTH_NOT_EXPR:
8486     case CONVERT_EXPR:  /* Unary + */
8487     case REALPART_EXPR:
8488     case IMAGPART_EXPR:
8489       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8490
8491     case ADDR_EXPR:
8492       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8493       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
8494         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl, 
8495                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
8496       else
8497         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain, 
8498                                                   in_decl);
8499       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
8500         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
8501       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
8502
8503     case PLUS_EXPR:
8504     case MINUS_EXPR:
8505     case MULT_EXPR:
8506     case TRUNC_DIV_EXPR:
8507     case CEIL_DIV_EXPR:
8508     case FLOOR_DIV_EXPR:
8509     case ROUND_DIV_EXPR:
8510     case EXACT_DIV_EXPR:
8511     case BIT_AND_EXPR:
8512     case BIT_IOR_EXPR:
8513     case BIT_XOR_EXPR:
8514     case TRUNC_MOD_EXPR:
8515     case FLOOR_MOD_EXPR:
8516     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
8517     case TRUTH_ORIF_EXPR:
8518     case TRUTH_AND_EXPR:
8519     case TRUTH_OR_EXPR:
8520     case RSHIFT_EXPR:
8521     case LSHIFT_EXPR:
8522     case RROTATE_EXPR:
8523     case LROTATE_EXPR:
8524     case EQ_EXPR:
8525     case NE_EXPR:
8526     case MAX_EXPR:
8527     case MIN_EXPR:
8528     case LE_EXPR:
8529     case GE_EXPR:
8530     case LT_EXPR:
8531     case GT_EXPR:
8532     case MEMBER_REF:
8533     case DOTSTAR_EXPR:
8534       return build_x_binary_op
8535         (TREE_CODE (t), 
8536          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8537          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8538          /*overloaded_p=*/NULL);
8539
8540     case SCOPE_REF:
8541       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
8542                                   /*address_p=*/false);
8543     case ARRAY_REF:
8544       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8545                                                 args, complain, in_decl);
8546       return build_x_binary_op (ARRAY_REF, op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8547                                 /*overloaded_p=*/NULL);
8548       
8549     case SIZEOF_EXPR:
8550     case ALIGNOF_EXPR:
8551       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8552       if (!args)
8553         {
8554           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
8555              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
8556              the substitutions may not work.  */
8557           if (!TYPE_P (op1))
8558             op1 = TREE_TYPE (op1);
8559         }
8560       else
8561         {
8562           ++skip_evaluation;
8563           op1 = RECUR (op1);
8564           --skip_evaluation;
8565         }
8566       if (TYPE_P (op1))
8567         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
8568       else
8569         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
8570
8571     case MODOP_EXPR:
8572       {
8573         tree r = build_x_modify_expr
8574           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8575            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
8576            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8577         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
8578            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
8579            than plain assignment.  In the former case, it was already
8580            set and must be copied.  In the latter case,
8581            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
8582            here.  */
8583         if (TREE_NO_WARNING (t))
8584           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
8585         return r;
8586       }
8587
8588     case ARROW_EXPR:
8589       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8590                                                 args, complain, in_decl);
8591       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8592       if (DECL_P (op1))
8593         mark_used (op1);
8594       return build_x_arrow (op1);
8595
8596     case NEW_EXPR:
8597       return build_new
8598         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8599          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8600          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
8601          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
8602          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8603
8604     case DELETE_EXPR:
8605      return delete_sanity
8606        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8607         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8608         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
8609         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8610
8611     case COMPOUND_EXPR:
8612       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8613                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
8614
8615     case CALL_EXPR:
8616       {
8617         tree function;
8618         tree call_args;
8619         bool qualified_p;
8620         bool koenig_p;
8621
8622         function = TREE_OPERAND (t, 0);
8623         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
8624            not Koenig lookup should be performed.  */
8625         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
8626         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
8627           {
8628             qualified_p = true;
8629             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
8630                                             /*done=*/false, 
8631                                             /*address_p=*/false);
8632           }
8633         else
8634           {
8635             qualified_p = (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF
8636                            && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (function, 1))
8637                                == SCOPE_REF));
8638             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain, 
8639                                               in_decl,
8640                                               !qualified_p);
8641             if (BASELINK_P (function))
8642               qualified_p = true;
8643           }
8644
8645         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8646
8647         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
8648            lookup finds a non-function, in accordance with the
8649            expected resolution of DR 218.  */
8650         if (koenig_p
8651             && ((is_overloaded_fn (function)
8652                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
8653                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
8654                     to denote the function.  */
8655                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
8656                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
8657           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
8658
8659         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
8660           {
8661             unqualified_name_lookup_error (function);
8662             return error_mark_node;
8663           }
8664
8665         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8666         if (DECL_P (function))
8667           mark_used (function);
8668
8669         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
8670           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
8671         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
8672           {
8673             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
8674               return finish_call_expr (function, call_args,
8675                                        /*disallow_virtual=*/false,
8676                                        /*koenig_p=*/false);
8677             else
8678               return (build_new_method_call 
8679                       (TREE_OPERAND (function, 0),
8680                        TREE_OPERAND (function, 1),
8681                        call_args, NULL_TREE, 
8682                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL));
8683           }
8684         return finish_call_expr (function, call_args, 
8685                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
8686                                  koenig_p);
8687       }
8688
8689     case COND_EXPR:
8690       return build_x_conditional_expr
8691         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8692          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8693          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8694
8695     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
8696       return finish_pseudo_destructor_expr 
8697         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8698          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8699          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8700
8701     case TREE_LIST:
8702       {
8703         tree purpose, value, chain;
8704
8705         if (t == void_list_node)
8706           return t;
8707
8708         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8709         if (purpose)
8710           purpose = RECUR (purpose);
8711         value = TREE_VALUE (t);
8712         if (value)
8713           value = RECUR (value);
8714         chain = TREE_CHAIN (t);
8715         if (chain && chain != void_type_node)
8716           chain = RECUR (chain);
8717         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8718             && value == TREE_VALUE (t)
8719             && chain == TREE_CHAIN (t))
8720           return t;
8721         return tree_cons (purpose, value, chain);
8722       }
8723
8724     case COMPONENT_REF:
8725       {
8726         tree object;
8727         tree member;
8728
8729         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8730                                                      args, complain, in_decl);
8731         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8732         if (DECL_P (object))
8733           mark_used (object);
8734
8735         member = TREE_OPERAND (t, 1);
8736         if (BASELINK_P (member))
8737           member = tsubst_baselink (member, 
8738                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
8739                                     args, complain, in_decl);
8740         else
8741           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
8742
8743         if (member == error_mark_node)
8744           return error_mark_node;
8745         else if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (object)))
8746           {
8747             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
8748               return finish_pseudo_destructor_expr (object, 
8749                                                     NULL_TREE,
8750                                                     TREE_TYPE (object));
8751             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8752                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
8753               return finish_pseudo_destructor_expr (object, 
8754                                                     object,
8755                                                     TREE_TYPE (object));
8756           }
8757         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8758                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
8759           {
8760             tree tmpl;
8761             tree args;
8762         
8763             /* Lookup the template functions now that we know what the
8764                scope is.  */
8765             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
8766             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
8767             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl, 
8768                                             /*is_type_p=*/false,
8769                                             /*complain=*/false);
8770             if (BASELINK_P (member))
8771               {
8772                 BASELINK_FUNCTIONS (member) 
8773                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
8774                               args);
8775                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup 
8776                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)), 
8777                            TREE_TYPE (object)));
8778               }
8779             else
8780               {
8781                 qualified_name_lookup_error (TREE_TYPE (object), tmpl,
8782                                              member);
8783                 return error_mark_node;
8784               }
8785           }
8786         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8787                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
8788                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
8789           {
8790             if (complain & tf_error)
8791               {
8792                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
8793                   error ("%qT is not a class or namespace", 
8794                          TREE_OPERAND (member, 0));
8795                 else
8796                   error ("%qD is not a class or namespace", 
8797                          TREE_OPERAND (member, 0));
8798               }
8799             return error_mark_node;
8800           }
8801         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
8802           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
8803
8804         return finish_class_member_access_expr (object, member);
8805       }
8806
8807     case THROW_EXPR:
8808       return build_throw
8809         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8810
8811     case CONSTRUCTOR:
8812       {
8813         tree r;
8814         tree elts;
8815         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8816         bool purpose_p;
8817
8818         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
8819         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
8820           return t;
8821
8822         r = NULL_TREE;
8823         /* We do not want to process the purpose of aggregate
8824            initializers as they are identifier nodes which will be
8825            looked up by digest_init.  */
8826         purpose_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
8827         for (elts = CONSTRUCTOR_ELTS (t);
8828              elts;
8829              elts = TREE_CHAIN (elts))
8830           {
8831             tree purpose = TREE_PURPOSE (elts);
8832             tree value = TREE_VALUE (elts);
8833             
8834             if (purpose && purpose_p)
8835               purpose = RECUR (purpose);
8836             value = RECUR (value);
8837             r = tree_cons (purpose, value, r);
8838           }
8839         
8840         r = build_constructor (NULL_TREE, nreverse (r));
8841         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
8842
8843         if (type)
8844           return digest_init (type, r, 0);
8845         return r;
8846       }
8847
8848     case TYPEID_EXPR:
8849       {
8850         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8851         if (TYPE_P (operand_0))
8852           return get_typeid (operand_0);
8853         return build_typeid (operand_0);
8854       }
8855
8856     case VAR_DECL:
8857       if (!args)
8858         return t;
8859       /* Fall through */
8860       
8861     case PARM_DECL:
8862       {
8863         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8864         
8865         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
8866           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
8867              the appropriate INDIRECT_REF.  */
8868           r = convert_from_reference (r);
8869         return r;
8870       }
8871
8872     case VA_ARG_EXPR:
8873       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8874                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain, 
8875                                           in_decl));
8876
8877     case OFFSETOF_EXPR:
8878       return fold_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8879
8880     case STMT_EXPR:
8881       {
8882         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
8883         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
8884
8885         cur_stmt_expr = stmt_expr;
8886         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl);
8887         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
8888         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
8889
8890         return stmt_expr;
8891       }
8892
8893     case CONST_DECL:
8894       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8895       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
8896          to their underlying values.  */
8897       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
8898         return DECL_INITIAL (t);
8899       return t;
8900
8901     default:
8902       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
8903       {
8904         tree subst
8905           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
8906                                          in_decl, /*function_p=*/false);
8907         if (subst)
8908           return subst;
8909       }
8910       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8911     }
8912
8913 #undef RECUR
8914 }
8915
8916 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
8917    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
8918    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
8919    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
8920
8921 static bool
8922 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
8923 {
8924   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
8925   bool result = false;
8926   bool error_p = complain & tf_error;
8927
8928   for (ix = 0; ix != len; ix++)
8929     {
8930       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
8931       
8932       if (TYPE_P (t))
8933         {
8934           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
8935              of a class or enumeration declared in a local scope)
8936              shall not be used to declare an entity with linkage.
8937              This implies that names with no linkage cannot be used as
8938              template arguments.  */
8939           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
8940
8941           if (nt)
8942             {
8943               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
8944                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
8945               else
8946                 error ("%qT uses local type %qT", t, nt);
8947               result = true;
8948               error_p = true;
8949             }
8950           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
8951              allow variably-modified types as template arguments.  */
8952           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
8953             {
8954               if (complain & tf_error)
8955                 error ("%qT is a variably modified type", t);
8956               result = true;
8957             }
8958         }
8959       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
8960          constant.  */
8961       else if (TREE_TYPE (t)
8962                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
8963                && !TREE_CONSTANT (t))
8964         {
8965           if (complain & tf_error)
8966             error ("integral expression %qE is not constant", t);
8967           result = true;
8968         }
8969     }
8970   if (result && error_p)
8971     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
8972   return result;
8973 }
8974
8975 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
8976    the template arguments in TARG_PTR.  */
8977
8978 tree
8979 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
8980 {
8981   tree fndecl;
8982   tree gen_tmpl;
8983   tree spec;
8984
8985   if (tmpl == error_mark_node)
8986     return error_mark_node;
8987
8988   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
8989
8990   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
8991   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
8992     {
8993       tree spec;
8994       tree clone;
8995       
8996       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
8997                                    complain);
8998       if (spec == error_mark_node)
8999         return error_mark_node;
9000
9001       /* Look for the clone.  */
9002       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
9003         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
9004           return clone;
9005       /* We should always have found the clone by now.  */
9006       gcc_unreachable ();
9007       return NULL_TREE;
9008     }
9009   
9010   /* Check to see if we already have this specialization.  */
9011   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr, 
9012                                   /*class_specializations_p=*/false);
9013   if (spec != NULL_TREE)
9014     return spec;
9015
9016   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9017   if (tmpl != gen_tmpl)
9018     {
9019       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
9020          arguments we must add the arguments used to perform the
9021          partial instantiation.  */
9022       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
9023                                               targ_ptr);
9024
9025       /* Check to see if we already have this specialization.  */
9026       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
9027                                       /*class_specializations_p=*/false);
9028       if (spec != NULL_TREE)
9029         return spec;
9030     }
9031
9032   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
9033                                complain))
9034     return error_mark_node;
9035   
9036   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
9037      parameters and return types have to be checked.  However this
9038      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
9039      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
9040      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
9041   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
9042
9043   /* Substitute template parameters.  */
9044   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
9045                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
9046
9047   /* Now we know the specialization, compute access previously
9048      deferred.  */
9049   push_access_scope (fndecl);
9050   perform_deferred_access_checks ();
9051   pop_access_scope (fndecl);
9052   pop_deferring_access_checks ();
9053
9054   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9055      template, not the most general template.  */
9056   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9057
9058   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9059      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9060      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9061      instantiating the template clones.  */
9062   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9063     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9064
9065   return fndecl;
9066 }
9067
9068 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9069    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9070    into which the deduced template arguments are placed.  
9071
9072    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9073    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9074    printed only for an incomplete match.
9075
9076    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9077    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9078
9079    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9080    template-id.
9081
9082    The parameter STRICT is one of:
9083
9084    DEDUCE_CALL: 
9085      We are deducing arguments for a function call, as in
9086      [temp.deduct.call].
9087
9088    DEDUCE_CONV:
9089      We are deducing arguments for a conversion function, as in 
9090      [temp.deduct.conv].
9091
9092    DEDUCE_EXACT:
9093      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9094      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9095      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9096      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
9097
9098 int
9099 fn_type_unification (tree fn, 
9100                      tree explicit_targs, 
9101                      tree targs, 
9102                      tree args, 
9103                      tree return_type,
9104                      unification_kind_t strict)
9105 {
9106   tree parms;
9107   tree fntype;
9108   int result;
9109
9110   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9111
9112   fntype = TREE_TYPE (fn);
9113   if (explicit_targs)
9114     {
9115       /* [temp.deduct]
9116           
9117          The specified template arguments must match the template
9118          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9119          must not be more arguments than there are parameters;
9120          otherwise type deduction fails.
9121
9122          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9123          nontype template parameters, or must be convertible to the
9124          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9125          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9126
9127          All references in the function type of the function template
9128          to the corresponding template parameters are replaced by the
9129          specified template argument values.  If a substitution in a
9130          template parameter or in the function type of the function
9131          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9132       int i;
9133       tree converted_args;
9134       bool incomplete;
9135
9136       if (explicit_targs == error_mark_node)
9137         return 1;
9138
9139       converted_args
9140         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), 
9141                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none, 
9142                                   /*require_all_arguments=*/0));
9143       if (converted_args == error_mark_node)
9144         return 1;
9145
9146       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9147          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9148          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9149          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9150          processing during substitution as we could create partial
9151          instantiations.  */
9152       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9153       processing_template_decl += incomplete;
9154       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9155       processing_template_decl -= incomplete;
9156       
9157       if (fntype == error_mark_node)
9158         return 1;
9159
9160       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9161       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9162         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9163     }
9164      
9165   parms = TYPE_ARG_TYPES (fntype);
9166   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9167   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn))
9168     parms = TREE_CHAIN (parms);
9169   
9170   if (return_type)
9171     {
9172       /* We've been given a return type to match, prepend it.  */
9173       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9174       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9175     }
9176
9177   /* We allow incomplete unification without an error message here
9178      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9179      callers must be ready to deal with unification failures in any
9180      event.  */
9181   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn), 
9182                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9183                                   strict, /*allow_incomplete*/1);
9184
9185   if (result == 0) 
9186     /* All is well so far.  Now, check:
9187        
9188        [temp.deduct] 
9189        
9190        When all template arguments have been deduced, all uses of
9191        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9192        the corresponding deduced argument values.  If the
9193        substitution results in an invalid type, as described above,
9194        type deduction fails.  */
9195     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9196         == error_mark_node)
9197       return 1;
9198
9199   return result;
9200 }
9201
9202 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9203    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9204    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9205    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9206    the argument passed to the call, or the type of the value
9207    initialized with the result of the conversion function.  */
9208
9209 static int
9210 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict, 
9211                                   tree* parm, 
9212                                   tree* arg)
9213 {
9214   int result = 0;
9215   
9216   switch (strict)
9217     {
9218     case DEDUCE_CALL:
9219       break;
9220
9221     case DEDUCE_CONV:
9222       {
9223         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9224            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9225            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9226         tree* temp = parm;
9227         parm = arg;
9228         arg = temp;
9229         break;
9230       }
9231
9232     case DEDUCE_EXACT:
9233       /* There is nothing to do in this case.  */
9234       return 0;
9235
9236     default:
9237       gcc_unreachable ();
9238     }
9239
9240   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9241     {
9242       /* [temp.deduct.call]
9243          
9244          If P is not a reference type:
9245          
9246          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9247          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9248          used in place of A for type deduction; otherwise,
9249          
9250          --If A is a function type, the pointer type produced by
9251          the function-to-pointer standard conversion
9252          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9253          otherwise,
9254          
9255          --If A is a cv-qualified type, the top level
9256          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9257          deduction.  */
9258       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9259         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9260       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9261         *arg = build_pointer_type (*arg);
9262       else
9263         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9264     }
9265   
9266   /* [temp.deduct.call]
9267      
9268      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9269      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9270      reference type, the type referred to by P is used for
9271      type deduction.  */
9272   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9273   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9274     {
9275       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9276       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9277     }
9278
9279   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9280      too (which has been swapped into ARG).  */
9281   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9282     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9283   
9284   return result;
9285 }
9286
9287 /* Most parms like fn_type_unification.
9288
9289    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9290    arguments of a function or method parameter of a function
9291    template).  */
9292
9293 static int
9294 type_unification_real (tree tparms, 
9295                        tree targs, 
9296                        tree xparms, 
9297                        tree xargs, 
9298                        int subr,
9299                        unification_kind_t strict, 
9300                        int allow_incomplete)
9301 {
9302   tree parm, arg;
9303   int i;
9304   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9305   int sub_strict;
9306   int saw_undeduced = 0;
9307   tree parms, args;
9308
9309   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9310   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9311   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9312   gcc_assert (ntparms > 0);
9313
9314   switch (strict)
9315     {
9316     case DEDUCE_CALL:
9317       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9318                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9319       break;
9320       
9321     case DEDUCE_CONV:
9322       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9323       break;
9324
9325     case DEDUCE_EXACT:
9326       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9327       break;
9328     
9329     default:
9330       gcc_unreachable ();
9331     }
9332
9333  again:
9334   parms = xparms;
9335   args = xargs;
9336
9337   while (parms && parms != void_list_node
9338          && args && args != void_list_node)
9339     {
9340       parm = TREE_VALUE (parms);
9341       parms = TREE_CHAIN (parms);
9342       arg = TREE_VALUE (args);
9343       args = TREE_CHAIN (args);
9344
9345       if (arg == error_mark_node)
9346         return 1;
9347       if (arg == unknown_type_node)
9348         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9349            template args from other function args.  */
9350         continue;
9351
9352       /* Conversions will be performed on a function argument that
9353          corresponds with a function parameter that contains only
9354          non-deducible template parameters and explicitly specified
9355          template parameters.  */
9356       if (!uses_template_parms (parm))
9357         {
9358           tree type;
9359
9360           if (!TYPE_P (arg))
9361             type = TREE_TYPE (arg);
9362           else
9363             type = arg;
9364
9365           if (strict == DEDUCE_EXACT)
9366             {
9367               if (same_type_p (parm, type))
9368                 continue;
9369             }
9370           else
9371             /* It might work; we shouldn't check now, because we might
9372                get into infinite recursion.  Overload resolution will
9373                handle it.  */
9374             continue;
9375
9376           return 1;
9377         }
9378         
9379       if (!TYPE_P (arg))
9380         {
9381           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9382           if (type_unknown_p (arg))
9383             {
9384               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from
9385                  a pointer to function or pointer to member function
9386                  argument if the set of overloaded functions does not
9387                  contain function templates and at most one of a set of
9388                  overloaded functions provides a unique match.  */
9389
9390               if (resolve_overloaded_unification
9391                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict)
9392                   != 0)
9393                 return 1;
9394               continue;
9395             }
9396           arg = TREE_TYPE (arg);
9397           if (arg == error_mark_node)
9398             return 1;
9399         }
9400       
9401       {
9402         int arg_strict = sub_strict;
9403         
9404         if (!subr)
9405           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9406
9407         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
9408           return 1;
9409       }
9410     }
9411   
9412   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
9413      are present, and the parm list isn't variadic.  */
9414   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
9415     return 1;
9416   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
9417   if (parms && parms != void_list_node
9418       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
9419     return 1;
9420
9421   if (!subr)
9422     for (i = 0; i < ntparms; i++)
9423       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
9424         {
9425           tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
9426
9427           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
9428              a type parameter, try another pass; its type may have been
9429              deduced from a later argument than the one from which
9430              this parameter can be deduced.  */
9431           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
9432               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
9433               && !saw_undeduced++)
9434             goto again;
9435
9436           if (!allow_incomplete)
9437             error ("incomplete type unification");
9438           return 2;
9439         }
9440   
9441   return 0;
9442 }
9443
9444 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables at the
9445    call site.  ARG is an overloaded function (or template-id); we try
9446    deducing template args from each of the overloads, and if only one
9447    succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns 0 on success.  */
9448
9449 static int
9450 resolve_overloaded_unification (tree tparms, 
9451                                 tree targs,
9452                                 tree parm,
9453                                 tree arg, 
9454                                 unification_kind_t strict,
9455                                 int sub_strict)
9456 {
9457   tree tempargs = copy_node (targs);
9458   int good = 0;
9459   bool addr_p;
9460
9461   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
9462     {
9463       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9464       addr_p = true;
9465     }
9466   else
9467     addr_p = false;
9468
9469   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
9470     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
9471        function name.  */
9472     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9473
9474   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
9475     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9476
9477   /* Strip baselink information.  */
9478   if (BASELINK_P (arg))
9479     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
9480
9481   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9482     {
9483       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
9484          the affected templates before we try to unify, in case the
9485          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
9486
9487       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
9488       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9489
9490       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9491         {
9492           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
9493           tree subargs, elem;
9494
9495           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
9496             continue;
9497
9498           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
9499                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
9500           if (subargs)
9501             {
9502               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
9503               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm, 
9504                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
9505             }
9506         }
9507     }
9508   else
9509     {
9510       gcc_assert (TREE_CODE (arg) == OVERLOAD
9511                   || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_DECL);
9512   
9513       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9514         good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9515                                   TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
9516                                   strict, sub_strict, addr_p);
9517     }
9518
9519   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9520      to function or pointer to member function argument if the set of
9521      overloaded functions does not contain function templates and at most
9522      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9523
9524      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
9525      deduce anything.  */
9526
9527   if (good == 1)
9528     {
9529       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9530       for (; i--; )
9531         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
9532           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9533     }
9534   if (good)
9535     return 0;
9536
9537   return 1;
9538 }
9539
9540 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
9541    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
9542    different overloads deduce different arguments for a given parm.
9543    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
9544    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
9545
9546    Returns 1 on success.  */
9547
9548 static int
9549 try_one_overload (tree tparms,
9550                   tree orig_targs,
9551                   tree targs, 
9552                   tree parm, 
9553                   tree arg, 
9554                   unification_kind_t strict,
9555                   int sub_strict,
9556                   bool addr_p)
9557 {
9558   int nargs;
9559   tree tempargs;
9560   int i;
9561
9562   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9563      to function or pointer to member function argument if the set of
9564      overloaded functions does not contain function templates and at most
9565      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9566
9567      So if this is a template, just return success.  */
9568
9569   if (uses_template_parms (arg))
9570     return 1;
9571
9572   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9573     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
9574   else if (addr_p)
9575     arg = build_pointer_type (arg);
9576
9577   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9578
9579   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
9580      some template args from previous args, unify would complain when we
9581      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
9582      there isn't really a conflict.  */
9583   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9584   tempargs = make_tree_vec (nargs);
9585
9586   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
9587     return 0;
9588
9589   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
9590      explicitly specified args.  */
9591   for (i = nargs; i--; )
9592     {
9593       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9594       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
9595
9596       if (!elt)
9597         /*NOP*/;
9598       else if (uses_template_parms (elt))
9599         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
9600            template args used in the function parm list with our own
9601            template parms.  Discard them.  */
9602         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
9603       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
9604         return 0;
9605     }
9606
9607   for (i = nargs; i--; )
9608     {
9609       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9610
9611       if (elt)
9612         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
9613     }
9614
9615   return 1;
9616 }
9617
9618 /* Verify that nondeduce template argument agrees with the type
9619    obtained from argument deduction.  Return nonzero if the
9620    verification fails.
9621
9622    For example:
9623
9624      struct A { typedef int X; };
9625      template <class T, class U> struct C {};
9626      template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
9627
9628    Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
9629    `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
9630    is `int'.  This function ensure that they agree.
9631
9632    TARGS, PARMS are the same as the arguments of unify.
9633    ARGS contains template arguments from all levels.  */
9634
9635 static int
9636 verify_class_unification (tree targs, tree parms, tree args)
9637 {
9638   parms = tsubst (parms, add_outermost_template_args (args, targs),
9639                   tf_none, NULL_TREE);
9640   if (parms == error_mark_node)
9641     return 1;
9642
9643   return !comp_template_args (parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args));
9644 }
9645
9646 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
9647    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
9648    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
9649    TARGS are as for unify.  */
9650
9651 static tree
9652 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9653 {
9654   tree copy_of_targs;
9655
9656   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
9657       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)) 
9658           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
9659     return NULL_TREE;
9660
9661   /* We need to make a new template argument vector for the call to
9662      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
9663      the attempted unification, even if this class didn't work out.
9664      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
9665      we've already done, since unification is supposed to be done on
9666      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
9667      following pathological case:
9668
9669        template <int I, int J, int K>
9670        struct S {};
9671        
9672        template <int I, int J>
9673        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
9674        
9675        template <int I, int J, int K>
9676        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
9677        
9678        void g() {
9679          S<0, 0, 0> s0;
9680          S<0, 1, 2> s2;
9681        
9682          f(s0, s2);
9683        }
9684
9685      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
9686      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
9687      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
9688      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
9689      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
9690      would reject the possibility I=1.  */
9691   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
9692   
9693   /* If unification failed, we're done.  */
9694   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
9695              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
9696     return NULL_TREE;
9697
9698   return arg;
9699 }
9700
9701 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
9702    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
9703    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
9704    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
9705    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
9706    by unify.  */
9707
9708 static tree
9709 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9710 {
9711   tree rval = NULL_TREE;
9712   tree binfo;
9713
9714   gcc_assert (IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (arg)));
9715   
9716   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
9717   if (!binfo)
9718     /* The type could not be completed.  */
9719     return NULL_TREE;
9720
9721   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
9722      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
9723   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
9724     {
9725       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
9726
9727       if (r)
9728         {
9729           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
9730
9731                [temp.deduct.call]
9732
9733               If they yield more than one possible deduced A, the type
9734               deduction fails.
9735
9736              applies.  */
9737           if (rval && !same_type_p (r, rval))
9738             return NULL_TREE;
9739           
9740           rval = r;
9741         }
9742     }
9743
9744   return rval;
9745 }
9746
9747 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
9748
9749 static int
9750 template_decl_level (tree decl)
9751 {
9752   switch (TREE_CODE (decl))
9753     {
9754     case TYPE_DECL:
9755     case TEMPLATE_DECL:
9756       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
9757
9758     case PARM_DECL:
9759       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
9760
9761     default:
9762       gcc_unreachable ();
9763     }
9764   return 0;
9765 }
9766
9767 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
9768    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
9769    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
9770
9771 static int
9772 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
9773 {
9774   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
9775   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
9776
9777   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9778       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9779     {
9780       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
9781           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
9782           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
9783           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
9784           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
9785           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
9786       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
9787            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
9788            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9789           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
9790         return 0;
9791
9792       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
9793           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
9794         return 0;
9795     }
9796
9797   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9798       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
9799     return 0;
9800
9801   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
9802       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
9803     return 0;
9804
9805   return 1;
9806 }
9807
9808 /* Takes parameters as for type_unification.  Returns 0 if the
9809    type deduction succeeds, 1 otherwise.  The parameter STRICT is a
9810    bitwise or of the following flags:
9811
9812      UNIFY_ALLOW_NONE:
9813        Require an exact match between PARM and ARG.
9814      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
9815        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
9816        conversion) than ARG.
9817      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
9818        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
9819      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
9820        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
9821        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
9822        ARG.
9823      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
9824        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
9825        case for more information. 
9826      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
9827        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
9828        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
9829        have const qualified pointers leading up to the inner type which
9830        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
9831        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
9832        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
9833      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
9834        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
9835        qualified at this point.
9836      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
9837        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
9838        qualified at this point.  */
9839
9840 static int
9841 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
9842 {
9843   int idx;
9844   tree targ;
9845   tree tparm;
9846   int strict_in = strict;
9847
9848   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
9849      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
9850      signedness is the only information lost, and I think that will be
9851      okay.  */
9852   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
9853     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
9854
9855   if (arg == error_mark_node)
9856     return 1;
9857   if (arg == unknown_type_node)
9858     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9859        template args from other function args.  */
9860     return 0;
9861
9862   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
9863      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
9864      template parameters.  We might need them if we're trying to
9865      figure out which of two things is more specialized.  */
9866   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
9867     return 0;
9868
9869   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
9870      cv-qualification mismatches.  */
9871   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9872       && TYPE_P (arg)
9873       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
9874          type, and the elements might be template type parms. We'll check
9875          when we recurse.  */
9876       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
9877       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
9878          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
9879          PARM `T' for example, when computing which of two templates
9880          is more specialized, for example.  */
9881       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
9882       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
9883     return 1;
9884
9885   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
9886       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
9887     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
9888   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
9889   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
9890   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9891   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
9892   
9893   switch (TREE_CODE (parm))
9894     {
9895     case TYPENAME_TYPE:
9896     case SCOPE_REF:
9897     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
9898       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
9899          argument values cannot be deduced for template parameters used
9900          within the nested-name-specifier.  */
9901       return 0;
9902
9903     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9904     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9905     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9906       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
9907
9908       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
9909           != template_decl_level (tparm))
9910         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
9911            to see if it matches ARG.  */
9912         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9913                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
9914       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
9915       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
9916       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
9917
9918       /* Check for mixed types and values.  */
9919       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9920            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
9921           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM 
9922               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
9923         return 1;
9924
9925       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9926         {
9927           /* ARG must be constructed from a template class or a template
9928              template parameter.  */
9929           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9930               && (TREE_CODE (arg) != RECORD_TYPE || !CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)))
9931             return 1;
9932
9933           {
9934             tree parmtmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (parm);
9935             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
9936             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
9937             tree argtmplvec
9938               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_TI_TEMPLATE (arg));
9939             int i;
9940
9941             /* The parameter and argument roles have to be switched here 
9942                in order to handle default arguments properly.  For example, 
9943                template<template <class> class TT> void f(TT<int>) 
9944                should be able to accept vector<int> which comes from 
9945                template <class T, class Allocator = allocator> 
9946                class vector.  */
9947
9948             if (coerce_template_parms (argtmplvec, parmvec, parmtmpl, 0, 1)
9949                 == error_mark_node)
9950               return 1;
9951           
9952             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.  
9953                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
9954                rather than the whole TREE_VEC since they can have
9955                different number of elements.  */
9956
9957             for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parmvec); ++i)
9958               {
9959                 if (unify (tparms, targs, 
9960                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i), 
9961                            TREE_VEC_ELT (argvec, i), 
9962                            UNIFY_ALLOW_NONE))
9963                   return 1;
9964               }
9965           }
9966           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
9967
9968           /* Fall through to deduce template name.  */
9969         }
9970
9971       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9972           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9973         {
9974           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
9975
9976           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
9977           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
9978             return 0;
9979           else if (targ)
9980             return 1;
9981         }
9982       else
9983         {
9984           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
9985              a match unless we are allowing additional qualification.
9986              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
9987              that binds `const int' to `T'.  */
9988           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL, 
9989                                          arg, parm))
9990             return 1;
9991
9992           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
9993              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
9994           arg = cp_build_qualified_type_real
9995             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
9996           if (arg == error_mark_node)
9997             return 1;
9998
9999           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10000           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
10001             return 0;
10002           else if (targ)
10003             return 1;
10004
10005           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
10006              that were talking about variable-sized arrays (like
10007              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
10008              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
10009              the bound of the array will not be computable in an
10010              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
10011              ISO C++, so we can do as we please here.  */
10012           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
10013             return 1;
10014         }
10015
10016       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10017       return 0;
10018
10019     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10020       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10021
10022       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm) 
10023           != template_decl_level (tparm))
10024         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10025            to see if it matches ARG.  */
10026         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10027                  && cp_tree_equal (parm, arg));
10028
10029       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
10030       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
10031
10032       if (targ)
10033         return !cp_tree_equal (targ, arg);
10034
10035       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
10036          with a non-type template-parameter, the non-type
10037          template-parameter is used in an expression in the function
10038          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
10039          deduced, the template-argument type shall match the type of the
10040          template-parameter exactly, except that a template-argument
10041          deduced from an array bound may be of any integral type. 
10042          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
10043       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
10044       if (!TREE_TYPE (arg))
10045         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
10046            It will later be processed in convert_template_argument.  */
10047         ;
10048       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
10049         /* OK */;
10050       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
10051                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
10052                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
10053         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
10054            template argument must exactly match the types of the
10055            corresponding parameter.  */
10056         arg = fold (build_nop (TREE_TYPE (parm), arg));
10057       else if (uses_template_parms (tparm))
10058         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
10059            later.  */
10060         return 0;
10061       else
10062         return 1;
10063
10064       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10065       return 0;
10066
10067     case PTRMEM_CST:
10068      {
10069         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
10070          another constant.  */
10071       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
10072         return 1;
10073
10074       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
10075          wrong, depending on the strict flags) to unify also
10076          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
10077          arg refer to the same variable, even if through different
10078          classes. For instance:
10079
10080          struct A { int x; };
10081          struct B : A { };
10082
10083          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
10084       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
10085                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
10086      }
10087
10088     case POINTER_TYPE:
10089       {
10090         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
10091           return 1;
10092         
10093         /* [temp.deduct.call]
10094
10095            A can be another pointer or pointer to member type that can
10096            be converted to the deduced A via a qualification
10097            conversion (_conv.qual_).
10098
10099            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
10100            This will allow for additional cv-qualification of the
10101            pointed-to types if appropriate.  */
10102         
10103         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
10104           /* The derived-to-base conversion only persists through one
10105              level of pointers.  */
10106           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
10107
10108         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), 
10109                       TREE_TYPE (arg), strict);
10110       }
10111
10112     case REFERENCE_TYPE:
10113       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
10114         return 1;
10115       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10116                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10117
10118     case ARRAY_TYPE:
10119       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
10120         return 1;
10121       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
10122           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
10123         return 1;
10124       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
10125         {
10126           tree parm_max;
10127           tree arg_max;
10128
10129           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
10130           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
10131
10132           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
10133              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
10134              not an integer constant.  */
10135           if (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR)
10136             {
10137               arg_max = fold_build2 (PLUS_EXPR, 
10138                                      integer_type_node,
10139                                      arg_max,
10140                                      TREE_OPERAND (parm_max, 1));
10141               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
10142             }
10143
10144           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
10145             return 1;
10146         }
10147       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10148                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10149
10150     case REAL_TYPE:
10151     case COMPLEX_TYPE:
10152     case VECTOR_TYPE:
10153     case INTEGER_TYPE:
10154     case BOOLEAN_TYPE:
10155     case ENUMERAL_TYPE:
10156     case VOID_TYPE:
10157       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10158         return 1;
10159       
10160       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
10161          function.  */
10162       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
10163         return 1;
10164
10165       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
10166          will invalidate it if necessary.  */
10167       return 0;
10168
10169       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
10170       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
10171     case INTEGER_CST:
10172       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
10173         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10174
10175       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
10176         return 1;
10177       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
10178
10179     case TREE_VEC:
10180       {
10181         int i;
10182         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
10183           return 1;
10184         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
10185           return 1;
10186         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
10187           if (unify (tparms, targs,
10188                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
10189                      UNIFY_ALLOW_NONE))
10190             return 1;
10191         return 0;
10192       }
10193
10194     case RECORD_TYPE:
10195     case UNION_TYPE:
10196       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10197         return 1;
10198   
10199       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
10200         {
10201           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10202             return 1;
10203
10204           return unify (tparms, targs, 
10205                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
10206                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
10207                         strict);
10208         }
10209
10210       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
10211         {
10212           tree t = NULL_TREE;
10213
10214           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
10215             {
10216               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
10217               t = try_class_unification (tparms, targs,
10218                                          parm, arg);
10219
10220               if (!t)
10221                 {
10222                   /* Fallback to the special case allowed in
10223                      [temp.deduct.call]:
10224                      
10225                        If P is a class, and P has the form
10226                        template-id, then A can be a derived class of
10227                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
10228                        a class of the form template-id, A can be a
10229                        pointer to a derived class pointed to by the
10230                        deduced A.  */
10231                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
10232
10233                   if (!t)
10234                     return 1;
10235                 }
10236             }
10237           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg) 
10238                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm) 
10239                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
10240             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
10241                Then, we should unify `int' and `U'.  */
10242             t = arg;
10243           else
10244             /* There's no chance of unification succeeding.  */
10245             return 1;
10246
10247           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10248                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
10249         }
10250       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
10251         return 1;
10252       return 0;
10253
10254     case METHOD_TYPE:
10255     case FUNCTION_TYPE:
10256       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10257         return 1;
10258
10259       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10260                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10261         return 1;
10262       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10263                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, 
10264                                     DEDUCE_EXACT, 0);
10265
10266     case OFFSET_TYPE:
10267       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
10268          deduces the type of the member as a function type. */
10269       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10270         {
10271           tree method_type;
10272           tree fntype;
10273           cp_cv_quals cv_quals;
10274
10275           /* Check top-level cv qualifiers */
10276           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
10277             return 1;
10278
10279           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10280                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10281             return 1;
10282
10283           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
10284           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
10285           fntype = 
10286             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
10287                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
10288
10289           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
10290              implicit object parameter and place them on the function
10291              type to be restored later. */
10292           cv_quals = 
10293             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
10294           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
10295           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
10296         }
10297
10298       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10299         return 1;
10300       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10301                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10302         return 1;
10303       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10304                     strict);
10305
10306     case CONST_DECL:
10307       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10308         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10309       if (arg != integral_constant_value (parm)) 
10310         return 1;
10311       return 0;
10312
10313     case FIELD_DECL:
10314     case TEMPLATE_DECL:
10315       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10316       return 1;
10317
10318     default:
10319       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10320       
10321       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10322          something like: 
10323            
10324            template <int I>
10325            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10326
10327          This is a "nondeduced context":
10328
10329            [deduct.type]
10330            
10331            The nondeduced contexts are:
10332
10333            --A type that is a template-id in which one or more of
10334              the template-arguments is an expression that references
10335              a template-parameter.  
10336
10337          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10338          actually infer any unifications.  */
10339
10340       if (!uses_template_parms (parm)
10341           && !template_args_equal (parm, arg))
10342         return 1;
10343       else
10344         return 0;
10345     }
10346 }
10347 \f
10348 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
10349    required.  */
10350
10351 static void
10352 mark_definable (tree decl)
10353 {
10354   tree clone;
10355   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
10356   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
10357     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
10358 }
10359
10360 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
10361    explicitly instantiated class.  */
10362
10363 void
10364 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
10365 {
10366   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
10367
10368   /* If this entity has already been written out, it's too late to
10369      make any modifications.  */
10370   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
10371     return;
10372
10373   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
10374     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
10375        set correctly by tsubst.  */
10376     TREE_PUBLIC (result) = 1;
10377
10378   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
10379   DECL_COMDAT (result) = 0;
10380
10381   if (extern_p)
10382     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
10383   else
10384     {
10385       mark_definable (result);
10386       /* Always make artificials weak.  */
10387       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
10388         comdat_linkage (result);
10389       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
10390          linkonce sections.  */
10391       else if (TREE_PUBLIC (result))
10392         maybe_make_one_only (result);
10393     }
10394   
10395   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
10396      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
10397      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
10398      emitted here.  In neither circumstance do we want
10399      import_export_decl to adjust the linkage.  */
10400   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1; 
10401 }
10402
10403 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
10404
10405    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
10406    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10407    0 if neither is more specialized.
10408
10409    LEN indicates the number of parameters we should consider
10410    (defaulted parameters should not be considered).
10411
10412    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
10413    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
10414    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
10415    the templates will be more specialized if all the *other*
10416    template's arguments deduce against its arguments and at least one
10417    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
10418    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
10419    The arguments used in deduction have reference and top level cv
10420    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
10421    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
10422    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
10423    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
10424    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
10425    we do *not* verify the deduced template argument values can be
10426    substituted into non-deduced contexts, nor do we have to verify
10427    that all template arguments have been deduced.  */
10428    
10429 int
10430 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
10431 {
10432   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
10433   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
10434   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
10435   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
10436   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
10437   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
10438   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
10439   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
10440   int better1 = 0;
10441   int better2 = 0;
10442
10443   /* If only one is a member function, they are unordered.  */
10444   if (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl1) != DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl2))
10445     return 0;
10446   
10447   /* Don't consider 'this' parameter.  */
10448   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
10449     args1 = TREE_CHAIN (args1);
10450   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
10451     args2 = TREE_CHAIN (args2);
10452
10453   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
10454   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
10455     return 0;
10456   
10457   /* Consider the return type for a conversion function */
10458   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
10459     {
10460       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
10461       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
10462       len++;
10463     }
10464   
10465   processing_template_decl++;
10466   
10467   while (len--)
10468     {
10469       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
10470       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
10471       int deduce1, deduce2;
10472       int quals1 = -1;
10473       int quals2 = -1;
10474
10475       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
10476         {
10477           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10478           quals1 = cp_type_quals (arg1);
10479         }
10480       
10481       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
10482         {
10483           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10484           quals2 = cp_type_quals (arg2);
10485         }
10486
10487       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
10488         {
10489           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
10490              array/function pointer decay to it.  This is not part of
10491              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
10492              for the function call itself, and with our earlier
10493              implementation of the underspecified partial ordering
10494              rules.  (nathan).  */
10495           if (quals1 >= 0)
10496             {
10497               switch (TREE_CODE (arg1))
10498                 {
10499                 case ARRAY_TYPE:
10500                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10501                   /* FALLTHROUGH. */
10502                 case FUNCTION_TYPE:
10503                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
10504                   break;
10505                   
10506                 default:
10507                   break;
10508                 }
10509             }
10510           else
10511             {
10512               switch (TREE_CODE (arg2))
10513                 {
10514                 case ARRAY_TYPE:
10515                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10516                   /* FALLTHROUGH. */
10517                 case FUNCTION_TYPE:
10518                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
10519                   break;
10520                   
10521                 default:
10522                   break;
10523                 }
10524             }
10525         }
10526       
10527       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
10528       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
10529       
10530       deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
10531       deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
10532
10533       if (!deduce1)
10534         better2 = -1;
10535       if (!deduce2)
10536         better1 = -1;
10537       if (better1 < 0 && better2 < 0)
10538         /* We've failed to deduce something in either direction.
10539            These must be unordered.  */
10540         break;
10541       
10542       if (deduce1 && deduce2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
10543         {
10544           /* Deduces in both directions, see if quals can
10545              disambiguate.  Pretend the worse one failed to deduce. */
10546           if ((quals1 & quals2) == quals2)
10547             deduce1 = 0;
10548           if ((quals1 & quals2) == quals1)
10549             deduce2 = 0;
10550         }
10551       if (deduce1 && !deduce2 && !better2)
10552         better2 = 1;
10553       if (deduce2 && !deduce1 && !better1)
10554         better1 = 1;
10555       
10556       args1 = TREE_CHAIN (args1);
10557       args2 = TREE_CHAIN (args2);
10558     }
10559
10560   processing_template_decl--;
10561
10562   return (better1 > 0) - (better2 > 0);
10563 }
10564
10565 /* Given two class template specialization list nodes PAT1 and PAT2, return:
10566
10567    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.class.order].
10568    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10569    0 if neither is more specialized.
10570
10571    FULL_ARGS is the full set of template arguments that triggers this
10572    partial ordering.  */
10573    
10574 int
10575 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2, tree full_args)
10576 {
10577   tree targs;
10578   int winner = 0;
10579
10580   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between 
10581      different class template specializations, we may encounter dependent
10582      types in the arguments, and we need our dependency check functions
10583      to behave correctly.  */
10584   ++processing_template_decl;
10585   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1), TREE_PURPOSE (pat1),
10586                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat2)));
10587   if (targs)
10588     --winner;
10589
10590   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2), TREE_PURPOSE (pat2),
10591                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat1)));
10592   if (targs)
10593     ++winner;
10594   --processing_template_decl;
10595
10596   return winner;
10597 }
10598
10599 /* Return the template arguments that will produce the function signature
10600    DECL from the function template FN, with the explicit template
10601    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
10602    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
10603    found.  */
10604    
10605 static tree
10606 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
10607 {
10608   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
10609   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
10610   tree decl_type;
10611   tree decl_arg_types;
10612
10613   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
10614      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
10615      FN.  */
10616   decl_type = TREE_TYPE (decl);
10617   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
10618     {
10619       tree tmpl;
10620       tree converted_args;
10621
10622       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10623         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10624       else
10625         /* We can get here for some invalid specializations.  */
10626         return NULL_TREE;
10627
10628       converted_args
10629         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
10630                                   explicit_args, NULL_TREE,
10631                                   tf_none, /*require_all_arguments=*/0));
10632       if (converted_args == error_mark_node)
10633         return NULL_TREE;
10634       
10635       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE); 
10636       if (decl_type == error_mark_node)
10637         return NULL_TREE;
10638     }
10639
10640   decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
10641   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
10642   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
10643     decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
10644
10645   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs, 
10646                            decl_arg_types,
10647                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
10648                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
10649                            DEDUCE_EXACT))
10650     return NULL_TREE;
10651
10652   return targs;
10653 }
10654
10655 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
10656    template specialization whose innermost template parameters are
10657    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
10658    ARGS.  
10659
10660    For example, suppose we have:
10661
10662      template <class T, class U> struct S {};
10663      template <class T> struct S<T*, int> {};
10664
10665    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
10666    {T}, the PARMS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
10667    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
10668    is bound to `double'.  */
10669
10670 static tree
10671 get_class_bindings (tree tparms, tree parms, tree args)
10672 {
10673   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
10674   tree vec = make_tree_vec (ntparms);
10675
10676   if (unify (tparms, vec, parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
10677              UNIFY_ALLOW_NONE))
10678     return NULL_TREE;
10679
10680   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
10681     if (! TREE_VEC_ELT (vec, i))
10682       return NULL_TREE;
10683
10684   if (verify_class_unification (vec, parms, args))
10685     return NULL_TREE;
10686
10687   return vec;
10688 }
10689
10690 /* In INSTANTIATIONS is a list of <INSTANTIATION, TEMPLATE> pairs.
10691    Pick the most specialized template, and return the corresponding
10692    instantiation, or if there is no corresponding instantiation, the
10693    template itself.  If there is no most specialized template,
10694    error_mark_node is returned.  If there are no templates at all,
10695    NULL_TREE is returned.  */
10696
10697 tree
10698 most_specialized_instantiation (tree instantiations)
10699 {
10700   tree fn, champ;
10701
10702   if (!instantiations)
10703     return NULL_TREE;
10704   
10705   ++processing_template_decl;
10706   
10707   champ = instantiations;
10708   for (fn = TREE_CHAIN (instantiations); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10709     {
10710       int fate = 0;
10711       
10712       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10713                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10714                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10715         fate--;
10716
10717       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10718                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10719                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10720         fate++;
10721       
10722       if (fate != 1)
10723         {
10724           if (!fate)
10725             /* Equally specialized, move to next function.  If there
10726                is no next function, nothing's most specialized.  */
10727             fn = TREE_CHAIN (fn);
10728           champ = fn;
10729         }
10730     }
10731   
10732   if (champ)
10733     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
10734        instantiation list.  */
10735     for (fn = instantiations; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
10736       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10737                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10738                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
10739           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10740                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10741                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10742         {
10743           champ = NULL_TREE;
10744           break;
10745         }
10746   
10747   processing_template_decl--;
10748   
10749   if (!champ)
10750     return error_mark_node;
10751
10752   return TREE_PURPOSE (champ) ? TREE_PURPOSE (champ) : TREE_VALUE (champ);
10753 }
10754
10755 /* Return the most specialized of the list of templates in FNS that can
10756    produce an instantiation matching DECL, given the explicit template
10757    arguments EXPLICIT_ARGS.  */
10758
10759 static tree
10760 most_specialized (tree fns, tree decl, tree explicit_args)
10761 {
10762   tree candidates = NULL_TREE;
10763   tree fn, args;
10764
10765   for (fn = fns; fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10766     {
10767       tree candidate = TREE_VALUE (fn);
10768
10769       args = get_bindings (candidate, decl, explicit_args, /*check_ret=*/true);
10770       if (args)
10771         candidates = tree_cons (NULL_TREE, candidate, candidates);
10772     }
10773
10774   return most_specialized_instantiation (candidates);
10775 }
10776
10777 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
10778    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
10779
10780    For example, given:
10781
10782      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
10783
10784    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
10785    the full template.  This function will not trace past partial
10786    specializations, however.  For example, given in addition:
10787
10788      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
10789
10790    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
10791    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
10792
10793 tree
10794 most_general_template (tree decl)
10795 {
10796   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
10797      an immediate specialization.  */
10798   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
10799     {
10800       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
10801         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10802
10803         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
10804            template friend.  */
10805         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
10806           return NULL_TREE;
10807       } else
10808         return NULL_TREE;
10809     }
10810
10811   /* Look for more and more general templates.  */
10812   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10813     {
10814       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
10815          (See cp-tree.h for details.)  */
10816       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
10817         break;
10818
10819       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
10820           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
10821         break;
10822
10823       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
10824       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
10825           && DECL_CONTEXT (decl)
10826           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
10827         break;
10828
10829       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10830     }
10831
10832   return decl;
10833 }
10834
10835 /* Return the most specialized of the class template specializations
10836    of TMPL which can produce an instantiation matching ARGS, or
10837    error_mark_node if the choice is ambiguous.  */
10838
10839 static tree
10840 most_specialized_class (tree tmpl, tree args)
10841 {
10842   tree list = NULL_TREE;
10843   tree t;
10844   tree champ;
10845   int fate;
10846
10847   tmpl = most_general_template (tmpl);
10848   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
10849     {
10850       tree spec_args 
10851         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args);
10852       if (spec_args)
10853         {
10854           list = tree_cons (TREE_PURPOSE (t), TREE_VALUE (t), list);
10855           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
10856         }
10857     }
10858
10859   if (! list)
10860     return NULL_TREE;
10861
10862   t = list;
10863   champ = t;
10864   t = TREE_CHAIN (t);
10865   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
10866     {
10867       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10868       if (fate == 1)
10869         ;
10870       else
10871         {
10872           if (fate == 0)
10873             {
10874               t = TREE_CHAIN (t);
10875               if (! t)
10876                 return error_mark_node;
10877             }
10878           champ = t;
10879         }
10880     }
10881
10882   for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
10883     {
10884       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10885       if (fate != 1)
10886         return error_mark_node;
10887     }
10888
10889   return champ;
10890 }
10891
10892 /* Explicitly instantiate DECL.  */
10893
10894 void
10895 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
10896 {
10897   tree result = NULL_TREE;
10898   int extern_p = 0;
10899
10900   if (!decl)
10901     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
10902        an appropriate message.  */
10903     return;
10904   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
10905     {
10906       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
10907       return;
10908     }
10909   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
10910     {
10911       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
10912          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
10913          the latter, the DECL we get back will be marked as a
10914          template instantiation, and the appropriate
10915          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
10916          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
10917          should handle VAR_DECLs as it currently handles
10918          FUNCTION_DECLs.  */
10919       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
10920       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
10921         {
10922           error ("no matching template for %qD found", decl);
10923           return;
10924         }
10925     }
10926   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
10927     {
10928       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
10929       return;
10930     }
10931   else
10932     result = decl;
10933
10934   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
10935      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
10936      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
10937      until we get here.  */
10938
10939   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
10940     {
10941       /* DR 259 [temp.spec].
10942
10943          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
10944          specialization shall not appear in a program unless the explicit
10945          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
10946
10947          For a given set of template parameters, if an explicit
10948          instantiation of a template appears after a declaration of an
10949          explicit specialization for that template, the explicit
10950          instantiation has no effect.  */
10951       return;
10952     }
10953   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
10954     {
10955       /* [temp.spec]
10956
10957          No program shall explicitly instantiate any template more
10958          than once.  
10959
10960          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
10961          the first instantiation was `extern' and the second is not,
10962          and EXTERN_P for the opposite case.  */
10963       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
10964         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
10965       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
10966          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
10967       if (extern_p)
10968         return;
10969     }
10970   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
10971     {
10972       error ("no matching template for %qD found", result);
10973       return;
10974     }
10975   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
10976     {
10977       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
10978       return;
10979     }
10980
10981   if (storage == NULL_TREE)
10982     ;
10983   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
10984     {
10985       if (pedantic && !in_system_header)
10986         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
10987                  "instantiations");
10988       extern_p = 1;
10989     }
10990   else
10991     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
10992
10993   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
10994   if (! extern_p)
10995     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1, /*undefined_ok=*/0);
10996 }
10997
10998 void
10999 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
11000 {
11001   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
11002   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
11003   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
11004   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
11005   if (! extern_p)
11006     {
11007       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
11008       rest_of_type_compilation (t, 1);
11009     }
11010 }     
11011
11012 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
11013    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
11014 static void
11015 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
11016 {
11017   tree storage = *(tree *) data;
11018
11019   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
11020       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
11021     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
11022 }
11023
11024 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
11025    (a member function or a static member variable) of an
11026    explicitly instantiated class template.  */
11027 static void
11028 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
11029 {
11030   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
11031   if (! extern_p)
11032     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1, /* undefined_ok=*/1);
11033 }
11034
11035 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
11036    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
11037    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
11038    since the standard is unclear (as detailed below).  */
11039  
11040 void
11041 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
11042 {
11043   int extern_p = 0;
11044   int nomem_p = 0;
11045   int static_p = 0;
11046   int previous_instantiation_extern_p = 0;
11047
11048   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
11049     t = TREE_TYPE (t);
11050
11051   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
11052     {
11053       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
11054       return;
11055     }
11056
11057   complete_type (t);
11058
11059   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
11060     {
11061       if (complain & tf_error)
11062         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
11063                t);
11064       return;
11065     }
11066
11067   if (storage != NULL_TREE)
11068     {
11069       if (pedantic && !in_system_header)
11070         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations", 
11071                 storage);
11072
11073       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
11074         nomem_p = 1;
11075       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11076         extern_p = 1;
11077       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
11078         static_p = 1;
11079       else
11080         {
11081           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
11082                  storage);
11083           extern_p = 0;
11084         }
11085     }
11086
11087   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
11088     {
11089       /* DR 259 [temp.spec].
11090
11091          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11092          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11093          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11094
11095          For a given set of template parameters, if an explicit
11096          instantiation of a template appears after a declaration of an
11097          explicit specialization for that template, the explicit
11098          instantiation has no effect.  */
11099       return;
11100     }
11101   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
11102     {
11103       /* [temp.spec]
11104
11105          No program shall explicitly instantiate any template more
11106          than once.  
11107
11108          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
11109          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
11110          These cases are OK.  */
11111       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
11112
11113       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
11114           && (complain & tf_error))
11115         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
11116       
11117       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
11118       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
11119         return;
11120     }
11121
11122   mark_class_instantiated (t, extern_p);
11123
11124   if (nomem_p)
11125     return;
11126
11127   {
11128     tree tmp;
11129
11130     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
11131        declarations, and not the definitions, of members are
11132        instantiated, we have here:
11133
11134          [temp.explicit]
11135
11136          The explicit instantiation of a class template specialization
11137          implies the instantiation of all of its members not
11138          previously explicitly specialized in the translation unit
11139          containing the explicit instantiation.  
11140
11141        Of course, we can't instantiate member template classes, since
11142        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
11143        is unclear on whether the instantiation of the members are
11144        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
11145        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
11146
11147     if (! static_p)
11148       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11149         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
11150             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11151           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11152
11153     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11154       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11155         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11156
11157     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11158       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11159                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11160   }
11161 }
11162
11163 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11164    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11165    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11166    should occur for DECL, not the most general template.
11167
11168    One reason for doing this is a scenario like this:
11169
11170      template <class T>
11171      void f(const T&, int i);
11172
11173      void g() { f(3, 7); }
11174
11175      template <class T>
11176      void f(const T& t, const int i) { }
11177
11178    Note that when the template is first instantiated, with
11179    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11180    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11181    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11182
11183 static void
11184 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11185 {
11186   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11187      template.  */
11188   tree args;
11189   tree code_pattern;
11190
11191   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11192   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11193
11194   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11195      correctly.  */
11196   push_access_scope (decl);
11197
11198   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11199     {
11200       tree decl_parm;
11201       tree pattern_parm;
11202       tree specs;
11203       int args_depth;
11204       int parms_depth;
11205       
11206       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11207       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)); 
11208       if (args_depth > parms_depth)
11209         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11210
11211       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11212                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11213       if (specs)
11214         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11215                                                     specs);
11216
11217       /* Merge parameter declarations.  */
11218       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl, 
11219                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11220       pattern_parm 
11221         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11222                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11223       while (decl_parm)
11224         {
11225           tree parm_type;
11226           tree attributes;
11227
11228           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11229             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11230           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11231                               NULL_TREE);
11232           parm_type = type_decays_to (parm_type);
11233           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11234             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11235           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
11236           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
11237             {
11238               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
11239               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
11240             }
11241           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11242           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11243         }
11244
11245       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11246       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11247           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11248         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11249       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11250         DECL_INLINE (decl) = 1;
11251     }
11252   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11253     {
11254       if (!DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)
11255           && DECL_INITIAL (code_pattern))
11256         DECL_INITIAL (decl) = 
11257           tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args, 
11258                        tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11259     }
11260   else
11261     gcc_unreachable ();
11262
11263   pop_access_scope (decl);
11264 }
11265
11266 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11267    substituted to get DECL.  */
11268
11269 tree
11270 template_for_substitution (tree decl)
11271 {
11272   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11273
11274   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11275      for the instantiation.  This is not always the most general
11276      template.  Consider, for example:
11277
11278         template <class T>
11279         struct S { template <class U> void f();
11280                    template <> void f<int>(); };
11281
11282      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
11283      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
11284   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
11285             more general template.  */
11286          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11287            /* We must also deal with friend templates.  Given:
11288
11289                 template <class T> struct S { 
11290                   template <class U> friend void f() {};
11291                 };
11292
11293               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
11294               so far as the language is concerned, but that's still
11295               where we get the pattern for the instantiation from.  On
11296               other hand, if the definition comes outside the class, say:
11297
11298                 template <class T> struct S { 
11299                   template <class U> friend void f();
11300                 };
11301                 template <class U> friend void f() {}
11302
11303               we don't need to look any further.  That's what the check for
11304               DECL_INITIAL is for.  */
11305           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
11306               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11307               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
11308     {
11309       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
11310          were a definition, we should be using it!  Note that we
11311          cannot restructure the loop to just keep going until we find
11312          a template with a definition, since that might go too far if
11313          a specialization was declared, but not defined.  */
11314       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
11315                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
11316       
11317       /* Fetch the more general template.  */
11318       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
11319     }
11320
11321   return tmpl;
11322 }
11323
11324 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
11325    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
11326    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
11327    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
11328    If UNDEFINED_OK is nonzero, then instead we treat it as an implicit
11329    instantiation.  UNDEFINED_OK is nonzero only if we are being used
11330    to instantiate the members of an explicitly instantiated class
11331    template.  */
11332
11333
11334 tree
11335 instantiate_decl (tree d, int defer_ok, int undefined_ok)
11336 {
11337   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
11338   tree gen_args;
11339   tree args;
11340   tree td;
11341   tree code_pattern;
11342   tree spec;
11343   tree gen_tmpl;
11344   int pattern_defined;
11345   int need_push;
11346   location_t saved_loc = input_location;
11347   
11348   /* This function should only be used to instantiate templates for
11349      functions and static member variables.  */
11350   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11351               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
11352
11353   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
11354      are instantiated right away.  That allows for better code in the
11355      case that an expression refers to the value of the variable --
11356      if the variable has a constant value the referring expression can
11357      take advantage of that fact.  */
11358   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11359     defer_ok = 0;
11360
11361   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
11362      functions they cloned.  */
11363   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
11364     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
11365
11366   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
11367     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
11368        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
11369        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
11370        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
11371        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
11372     return d;
11373
11374   /* If we already have a specialization of this declaration, then
11375      there's no reason to instantiate it.  Note that
11376      retrieve_specialization gives us both instantiations and
11377      specializations, so we must explicitly check
11378      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
11379   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
11380   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
11381   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
11382                                   /*class_specializations_p=*/false);
11383   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
11384     return spec;
11385
11386   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
11387   if (! push_tinst_level (d))
11388     return d;
11389
11390   timevar_push (TV_PARSE);
11391
11392   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
11393   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
11394
11395   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11396      for the instantiation.  */
11397   td = template_for_substitution (d);
11398   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
11399
11400   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
11401       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
11402     /* In the case of a friend template whose definition is provided
11403        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
11404        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
11405     args = get_innermost_template_args
11406       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
11407   else
11408     args = gen_args;
11409
11410   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11411     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
11412   else
11413     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
11414   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
11415      the linkage of D, remember that a definition is available for
11416      this entity.  */
11417   if (pattern_defined 
11418       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11419       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
11420     mark_definable (d);
11421
11422   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11423
11424   if (! pattern_defined && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d) && undefined_ok)
11425     {
11426       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
11427       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
11428     }
11429
11430   if (!defer_ok)
11431     {
11432       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
11433          about ignoring cv qualifiers.  */
11434       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
11435       tree type = TREE_TYPE (gen);
11436
11437       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11438          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
11439          right context.  */
11440       push_access_scope (d);
11441
11442       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
11443         {
11444           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11445           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
11446                   tf_error | tf_warning, d);
11447           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
11448              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
11449              The function arguments are the same as the decl_arguments
11450              without the top level cv qualifiers.  */
11451           type = TREE_TYPE (type);
11452         }
11453       tsubst (type, gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11454
11455       pop_access_scope (d);
11456     }
11457   
11458   /* We should have set up DECL_INITIAL in instantiate_class_template
11459      for in-class definitions of static data members.  */
11460   gcc_assert (!(TREE_CODE (d) == VAR_DECL 
11461                 && DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d)
11462                 && DECL_INITIAL (d) == NULL_TREE));
11463
11464   /* Do not instantiate templates that we know will be defined
11465      elsewhere.  */
11466   if (DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11467       && DECL_REALLY_EXTERN (d)
11468       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL 
11469             && DECL_INLINE (d)))
11470     goto out;
11471   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
11472      forbidden from doing so.  We restore the source position here
11473      because it's used by add_pending_template.  */
11474   else if (! pattern_defined || defer_ok)
11475     {
11476       input_location = saved_loc;
11477
11478       if (at_eof && !pattern_defined 
11479           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
11480         /* [temp.explicit]
11481
11482            The definition of a non-exported function template, a
11483            non-exported member function template, or a non-exported
11484            member function or static data member of a class template
11485            shall be present in every translation unit in which it is
11486            explicitly instantiated.  */
11487         pedwarn
11488           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
11489
11490       add_pending_template (d);
11491       goto out;
11492     }
11493   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
11494      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
11495   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
11496     {
11497       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
11498          requested instantiation in the PCH it is still possible that
11499          an instantiation will be required in a file that includes the
11500          PCH.  */
11501       if (pch_file)
11502         add_pending_template (d);
11503       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
11504          job, even though we'll not be emitting a copy of this
11505          function.  */
11506       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11507             && flag_inline_trees 
11508             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
11509         goto out;
11510     }
11511
11512   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
11513   if (need_push)
11514     push_to_top_level ();
11515
11516   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
11517      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
11518   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
11519
11520   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
11521      by a subsequent redeclaration.  */
11522   regenerate_decl_from_template (d, td);
11523
11524   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
11525      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
11526   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11527
11528   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11529     {
11530       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
11531          since we've reset the type of the declaration.  */
11532       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
11533       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
11534
11535       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
11536          initializer.  That function will defer actual emission until
11537          we have a chance to determine linkage.  */
11538       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
11539
11540       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
11541       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11542       cp_finish_decl (d, 
11543                       (!DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d) 
11544                        ? DECL_INITIAL (d) : NULL_TREE),
11545                       NULL_TREE, 0);
11546       pop_nested_class ();
11547     }
11548   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11549     {
11550       htab_t saved_local_specializations;
11551       tree subst_decl;
11552       tree tmpl_parm;
11553       tree spec_parm;
11554
11555       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
11556          template from within the body of another.  */
11557       saved_local_specializations = local_specializations;
11558
11559       /* Set up the list of local specializations.  */
11560       local_specializations = htab_create (37, 
11561                                            hash_local_specialization,
11562                                            eq_local_specializations,
11563                                            NULL);
11564
11565       /* Set up context.  */
11566       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
11567
11568       /* Create substitution entries for the parameters.  */
11569       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
11570       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
11571       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
11572       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
11573         {
11574           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11575           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
11576           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
11577         }
11578       while (tmpl_parm)
11579         {
11580           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11581           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
11582           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
11583         }
11584       gcc_assert (!spec_parm);
11585
11586       /* Substitute into the body of the function.  */
11587       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
11588                    tf_error | tf_warning, tmpl);
11589
11590       /* We don't need the local specializations any more.  */
11591       htab_delete (local_specializations);
11592       local_specializations = saved_local_specializations;
11593
11594       /* Finish the function.  */
11595       d = finish_function (0);
11596       expand_or_defer_fn (d);
11597     }
11598
11599   /* We're not deferring instantiation any more.  */
11600   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
11601
11602   if (need_push)
11603     pop_from_top_level ();
11604
11605 out:
11606   input_location = saved_loc;
11607   pop_deferring_access_checks ();
11608   pop_tinst_level ();
11609
11610   timevar_pop (TV_PARSE);
11611
11612   return d;
11613 }
11614
11615 /* Run through the list of templates that we wish we could
11616    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
11617    number of times we retry pending template instantiation.  */
11618
11619 void
11620 instantiate_pending_templates (int retries)
11621 {
11622   tree *t;
11623   tree last = NULL_TREE;
11624   int reconsider;
11625   location_t saved_loc = input_location;
11626   int saved_in_system_header = in_system_header;
11627
11628   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
11629      may require further template instantiations.  We place a limit here
11630      to avoid infinite loop.  */
11631   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
11632     {
11633       cp_error_at ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
11634                    " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)"
11635                    " instantiating %q+D, possibly from virtual table"
11636                    " generation",
11637                    max_tinst_depth, TREE_VALUE (pending_templates));
11638       return;
11639     }
11640
11641   do 
11642     {
11643       reconsider = 0;
11644
11645       t = &pending_templates;
11646       while (*t)
11647         {
11648           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
11649
11650           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
11651
11652           if (TYPE_P (instantiation))
11653             {
11654               tree fn;
11655
11656               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11657                 {
11658                   instantiate_class_template (instantiation);
11659                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
11660                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation); 
11661                          fn;
11662                          fn = TREE_CHAIN (fn))
11663                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
11664                         instantiate_decl (fn, /*defer_ok=*/0,
11665                                           /*undefined_ok=*/0);
11666                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11667                     reconsider = 1;
11668                 }
11669
11670               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11671                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11672                    need to consider it again in the future.  */
11673                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11674               else
11675                 {
11676                   last = *t;
11677                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11678                 }
11679             }
11680           else
11681             {
11682               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11683                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11684                 {
11685                   instantiation = instantiate_decl (instantiation,
11686                                                     /*defer_ok=*/0,
11687                                                     /*undefined_ok=*/0);
11688                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11689                     reconsider = 1;
11690                 }
11691
11692               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11693                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11694                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11695                    need to consider it again in the future.  */
11696                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11697               else
11698                 {
11699                   last = *t;
11700                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11701                 }
11702             }
11703           tinst_depth = 0;
11704           current_tinst_level = NULL_TREE;
11705         }
11706       last_pending_template = last;
11707     } 
11708   while (reconsider);
11709
11710   input_location = saved_loc;
11711   in_system_header = saved_in_system_header;
11712 }
11713
11714 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
11715    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
11716    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
11717    instantiate_decl.  */
11718
11719 static tree
11720 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
11721 {
11722   tree inits = NULL_TREE;
11723
11724   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11725     {
11726       tree decl;
11727       tree init;
11728
11729       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11730                           NULL_TREE);
11731       decl = expand_member_init (decl);
11732       if (decl && !DECL_P (decl))
11733         in_base_initializer = 1;
11734       
11735       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11736                           NULL_TREE);
11737       in_base_initializer = 0;
11738
11739       if (decl)
11740         {
11741           init = build_tree_list (decl, init);
11742           TREE_CHAIN (init) = inits;
11743           inits = init;
11744         }
11745     }
11746   return inits;
11747 }
11748
11749 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
11750
11751 static void
11752 set_current_access_from_decl (tree decl)
11753 {
11754   if (TREE_PRIVATE (decl))
11755     current_access_specifier = access_private_node;
11756   else if (TREE_PROTECTED (decl))
11757     current_access_specifier = access_protected_node;
11758   else
11759     current_access_specifier = access_public_node;
11760 }
11761
11762 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
11763    is the instantiation (which should have been created with
11764    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
11765
11766 static void
11767 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
11768 {
11769   tree e;
11770
11771   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
11772     {
11773       tree value;
11774       tree decl;
11775
11776       decl = TREE_VALUE (e);
11777       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
11778          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
11779       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl), 
11780                            args, tf_error | tf_warning,
11781                            NULL_TREE);
11782
11783       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
11784       set_current_access_from_decl (decl);
11785
11786       /* Actually build the enumerator itself.  */
11787       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag); 
11788     }
11789
11790   finish_enum (newtag);
11791   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
11792     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
11793 }
11794
11795 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
11796    its type -- but without substituting the innermost set of template
11797    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
11798    the type.  */
11799
11800 tree 
11801 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
11802 {
11803   tree fn_type;
11804   tree tmpl;
11805   tree targs;
11806   tree tparms;
11807   int parm_depth;
11808
11809   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11810   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
11811   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
11812   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
11813
11814   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
11815      of parameters.  */
11816   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
11817
11818   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
11819
11820   if (parm_depth == 1)
11821     /* No substitution is necessary.  */
11822     ;
11823   else
11824     {
11825       int i, save_access_control;
11826       tree partial_args;
11827
11828       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
11829          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
11830       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
11831       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
11832         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
11833                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
11834       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
11835                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
11836                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
11837
11838       /* Disable access control as this function is used only during
11839          name-mangling.  */
11840       save_access_control = flag_access_control;
11841       flag_access_control = 0;
11842
11843       ++processing_template_decl;
11844       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
11845          appropriate function type.  */
11846       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
11847       --processing_template_decl;
11848
11849       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
11850          innermost set of parameters.  This step is important if the
11851          innermost set of template parameters contains value
11852          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
11853       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
11854       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
11855
11856       flag_access_control = save_access_control;
11857     }
11858
11859   return fn_type;
11860 }
11861
11862 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
11863    the last one involved in diagnostics.  */
11864 int
11865 problematic_instantiation_changed (void)
11866 {
11867   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
11868 }
11869
11870 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
11871 void
11872 record_last_problematic_instantiation (void)
11873 {
11874   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
11875 }
11876
11877 tree
11878 current_instantiation (void)
11879 {
11880   return current_tinst_level;
11881 }
11882
11883 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
11884    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
11885    warning messages under control of COMPLAIN.  */
11886
11887 static int
11888 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
11889 {
11890   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
11891     return 0;
11892   else if (POINTER_TYPE_P (type))
11893     return 0;
11894   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11895     return 0;
11896   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11897     return 0;
11898   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11899     return 0;
11900            
11901   if (complain & tf_error)
11902     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
11903   return 1;
11904 }
11905
11906 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
11907    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
11908
11909 static bool
11910 dependent_type_p_r (tree type)
11911 {
11912   tree scope;
11913
11914   /* [temp.dep.type]
11915
11916      A type is dependent if it is:
11917
11918      -- a template parameter. Template template parameters are types
11919         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
11920         them here.  */
11921   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM 
11922       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11923     return true;
11924   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
11925         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
11926         names a dependent type.  */
11927   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11928     return true;
11929   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
11930         dependent.  */
11931   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
11932   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
11933   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11934     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
11935             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE 
11936                                            (type)));
11937   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
11938            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11939     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
11940   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
11941            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
11942     {
11943       tree arg_type;
11944
11945       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
11946         return true;
11947       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type); 
11948            arg_type; 
11949            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
11950         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
11951           return true;
11952       return false;
11953     }
11954   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
11955         size is specified by a constant expression that is
11956         value-dependent.  */
11957   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
11958     {
11959       if (TYPE_DOMAIN (type)
11960           && ((value_dependent_expression_p 
11961                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
11962               || (type_dependent_expression_p
11963                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
11964         return true;
11965       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
11966     }
11967   
11968   /* -- a template-id in which either the template name is a template
11969      parameter ...  */
11970   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11971     return true;
11972   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
11973         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
11974   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
11975            && (any_dependent_template_arguments_p 
11976                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
11977     return true;
11978   
11979   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
11980      expression is not type-dependent, then it should already been
11981      have resolved.  */
11982   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
11983     return true;
11984   
11985   /* The standard does not specifically mention types that are local
11986      to template functions or local classes, but they should be
11987      considered dependent too.  For example:
11988
11989        template <int I> void f() { 
11990          enum E { a = I }; 
11991          S<sizeof (E)> s;
11992        }
11993
11994      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
11995      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
11996   scope = TYPE_CONTEXT (type);
11997   if (scope && TYPE_P (scope))
11998     return dependent_type_p (scope);
11999   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
12000     return type_dependent_expression_p (scope);
12001
12002   /* Other types are non-dependent.  */
12003   return false;
12004 }
12005
12006 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
12007    [temp.dep.type].  */
12008
12009 bool
12010 dependent_type_p (tree type)
12011 {
12012   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
12013      any dependent types.  */
12014   if (!processing_template_decl)
12015     return false;
12016
12017   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
12018      in question; in that case, the type is dependent.  */
12019   if (!type)
12020     return true;
12021
12022   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
12023   if (type == error_mark_node)
12024     return false;
12025
12026   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
12027      do so now.  */
12028   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
12029     {
12030       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
12031       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
12032     }
12033
12034   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
12035 }
12036
12037 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
12038
12039 static bool
12040 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
12041 {
12042   tree scope;
12043   tree name;
12044
12045   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
12046
12047   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12048     return true;
12049
12050   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
12051   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
12052
12053   /* [temp.dep.expr]
12054
12055      An id-expression is type-dependent if it contains a
12056      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
12057      dependent type.  */
12058   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
12059      qualifying type is the current class, then we must peek
12060      inside it.  */
12061   if (DECL_P (name) 
12062       && currently_open_class (scope)
12063       && !criterion (name))
12064     return false;
12065   if (dependent_type_p (scope))
12066     return true;
12067
12068   return false;
12069 }
12070
12071 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
12072    [temp.dep.constexpr] */
12073
12074 bool
12075 value_dependent_expression_p (tree expression)
12076 {
12077   if (!processing_template_decl)
12078     return false;
12079
12080   /* A name declared with a dependent type.  */
12081   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
12082     return true;
12083   
12084   switch (TREE_CODE (expression))
12085     {
12086     case IDENTIFIER_NODE:
12087       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
12088       return true;
12089
12090     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12091       /* A non-type template parm.  */
12092       return true;
12093
12094     case CONST_DECL:
12095       /* A non-type template parm.  */
12096       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12097         return true;
12098       return false;
12099
12100     case VAR_DECL:
12101        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized 
12102           with an expression that is value-dependent.  */
12103       if (DECL_INITIAL (expression)
12104           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
12105           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
12106         return true;
12107       return false;
12108
12109     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12110     case STATIC_CAST_EXPR:
12111     case CONST_CAST_EXPR:
12112     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12113     case CAST_EXPR:
12114       /* These expressions are value-dependent if the type to which
12115          the cast occurs is dependent or the expression being casted
12116          is value-dependent.  */
12117       {
12118         tree type = TREE_TYPE (expression);
12119         
12120         if (dependent_type_p (type))
12121           return true;
12122         
12123         /* A functional cast has a list of operands.  */
12124         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12125         if (!expression)
12126           {
12127             /* If there are no operands, it must be an expression such
12128                as "int()". This should not happen for aggregate types
12129                because it would form non-constant expressions.  */
12130             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
12131             
12132             return false;
12133           }
12134         
12135         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
12136           {
12137             for (; expression; expression = TREE_CHAIN (expression))
12138               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (expression)))
12139                 return true;
12140             return false;
12141           }
12142         
12143         return value_dependent_expression_p (expression);
12144       }
12145       
12146     case SIZEOF_EXPR:
12147     case ALIGNOF_EXPR:
12148       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
12149          type-dependent.  */
12150       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12151       if (TYPE_P (expression))
12152         return dependent_type_p (expression);
12153       return type_dependent_expression_p (expression);
12154
12155     case SCOPE_REF:
12156       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
12157
12158     case COMPONENT_REF:
12159       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
12160               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
12161
12162     case CALL_EXPR:
12163       /* A CALL_EXPR is value-dependent if any argument is
12164          value-dependent.  Why do we have to handle CALL_EXPRs in this
12165          function at all?  First, some function calls, those for which
12166          value_dependent_expression_p is true, man appear in constant
12167          expressions.  Second, there appear to be bugs which result in
12168          other CALL_EXPRs reaching this point. */
12169       {
12170         tree function = TREE_OPERAND (expression, 0);
12171         tree args = TREE_OPERAND (expression, 1);
12172         
12173         if (value_dependent_expression_p (function))
12174           return true;
12175         
12176         if (! args)
12177           return false;
12178         
12179         if (TREE_CODE (args) == TREE_LIST)
12180           {
12181             for (; args; args = TREE_CHAIN (args))
12182               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (args)))
12183                 return true;
12184             return false;
12185           }
12186         
12187         return value_dependent_expression_p (args);
12188       }
12189
12190     default:
12191       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
12192          value-dependent.  */
12193       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12194         {
12195         case tcc_reference:
12196         case tcc_unary:
12197           return (value_dependent_expression_p 
12198                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12199           
12200         case tcc_comparison:
12201         case tcc_binary:
12202           return ((value_dependent_expression_p 
12203                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12204                   || (value_dependent_expression_p 
12205                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12206           
12207         case tcc_expression:
12208           {
12209             int i;
12210             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12211               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12212                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12213                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12214                  make the expression dependent.  */
12215               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12216                   && (value_dependent_expression_p
12217                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12218                 return true;
12219             return false;
12220           }
12221               
12222         default:
12223           break;
12224         }
12225     }
12226   
12227   /* The expression is not value-dependent.  */
12228   return false;
12229 }
12230
12231 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
12232    [temp.dep.expr].  */
12233
12234 bool
12235 type_dependent_expression_p (tree expression)
12236 {
12237   if (!processing_template_decl)
12238     return false;
12239
12240   if (expression == error_mark_node)
12241     return false;
12242
12243   /* An unresolved name is always dependent.  */
12244   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12245     return true;
12246   
12247   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
12248   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
12249       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
12250       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
12251       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
12252       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
12253       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
12254       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
12255     return false;
12256
12257   /* The types of these expressions depends only on the type to which
12258      the cast occurs.  */
12259   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
12260       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
12261       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
12262       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
12263       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
12264     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
12265
12266   /* The types of these expressions depends only on the type created
12267      by the expression.  */
12268   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
12269       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
12270     {
12271       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
12272          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
12273          operand 1.  */
12274       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
12275       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
12276         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
12277            as well.  */
12278         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
12279                || value_dependent_expression_p
12280                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
12281       else
12282         return dependent_type_p (type);
12283     }
12284
12285   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
12286       && dependent_scope_ref_p (expression,
12287                                 type_dependent_expression_p))
12288     return true;
12289
12290   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
12291       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
12292       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
12293       && (any_dependent_template_arguments_p
12294           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
12295     return true;
12296
12297   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
12298       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12299     return false;
12300
12301   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
12302     {
12303       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
12304         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
12305       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
12306           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
12307         {
12308           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12309             return true;
12310           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
12311           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12312             return false;
12313         }
12314       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
12315       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
12316         return false;
12317       
12318       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
12319         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
12320       
12321       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12322         {
12323           if (any_dependent_template_arguments_p
12324               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
12325             return true;
12326           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12327         }
12328       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD);
12329       
12330       while (expression)
12331         {
12332           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
12333             return true;
12334           expression = OVL_NEXT (expression);
12335         }
12336       return false;
12337     }
12338   
12339   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
12340 }
12341
12342 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
12343    contains a type-dependent expression.  */
12344
12345 bool
12346 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
12347 {
12348   while (args)
12349     {
12350       tree arg = TREE_VALUE (args);
12351
12352       if (type_dependent_expression_p (arg))
12353         return true;
12354       args = TREE_CHAIN (args);
12355     }
12356   return false;
12357 }
12358
12359 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
12360
12361 static bool
12362 dependent_template_arg_p (tree arg)
12363 {
12364   if (!processing_template_decl)
12365     return false;
12366
12367   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
12368       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12369     return dependent_template_p (arg);
12370   else if (TYPE_P (arg))
12371     return dependent_type_p (arg);
12372   else
12373     return (type_dependent_expression_p (arg)
12374             || value_dependent_expression_p (arg));
12375 }
12376
12377 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
12378    any dependent arguments.  */
12379
12380 bool
12381 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
12382 {
12383   int i;
12384   int j;
12385
12386   if (!args)
12387     return false;
12388
12389   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
12390     {
12391       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
12392       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
12393         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
12394           return true;
12395     }
12396
12397   return false;
12398 }
12399
12400 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
12401
12402 bool
12403 dependent_template_p (tree tmpl)
12404 {
12405   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
12406     {
12407       while (tmpl)
12408         {
12409           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
12410             return true;
12411           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
12412         }
12413       return false;
12414     }
12415
12416   /* Template template parameters are dependent.  */
12417   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
12418       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12419     return true;
12420   /* So are names that have not been looked up.  */
12421   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
12422       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
12423     return true;
12424   /* So are member templates of dependent classes.  */
12425   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
12426     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
12427   return false;
12428 }
12429
12430 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
12431
12432 bool
12433 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
12434 {
12435   return (dependent_template_p (tmpl)
12436           || any_dependent_template_arguments_p (args));
12437 }
12438
12439 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
12440    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
12441    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
12442    templates and therefore should be used only in extremely limited
12443    situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this peering to the currently
12444    open classes hierarchy (which is required when comparing types).  */
12445
12446 tree
12447 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
12448 {
12449   tree scope;
12450   tree name;
12451   tree decl;
12452   int quals;
12453   tree pushed_scope;
12454
12455   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
12456
12457   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12458   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
12459
12460   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
12461      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
12462   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12463     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
12464   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
12465      TYPENAME_TYPE.  */
12466   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12467     return error_mark_node;
12468   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
12469      resolving the name.  */
12470   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12471     return type;
12472   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
12473      to look inside it.  */
12474   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
12475     return error_mark_node;
12476   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
12477      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
12478   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
12479   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
12480      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
12481      longer be considered a dependent type.  */
12482   pushed_scope = push_scope (scope);
12483   /* Look up the declaration.  */
12484   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
12485   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
12486   quals = cp_type_quals (type);
12487   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
12488      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
12489   if (!decl)
12490     type = error_mark_node;
12491   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
12492            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
12493     type = TREE_TYPE (decl);
12494   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
12495            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
12496     {
12497       tree tmpl;
12498       tree args;
12499       /* Obtain the template and the arguments.  */
12500       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
12501       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
12502       /* Instantiate the template.  */
12503       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
12504                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
12505     }
12506   else
12507     type = error_mark_node;
12508   /* Qualify the resulting type.  */
12509   if (type != error_mark_node && quals)
12510     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
12511   /* Leave the SCOPE.  */
12512   if (pushed_scope)
12513     pop_scope (pushed_scope);
12514
12515   return type;
12516 }
12517
12518 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
12519    for EXPR that can be used to compute the types of larger
12520    expressions containing EXPR.  */
12521
12522 tree
12523 build_non_dependent_expr (tree expr)
12524 {
12525   tree inner_expr;
12526
12527   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like 
12528      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
12529   if (null_ptr_cst_p (expr))
12530     return expr;
12531   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
12532      types.  */
12533   inner_expr = (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR ? 
12534                 TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
12535   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
12536       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
12537     return expr;
12538   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
12539   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
12540     return expr;
12541   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
12542      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
12543      cannot be used to initialize a "char *".  */
12544   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
12545     return expr;
12546   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
12547      reason to create a new node.  */
12548   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
12549     return expr;
12550   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
12551      There is at least one place where we want to know that a
12552      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
12553      expression, there are special rules if the second or third
12554      argument is a throw-expression.  */
12555   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
12556     return expr;
12557
12558   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
12559     return build3 (COND_EXPR,
12560                    TREE_TYPE (expr),
12561                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12562                    (TREE_OPERAND (expr, 1) 
12563                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
12564                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
12565                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
12566   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
12567       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
12568     return build2 (COMPOUND_EXPR,
12569                    TREE_TYPE (expr),
12570                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12571                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
12572       
12573   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.  
12574
12575      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
12576      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
12577      example:
12578
12579        template <typename T> void f<T& g>() { g(); } 
12580
12581      In the body of "f", the expression for "g" will have
12582      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
12583      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
12584      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
12585      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
12586      stripped here.  */
12587   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
12588 }
12589
12590 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
12591    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
12592    equivalent non-dependent expressions.  */
12593
12594 tree
12595 build_non_dependent_args (tree args)
12596 {
12597   tree a;
12598   tree new_args;
12599
12600   new_args = NULL_TREE;
12601   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
12602     new_args = tree_cons (NULL_TREE, 
12603                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
12604                           new_args);
12605   return nreverse (new_args);
12606 }
12607
12608 #include "gt-cp-pt.h"