OSDN Git Service

cp:
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / cp / pt.c
1 /* Handle parameterized types (templates) for GNU C++.
2    Copyright (C) 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999, 2000,
3    2001, 2002, 2003, 2004, 2005  Free Software Foundation, Inc.
4    Written by Ken Raeburn (raeburn@cygnus.com) while at Watchmaker Computing.
5    Rewritten by Jason Merrill (jason@cygnus.com).
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
10 it under the terms of the GNU General Public License as published by
11 the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
12 any later version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful,
15 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17 GNU General Public License for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to
21 the Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor,
22 Boston, MA 02110-1301, USA.  */
23
24 /* Known bugs or deficiencies include:
25
26      all methods must be provided in header files; can't use a source
27      file that contains only the method templates and "just win".  */
28
29 #include "config.h"
30 #include "system.h"
31 #include "coretypes.h"
32 #include "tm.h"
33 #include "obstack.h"
34 #include "tree.h"
35 #include "pointer-set.h"
36 #include "flags.h"
37 #include "c-common.h"
38 #include "cp-tree.h"
39 #include "cp-objcp-common.h"
40 #include "tree-inline.h"
41 #include "decl.h"
42 #include "output.h"
43 #include "except.h"
44 #include "toplev.h"
45 #include "rtl.h"
46 #include "timevar.h"
47 #include "tree-iterator.h"
48
49 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
50    returning an int.  */
51 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
52
53 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
54    instantiations have been deferred, either because their definitions
55    were not yet available, or because we were putting off doing the work.
56    The TREE_PURPOSE of each entry is either a DECL (for a function or
57    static data member), or a TYPE (for a class) indicating what we are
58    hoping to instantiate.  The TREE_VALUE is not used.  */
59 static GTY(()) tree pending_templates;
60 static GTY(()) tree last_pending_template;
61
62 int processing_template_parmlist;
63 static int template_header_count;
64
65 static GTY(()) tree saved_trees;
66 static GTY(()) varray_type inline_parm_levels;
67 static size_t inline_parm_levels_used;
68
69 static GTY(()) tree current_tinst_level;
70
71 static GTY(()) tree saved_access_scope;
72
73 /* Live only within one (recursive) call to tsubst_expr.  We use
74    this to pass the statement expression node from the STMT_EXPR
75    to the EXPR_STMT that is its result.  */
76 static tree cur_stmt_expr;
77
78 /* A map from local variable declarations in the body of the template
79    presently being instantiated to the corresponding instantiated
80    local variables.  */
81 static htab_t local_specializations;
82
83 #define UNIFY_ALLOW_NONE 0
84 #define UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL 1
85 #define UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL 2
86 #define UNIFY_ALLOW_DERIVED 4
87 #define UNIFY_ALLOW_INTEGER 8
88 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL 16
89 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL 32
90 #define UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL 64
91
92 static void push_access_scope (tree);
93 static void pop_access_scope (tree);
94 static int resolve_overloaded_unification (tree, tree, tree, tree,
95                                            unification_kind_t, int);
96 static int try_one_overload (tree, tree, tree, tree, tree,
97                              unification_kind_t, int, bool);
98 static int unify (tree, tree, tree, tree, int);
99 static void add_pending_template (tree);
100 static void reopen_tinst_level (tree);
101 static tree classtype_mangled_name (tree);
102 static char* mangle_class_name_for_template (const char *, tree, tree);
103 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
104 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
105 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t, int);
106 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
107 static tree add_to_template_args (tree, tree);
108 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
109 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
110 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*);
111 static int  type_unification_real (tree, tree, tree, tree,
112                                    int, unification_kind_t, int);
113 static void note_template_header (int);
114 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
115 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
116 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
117                                        tsubst_flags_t, int, tree);
118 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
119                                    struct pointer_set_t*);
120 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
121 static int inline_needs_template_parms (tree);
122 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
123 static tree retrieve_local_specialization (tree);
124 static void register_local_specialization (tree, tree);
125 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int);
126 static int mark_template_parm (tree, void *);
127 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
128 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
129 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
130 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
131 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
132 static int template_decl_level (tree);
133 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
134 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
135 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
136 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
137 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
138 static tree most_specialized (tree, tree, tree);
139 static tree most_specialized_class (tree, tree);
140 static int template_class_depth_real (tree, int);
141 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
142 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
143 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
144 static void check_specialization_scope (void);
145 static tree process_partial_specialization (tree);
146 static void set_current_access_from_decl (tree);
147 static void check_default_tmpl_args (tree, tree, int, int);
148 static tree tsubst_call_declarator_parms (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
149 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
150 static int verify_class_unification (tree, tree, tree);
151 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
152 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
153                                            tree, tree);
154 static tree determine_specialization (tree, tree, tree *, int, int);
155 static int template_args_equal (tree, tree);
156 static void tsubst_default_arguments (tree);
157 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
158 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
159 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
160 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
161 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
162 static bool dependent_type_p_r (tree);
163 static tree tsubst (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
164 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
165 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
166
167 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
168    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
169    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
170    instantiate_decl).  */
171
172 static void
173 push_access_scope (tree t)
174 {
175   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
176               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
177
178   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
179     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
180   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
181     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
182   else
183     push_to_top_level ();
184
185   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
186     {
187       saved_access_scope = tree_cons
188         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
189       current_function_decl = t;
190     }
191 }
192
193 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
194    are processing.  */
195
196 static void
197 pop_access_scope (tree t)
198 {
199   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
200     {
201       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
202       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
203     }
204
205   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
206     pop_nested_class ();
207   else
208     pop_from_top_level ();
209 }
210
211 /* Do any processing required when DECL (a member template
212    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
213    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
214    itself is returned.  */
215
216 tree
217 finish_member_template_decl (tree decl)
218 {
219   if (decl == error_mark_node)
220     return error_mark_node;
221
222   gcc_assert (DECL_P (decl));
223
224   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
225     {
226       tree type;
227
228       type = TREE_TYPE (decl);
229       if (IS_AGGR_TYPE (type)
230           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
231           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
232         {
233           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
234           check_member_template (tmpl);
235           return tmpl;
236         }
237       return NULL_TREE;
238     }
239   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
240     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
241   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
242     {
243       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
244         {
245           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
246           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
247         }
248       else
249         return decl;
250     }
251   else
252     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
253
254   return error_mark_node;
255 }
256
257 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
258
259    For example, in:
260      template <class T>
261      struct A
262      {
263        template <class U>
264        struct B {};
265      };
266
267    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
268    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
269    COUNT_SPECIALIZATIONS is 0 or if they are instantiations, not
270    specializations.
271
272    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
273    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
274    always safe.  */
275
276 static int
277 template_class_depth_real (tree type, int count_specializations)
278 {
279   int depth;
280
281   for (depth = 0;
282        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
283        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
284          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
285     {
286       if (TREE_CODE (type) != FUNCTION_DECL)
287         {
288           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
289               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type))
290               && ((count_specializations
291                    && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
292                   || uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type))))
293             ++depth;
294         }
295       else
296         {
297           if (DECL_TEMPLATE_INFO (type)
298               && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (type))
299               && ((count_specializations
300                    && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
301                   || uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (type))))
302             ++depth;
303         }
304     }
305
306   return depth;
307 }
308
309 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
310    Like template_class_depth_real, but instantiations do not count in
311    the depth.  */
312
313 int
314 template_class_depth (tree type)
315 {
316   return template_class_depth_real (type, /*count_specializations=*/0);
317 }
318
319 /* Returns 1 if processing DECL as part of do_pending_inlines
320    needs us to push template parms.  */
321
322 static int
323 inline_needs_template_parms (tree decl)
324 {
325   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
326     return 0;
327
328   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
329           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
330 }
331
332 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
333    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
334    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
335    innermost first.  */
336
337 static void
338 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
339 {
340   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
341   int i;
342
343   if (levels > 1)
344     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
345
346   ++processing_template_decl;
347   current_template_parms
348     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
349                  parms, current_template_parms);
350   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
351
352   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
353                NULL);
354   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
355     {
356       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
357       gcc_assert (DECL_P (parm));
358
359       switch (TREE_CODE (parm))
360         {
361         case TYPE_DECL:
362         case TEMPLATE_DECL:
363           pushdecl (parm);
364           break;
365
366         case PARM_DECL:
367           {
368             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
369                It is ugly that we recreate this here; the original
370                version built in process_template_parm is no longer
371                available.  */
372             tree decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
373                                     TREE_TYPE (parm));
374             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
375             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
376             TREE_INVARIANT (decl) = 1;
377             TREE_READONLY (decl) = 1;
378             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
379             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
380             pushdecl (decl);
381           }
382           break;
383
384         default:
385           gcc_unreachable ();
386         }
387     }
388 }
389
390 /* Restore the template parameter context for a member template or
391    a friend template defined in a class definition.  */
392
393 void
394 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
395 {
396   tree parms;
397   int levels = 0;
398
399   if (inline_needs_template_parms (decl))
400     {
401       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
402       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
403
404       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
405         {
406           --levels;
407           parms = TREE_CHAIN (parms);
408         }
409
410       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
411     }
412
413   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
414      we can pop them later.  */
415   if (!inline_parm_levels)
416     VARRAY_INT_INIT (inline_parm_levels, 4, "inline_parm_levels");
417   if (inline_parm_levels_used == inline_parm_levels->num_elements)
418     VARRAY_GROW (inline_parm_levels, 2 * inline_parm_levels_used);
419   VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used) = levels;
420   ++inline_parm_levels_used;
421 }
422
423 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
424
425 void
426 maybe_end_member_template_processing (void)
427 {
428   int i;
429
430   if (!inline_parm_levels_used)
431     return;
432
433   --inline_parm_levels_used;
434   for (i = 0;
435        i < VARRAY_INT (inline_parm_levels, inline_parm_levels_used);
436        ++i)
437     {
438       --processing_template_decl;
439       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
440       poplevel (0, 0, 0);
441     }
442 }
443
444 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
445    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
446
447 static tree
448 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
449 {
450   tree new_args;
451   int extra_depth;
452   int i;
453   int j;
454
455   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
456   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
457
458   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
459     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
460
461   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
462     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
463
464   return new_args;
465 }
466
467 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
468    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
469    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
470    the template arguments from a partial instantiation with the
471    template arguments used to attain the full instantiation from the
472    partial instantiation.  */
473
474 static tree
475 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
476 {
477   tree new_args;
478
479   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
480      something very fishy is going on.  */
481   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
482
483   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
484      them.  */
485   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
486     return extra_args;
487
488   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
489   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
490
491   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
492
493   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
494   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
495
496   return new_args;
497 }
498
499 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
500
501 tree
502 get_innermost_template_args (tree args, int n)
503 {
504   tree new_args;
505   int extra_levels;
506   int i;
507
508   gcc_assert (n >= 0);
509
510   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
511   if (n == 1)
512     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
513
514   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
515      given.  */
516   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
517   gcc_assert (extra_levels >= 0);
518   if (extra_levels == 0)
519     return args;
520
521   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
522   new_args = make_tree_vec (n);
523   for (i = 1; i <= n; ++i)
524     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
525                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
526
527   return new_args;
528 }
529
530 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
531    the parms.  */
532
533 void
534 begin_template_parm_list (void)
535 {
536   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
537      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
538      namespace scope.  This is the right thing, since we want
539      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
540      global template class, push_template_decl handles putting the
541      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
542      e.g.:
543
544        template <class T> struct S1 {
545          template <class T> struct S2 {};
546        };
547
548      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
549      TEMPLATE_DECL for S2.  */
550   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
551   ++processing_template_decl;
552   ++processing_template_parmlist;
553   note_template_header (0);
554 }
555
556 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
557    invalid to declare a specialization here, an error is reported.  */
558
559 static void
560 check_specialization_scope (void)
561 {
562   tree scope = current_scope ();
563
564   /* [temp.expl.spec]
565
566      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
567      which the template is a member, or, for member templates, in the
568      namespace of which the enclosing class or enclosing class
569      template is a member.  An explicit specialization of a member
570      function, member class or static data member of a class template
571      shall be declared in the namespace of which the class template
572      is a member.  */
573   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
574     error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
575
576   /* [temp.expl.spec]
577
578      In an explicit specialization declaration for a member of a class
579      template or a member template that appears in namespace scope,
580      the member template and some of its enclosing class templates may
581      remain unspecialized, except that the declaration shall not
582      explicitly specialize a class member template if its enclosing
583      class templates are not explicitly specialized as well.  */
584   if (current_template_parms)
585     error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
586 }
587
588 /* We've just seen template <>.  */
589
590 void
591 begin_specialization (void)
592 {
593   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
594   note_template_header (1);
595   check_specialization_scope ();
596 }
597
598 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
599    template<>.  */
600
601 void
602 end_specialization (void)
603 {
604   finish_scope ();
605   reset_specialization ();
606 }
607
608 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
609    function specialization.  */
610
611 void
612 reset_specialization (void)
613 {
614   processing_specialization = 0;
615   template_header_count = 0;
616 }
617
618 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
619    it was of the form template <>.  */
620
621 static void
622 note_template_header (int specialization)
623 {
624   processing_specialization = specialization;
625   template_header_count++;
626 }
627
628 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
629
630 void
631 begin_explicit_instantiation (void)
632 {
633   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
634   processing_explicit_instantiation = true;
635 }
636
637
638 void
639 end_explicit_instantiation (void)
640 {
641   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
642   processing_explicit_instantiation = false;
643 }
644
645 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
646    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
647    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
648    specialize TMPL in the current namespace.  */
649
650 static bool
651 check_specialization_namespace (tree tmpl)
652 {
653   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
654
655   /* [tmpl.expl.spec]
656
657      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
658      which the template is a member, or, for member templates, in the
659      namespace of which the enclosing class or enclosing class
660      template is a member.  An explicit specialization of a member
661      function, member class or static data member of a class template
662      shall be declared in the namespace of which the class template is
663      a member.  */
664   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
665     /* Same or super-using namespace.  */
666     return true;
667   else
668     {
669       pedwarn ("specialization of %qD in different namespace", tmpl);
670       pedwarn ("  from definition of %q+#D", tmpl);
671       return false;
672     }
673 }
674
675 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
676    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
677
678 static void
679 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
680 {
681   tree ns;
682
683   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
684      namespace of its template.  */ 
685   ns = decl_namespace_context (spec);
686   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
687     pedwarn ("explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
688              "(which does not enclose namespace %qD)",
689              spec, current_namespace, ns);
690 }
691
692 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
693    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
694
695 void
696 maybe_process_partial_specialization (tree type)
697 {
698   /* TYPE maybe an ERROR_MARK_NODE.  */
699   tree context = TYPE_P (type) ? TYPE_CONTEXT (type) : NULL_TREE;
700
701   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
702     {
703       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
704          specialization of a template class such as:
705
706            template <> class C<int>;
707
708          or:
709
710            template <class T> class C<T*>;
711
712          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
713
714       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
715           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
716         {
717           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
718           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
719           if (processing_template_decl)
720             push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type));
721         }
722       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
723         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
724     }
725   else if (CLASS_TYPE_P (type)
726            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
727            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
728            && context && CLASS_TYPE_P (context)
729            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
730     {
731       /* This is for an explicit specialization of member class
732          template according to [temp.expl.spec/18]:
733
734            template <> template <class U> class C<int>::D;
735
736          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
737          Otherwise this is just a member class template declared
738          earlier like:
739
740            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
741            template <> template <class U> class C<int>::D;
742
743          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
744          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
745          and `C<T>::D' may not exist.  */
746
747       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
748           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
749         {
750           tree t;
751
752           if (current_namespace
753               != decl_namespace_context (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)))
754             {
755               pedwarn ("specializing %q#T in different namespace", type);
756               pedwarn ("  from definition of %q+#D",
757                        CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
758             }
759
760           /* Check for invalid specialization after instantiation:
761
762                template <> template <> class C<int>::D<int>;
763                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
764
765           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS
766                  (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)));
767                t; t = TREE_CHAIN (t))
768             if (TREE_VALUE (t) != type
769                 && TYPE_CONTEXT (TREE_VALUE (t)) == context)
770               error ("specialization %qT after instantiation %qT",
771                      type, TREE_VALUE (t));
772
773           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
774              have one level of template argument for the innermost
775              class template.  */
776           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
777           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
778             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
779         }
780     }
781   else if (processing_specialization)
782     error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
783 }
784
785 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
786    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
787    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
788
789 static inline bool
790 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
791 {
792   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
793           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
794           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
795              parameter.  */
796           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
797           /* The optimized lookup depends on the fact that the
798              template arguments for the member function template apply
799              purely to the containing class, which is not true if the
800              containing class is an explicit or partial
801              specialization.  */
802           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
803           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
804           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
805           /* It is possible to have a template that is not a member
806              template and is not a member of a template class:
807
808              template <typename T>
809              struct S { friend A::f(); };
810
811              Here, the friend function is a template, but the context does
812              not have template information.  The optimized lookup relies
813              on having ARGS be the template arguments for both the class
814              and the function template.  */
815           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
816 }
817
818 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
819    specialization is either an instantiation or an explicit
820    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
821    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
822    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
823    templates with more than one level of parameters.
824
825    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
826    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
827    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
828
829 static tree
830 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args,
831                          bool class_specializations_p)
832 {
833   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
834
835   /* There should be as many levels of arguments as there are
836      levels of parameters.  */
837   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
838               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
839
840   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
841     {
842       tree class_template;
843       tree class_specialization;
844       VEC(tree,gc) *methods;
845       tree fns;
846       int idx;
847
848       /* The template arguments actually apply to the containing
849          class.  Find the class specialization with those
850          arguments.  */
851       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
852       class_specialization
853         = retrieve_specialization (class_template, args,
854                                    /*class_specializations_p=*/false);
855       if (!class_specialization)
856         return NULL_TREE;
857       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
858          for the specialization.  */
859       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
860       if (idx == -1)
861         return NULL_TREE;
862       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
863          for the one that has an instance of TMPL.  */
864       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
865       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
866         {
867           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
868           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl)
869             return fn;
870         }
871       return NULL_TREE;
872     }
873   else
874     {
875       tree *sp;
876       tree *head;
877
878       /* Class templates store their instantiations on the
879          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS list; other templates use the
880          DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS list.  */
881       if (!class_specializations_p
882           && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == TYPE_DECL)
883         sp = &DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
884       else
885         sp = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
886       head = sp;
887       /* Iterate through the list until we find a matching template.  */
888       while (*sp != NULL_TREE)
889         {
890           tree spec = *sp;
891
892           if (comp_template_args (TREE_PURPOSE (spec), args))
893             {
894               /* Use the move-to-front heuristic to speed up future
895                  searches.  */
896               if (spec != *head)
897                 {
898                   *sp = TREE_CHAIN (*sp);
899                   TREE_CHAIN (spec) = *head;
900                   *head = spec;
901                 }
902               return TREE_VALUE (spec);
903             }
904           sp = &TREE_CHAIN (spec);
905         }
906     }
907
908   return NULL_TREE;
909 }
910
911 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
912
913 static tree
914 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
915 {
916   tree spec = htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
917                                    htab_hash_pointer (tmpl));
918   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
919 }
920
921 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
922
923 int
924 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
925 {
926   tree t;
927
928   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
929     {
930       for (t = decl;
931            t != NULL_TREE;
932            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
933         if (t == tmpl)
934           return 1;
935     }
936   else
937     {
938       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
939
940       for (t = TREE_TYPE (decl);
941            t != NULL_TREE;
942            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
943              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
944         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
945           return 1;
946     }
947
948   return 0;
949 }
950
951 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
952    FRIEND according to [temp.friend].  */
953
954 bool
955 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend)
956 {
957   bool need_template = true;
958   int template_depth;
959
960   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
961               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
962
963   /* For [temp.friend/6] when FRIEND is an ordinary member function
964      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
965      if this.  */
966   if (TREE_CODE (friend) == FUNCTION_DECL
967       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend)
968       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend))
969     {
970       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
971       friend = DECL_TI_TEMPLATE (friend);
972       need_template = false;
973     }
974   else if (TREE_CODE (friend) == TEMPLATE_DECL
975            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend))
976     need_template = false;
977
978   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
979   if (TREE_CODE (friend) != TEMPLATE_DECL)
980     return false;
981
982   if (is_specialization_of (decl, friend))
983     return true;
984
985   /* [temp.friend/6]
986      A member of a class template may be declared to be a friend of a
987      non-template class.  In this case, the corresponding member of
988      every specialization of the class template is a friend of the
989      class granting friendship.
990
991      For example, given a template friend declaration
992
993        template <class T> friend void A<T>::f();
994
995      the member function below is considered a friend
996
997        template <> struct A<int> {
998          void f();
999        };
1000
1001      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1002      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1003      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1004
1005   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend));
1006   if (template_depth
1007       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1008       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1009                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend))))
1010     {
1011       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1012          a few tricky cases, such as when FRIEND's are
1013
1014            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1015            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1016
1017          and DECL's are
1018
1019            void A<int>::g(int);
1020            template <int> void A<int>::h();
1021
1022          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1023          the context of DECL.  This is required for template substitution
1024          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1025          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1026
1027       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1028       tree args = NULL_TREE;
1029       int current_depth = 0;
1030
1031       while (current_depth < template_depth)
1032         {
1033           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1034             {
1035               if (current_depth == 0)
1036                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1037               else
1038                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1039               current_depth++;
1040             }
1041           context = TYPE_CONTEXT (context);
1042         }
1043
1044       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1045         {
1046           bool is_template;
1047           tree friend_type;
1048           tree decl_type;
1049           tree friend_args_type;
1050           tree decl_args_type;
1051
1052           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1053              non-templates.  */
1054           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1055                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1056           if (need_template ^ is_template)
1057             return false;
1058           else if (is_template)
1059             {
1060               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1061               tree friend_parms
1062                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1063                                          args, tf_none);
1064               if (!comp_template_parms
1065                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1066                       friend_parms))
1067                 return false;
1068
1069               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1070             }
1071           else
1072             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1073
1074           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend), args,
1075                                               tf_none, NULL_TREE);
1076           if (friend_type == error_mark_node)
1077             return false;
1078
1079           /* Check if return types match.  */
1080           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1081             return false;
1082
1083           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1084              `this' parameter.  */
1085           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1086           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1087           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend))
1088             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1089           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1090             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1091
1092           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1093         }
1094       else
1095         {
1096           /* DECL is a TYPE_DECL */
1097           bool is_template;
1098           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1099
1100           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1101              non-templates.  */
1102           is_template
1103             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1104               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1105
1106           if (need_template ^ is_template)
1107             return false;
1108           else if (is_template)
1109             {
1110               tree friend_parms;
1111               /* If both are templates, check the name of the two
1112                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1113               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1114                   != DECL_NAME (friend))
1115                 return false;
1116
1117               /* Now check template parameter list.  */
1118               friend_parms
1119                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1120                                          args, tf_none);
1121               return comp_template_parms
1122                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1123                  friend_parms);
1124             }
1125           else
1126             return (DECL_NAME (decl)
1127                     == DECL_NAME (friend));
1128         }
1129     }
1130   return false;
1131 }
1132
1133 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1134    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1135    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1136    equivalent prior declaration, if available.  */
1137
1138 static tree
1139 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend)
1140 {
1141   tree fn;
1142
1143   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1144
1145   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1146       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1147     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1148        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1149        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1150        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1151        with default function arguments.  In particular, given
1152        something like this:
1153
1154           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1155
1156        the default argument expression is not substituted for in an
1157        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1158     return spec;
1159
1160   fn = retrieve_specialization (tmpl, args,
1161                                 /*class_specializations_p=*/false);
1162   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1163      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1164      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1165      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1166      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1167   if (fn == spec)
1168     return spec;
1169   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1170     {
1171       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1172         {
1173           if (TREE_USED (fn)
1174               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1175             {
1176               error ("specialization of %qD after instantiation",
1177                      fn);
1178               return spec;
1179             }
1180           else
1181             {
1182               /* This situation should occur only if the first
1183                  specialization is an implicit instantiation, the
1184                  second is an explicit specialization, and the
1185                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1186                  situation can occur if we have implicitly
1187                  instantiated a member function and then specialized
1188                  it later.
1189
1190                  We can also wind up here if a friend declaration that
1191                  looked like an instantiation turns out to be a
1192                  specialization:
1193
1194                    template <class T> void foo(T);
1195                    class S { friend void foo<>(int) };
1196                    template <> void foo(int);
1197
1198                  We transform the existing DECL in place so that any
1199                  pointers to it become pointers to the updated
1200                  declaration.
1201
1202                  If there was a definition for the template, but not
1203                  for the specialization, we want this to look as if
1204                  there were no definition, and vice versa.  */
1205               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1206               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1207               check_specialization_namespace (fn);
1208
1209               return fn;
1210             }
1211         }
1212       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1213         {
1214           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1215             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1216                line number so any errors match this new
1217                definition.  */
1218             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1219
1220           return fn;
1221         }
1222     }
1223
1224   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1225      template it is specializing.  */
1226   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1227       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1228     DECL_CONTEXT (spec) = decl_namespace_context (tmpl);
1229
1230   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1231     DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl)
1232       = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl));
1233
1234   return spec;
1235 }
1236
1237 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1238    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1239    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.  */
1240
1241 bool
1242 reregister_specialization (tree spec, tree tmpl, tree new_spec)
1243 {
1244   tree* s;
1245
1246   for (s = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
1247        *s != NULL_TREE;
1248        s = &TREE_CHAIN (*s))
1249     if (TREE_VALUE (*s) == spec)
1250       {
1251         if (!new_spec)
1252           *s = TREE_CHAIN (*s);
1253         else
1254           TREE_VALUE (*s) = new_spec;
1255         return 1;
1256       }
1257
1258   return 0;
1259 }
1260
1261 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1262    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1263    DECL).  */
1264
1265 static int
1266 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1267 {
1268   return TREE_VALUE ((tree) p1) == (tree) p2;
1269 }
1270
1271 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1272
1273 static hashval_t
1274 hash_local_specialization (const void* p1)
1275 {
1276   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((tree) p1));
1277 }
1278
1279 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1280    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1281
1282 static void
1283 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1284 {
1285   void **slot;
1286
1287   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1288                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1289   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1290 }
1291
1292 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1293
1294 void
1295 print_candidates (tree fns)
1296 {
1297   tree fn;
1298
1299   const char *str = "candidates are:";
1300
1301   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1302     {
1303       tree f;
1304
1305       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1306         error ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1307       str = "               ";
1308     }
1309 }
1310
1311 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1312    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1313    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1314    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1315    TEMPLATE_ID are non-members.
1316
1317    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1318    specialization of a member template.
1319
1320    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1321    template classes that appeared in the name of the function. See
1322    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1323
1324    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1325    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1326
1327    If it is impossible to determine the result, an error message is
1328    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1329
1330 static tree
1331 determine_specialization (tree template_id,
1332                           tree decl,
1333                           tree* targs_out,
1334                           int need_member_template,
1335                           int template_count)
1336 {
1337   tree fns;
1338   tree targs;
1339   tree explicit_targs;
1340   tree candidates = NULL_TREE;
1341   tree templates = NULL_TREE;
1342   int header_count;
1343   struct cp_binding_level *b;
1344
1345   *targs_out = NULL_TREE;
1346
1347   if (template_id == error_mark_node)
1348     return error_mark_node;
1349
1350   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1351   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1352
1353   if (fns == error_mark_node)
1354     return error_mark_node;
1355
1356   /* Check for baselinks.  */
1357   if (BASELINK_P (fns))
1358     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1359
1360   if (!is_overloaded_fn (fns))
1361     {
1362       error ("%qD is not a function template", fns);
1363       return error_mark_node;
1364     }
1365
1366   /* Count the number of template headers specified for this
1367      specialization.  */
1368   header_count = 0;
1369   for (b = current_binding_level;
1370        b->kind == sk_template_parms;
1371        b = b->level_chain)
1372     ++header_count;
1373
1374   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1375     {
1376       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1377
1378       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1379         {
1380           tree decl_arg_types;
1381           tree fn_arg_types;
1382
1383           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1384
1385           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1386           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1387           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1388               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1389             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1390
1391           /* Check that the number of function parameters matches.
1392              For example,
1393                template <class T> void f(int i = 0);
1394                template <> void f<int>();
1395              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1396              by get_bindings below.  */
1397
1398           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1399           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1400             continue;
1401
1402           /* For a non-static member function, we need to make sure that
1403              the const qualification is the same. This can be done by
1404              checking the 'this' in the argument list.  */
1405           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1406               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1407                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1408             continue;
1409
1410           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1411              the number of template headers appearing in the specialization
1412              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1413              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1414              member functions. Consider the following code:
1415
1416              template <> void A<int>::f(int);
1417              template <> template <> void A<int>::f(int);
1418
1419              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1420              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1421              member function, whilst the second line specializes "f" which
1422              is a template member function. So both lines are syntactically
1423              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1424              them.
1425
1426              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1427              against the declarations. We count the number of template
1428              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1429              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1430              plus there must be another header for the member template
1431              itself).
1432
1433              Notice that if header_count is zero, this is not a
1434              specialization but rather a template instantiation, so there
1435              is no check we can perform here.  */
1436           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1437             continue;
1438
1439           /* Check that the number of template arguments at the
1440              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1441           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1442               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1443               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1444                   != TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (current_template_parms))))
1445             continue;
1446
1447           /* See whether this function might be a specialization of this
1448              template.  */
1449           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1450
1451           if (!targs)
1452             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1453                specialize TMPL will produce DECL.  */
1454             continue;
1455
1456           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1457           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1458         }
1459       else if (need_member_template)
1460         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1461            specialization of a member template.  */
1462         ;
1463       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1464         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1465            cases.  */
1466         ;
1467       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1468         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1469            be a specialization of that.  */
1470         ;
1471       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1472         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1473         ;
1474       else
1475         {
1476           tree decl_arg_types;
1477
1478           /* This is an ordinary member function.  However, since
1479              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1480              template class.  For example,
1481
1482                template <typename T> struct S { void f(); };
1483                template <> void S<int>::f() {}
1484
1485              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1486              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1487              might be in business.  */
1488
1489           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1490             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1491                of a template class.  This is not a candidate.  */
1492             continue;
1493
1494           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1495                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1496             /* The return types differ.  */
1497             continue;
1498
1499           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1500           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1501           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1502               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1503             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1504
1505           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1506                          decl_arg_types))
1507             /* They match!  */
1508             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1509         }
1510     }
1511
1512   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1513     {
1514       /* We have:
1515
1516            [temp.expl.spec]
1517
1518            It is possible for a specialization with a given function
1519            signature to be instantiated from more than one function
1520            template.  In such cases, explicit specification of the
1521            template arguments must be used to uniquely identify the
1522            function template specialization being specialized.
1523
1524          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1525          determine which of the candidate templates is most
1526          specialized.  However, we, also have:
1527
1528            [temp.func.order]
1529
1530            Partial ordering of overloaded function template
1531            declarations is used in the following contexts to select
1532            the function template to which a function template
1533            specialization refers:
1534
1535            -- when an explicit specialization refers to a function
1536               template.
1537
1538          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1539          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1540          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1541          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1542          the EDG front-end has that behavior, and John Spicer claims
1543          that the committee simply forgot to delete the wording in
1544          [temp.expl.spec].  */
1545      tree tmpl = most_specialized (templates, decl, explicit_targs);
1546      if (tmpl && tmpl != error_mark_node)
1547        {
1548          targs = get_bindings (tmpl, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1549          templates = tree_cons (targs, tmpl, NULL_TREE);
1550        }
1551     }
1552
1553   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1554     {
1555       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1556              "declaration", template_id, decl);
1557       return error_mark_node;
1558     }
1559   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1560            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1561            || (templates && candidates))
1562     {
1563       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1564              template_id, decl);
1565       chainon (candidates, templates);
1566       print_candidates (candidates);
1567       return error_mark_node;
1568     }
1569
1570   /* We have one, and exactly one, match.  */
1571   if (candidates)
1572     {
1573       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1574          template class.  */
1575       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (TREE_VALUE (candidates)));
1576       return DECL_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (candidates));
1577     }
1578
1579   /* It was a specialization of a template.  */
1580   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1581   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1582     {
1583       *targs_out = copy_node (targs);
1584       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
1585                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1586                            TREE_PURPOSE (templates));
1587     }
1588   else
1589     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1590   return TREE_VALUE (templates);
1591 }
1592
1593 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1594    but with the default argument values filled in from those in the
1595    TMPL_TYPES.  */
1596
1597 static tree
1598 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1599                                       tree tmpl_types)
1600 {
1601   tree new_spec_types;
1602
1603   if (!spec_types)
1604     return NULL_TREE;
1605
1606   if (spec_types == void_list_node)
1607     return void_list_node;
1608
1609   /* Substitute into the rest of the list.  */
1610   new_spec_types =
1611     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1612                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1613
1614   /* Add the default argument for this parameter.  */
1615   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1616                          TREE_VALUE (spec_types),
1617                          new_spec_types);
1618 }
1619
1620 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1621    from the template it specializes.  (That way, code like:
1622
1623      template <class T> void f(T = 3);
1624      template <> void f(double);
1625      void g () { f (); }
1626
1627    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1628    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1629    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1630
1631 static void
1632 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
1633 {
1634   tree tmpl;
1635   tree spec_types;
1636   tree tmpl_types;
1637   tree new_spec_types;
1638   tree old_type;
1639   tree new_type;
1640   tree t;
1641   tree object_type = NULL_TREE;
1642   tree in_charge = NULL_TREE;
1643   tree vtt = NULL_TREE;
1644
1645   /* See if there's anything we need to do.  */
1646   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
1647   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
1648   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
1649     if (TREE_PURPOSE (t))
1650       break;
1651   if (!t)
1652     return;
1653
1654   old_type = TREE_TYPE (decl);
1655   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
1656
1657   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1658     {
1659       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
1660          CV quals.  */
1661       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
1662       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1663       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
1664
1665       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
1666         {
1667           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
1668              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
1669           in_charge = spec_types;
1670           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1671         }
1672       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
1673         {
1674           vtt = spec_types;
1675           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1676         }
1677     }
1678
1679   /* Compute the merged default arguments.  */
1680   new_spec_types =
1681     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
1682
1683   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
1684   if (object_type)
1685     {
1686       if (vtt)
1687         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
1688                                          TREE_VALUE (vtt),
1689                                          new_spec_types);
1690
1691       if (in_charge)
1692         /* Put the in-charge parameter back.  */
1693         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
1694                                          TREE_VALUE (in_charge),
1695                                          new_spec_types);
1696
1697       new_type = build_method_type_directly (object_type,
1698                                              TREE_TYPE (old_type),
1699                                              new_spec_types);
1700     }
1701   else
1702     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
1703                                     new_spec_types);
1704   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
1705                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
1706   new_type = build_exception_variant (new_type,
1707                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
1708   TREE_TYPE (decl) = new_type;
1709 }
1710
1711 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
1712    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
1713    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
1714    instantiation at this point.
1715
1716    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
1717    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
1718    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
1719    recoverable.
1720
1721    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
1722
1723    2: The function has a definition.
1724    4: The function is a friend.
1725
1726    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1727    template classes that appeared in the name of the function.  For
1728    example, in
1729
1730      template <class T> struct S { void f(); };
1731      void S<int>::f();
1732
1733    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
1734    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
1735
1736      template <class T> struct S {};
1737      template <> struct S<int> { void f(); }
1738      template <> void S<int>::f();
1739
1740    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
1741    invalid; there should be no template <>.)
1742
1743    If the function is a specialization, it is marked as such via
1744    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
1745    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
1746    for that template.  */
1747
1748 tree
1749 check_explicit_specialization (tree declarator,
1750                                tree decl,
1751                                int template_count,
1752                                int flags)
1753 {
1754   int have_def = flags & 2;
1755   int is_friend = flags & 4;
1756   int specialization = 0;
1757   int explicit_instantiation = 0;
1758   int member_specialization = 0;
1759   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
1760   tree dname = DECL_NAME (decl);
1761   tmpl_spec_kind tsk;
1762
1763   if (is_friend)
1764     {
1765       if (!processing_specialization)
1766         tsk = tsk_none;
1767       else
1768         tsk = tsk_excessive_parms;
1769     }
1770   else
1771     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
1772
1773   switch (tsk)
1774     {
1775     case tsk_none:
1776       if (processing_specialization)
1777         {
1778           specialization = 1;
1779           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1780         }
1781       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1782         {
1783           if (is_friend)
1784             /* This could be something like:
1785
1786                template <class T> void f(T);
1787                class S { friend void f<>(int); }  */
1788             specialization = 1;
1789           else
1790             {
1791               /* This case handles bogus declarations like template <>
1792                  template <class T> void f<int>(); */
1793
1794               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1795                      declarator);
1796               return decl;
1797             }
1798         }
1799       break;
1800
1801     case tsk_invalid_member_spec:
1802       /* The error has already been reported in
1803          check_specialization_scope.  */
1804       return error_mark_node;
1805
1806     case tsk_invalid_expl_inst:
1807       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
1808
1809       /* Fall through.  */
1810
1811     case tsk_expl_inst:
1812       if (have_def)
1813         error ("definition provided for explicit instantiation");
1814
1815       explicit_instantiation = 1;
1816       break;
1817
1818     case tsk_excessive_parms:
1819     case tsk_insufficient_parms:
1820       if (tsk == tsk_excessive_parms)
1821         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
1822                decl);
1823       else if (template_header_count)
1824         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
1825       else
1826         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
1827               "%<template <>%>", decl);
1828
1829       /* Fall through.  */
1830     case tsk_expl_spec:
1831       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1832       if (ctype)
1833         member_specialization = 1;
1834       else
1835         specialization = 1;
1836       break;
1837
1838     case tsk_template:
1839       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1840         {
1841           /* This case handles bogus declarations like template <>
1842              template <class T> void f<int>(); */
1843
1844           if (uses_template_parms (declarator))
1845             error ("function template partial specialization %qD "
1846                    "is not allowed", declarator);
1847           else
1848             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1849                    declarator);
1850           return decl;
1851         }
1852
1853       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
1854         /* This is a specialization of a member template, without
1855            specialization the containing class.  Something like:
1856
1857              template <class T> struct S {
1858                template <class U> void f (U);
1859              };
1860              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
1861
1862            That's a specialization -- but of the entire template.  */
1863         specialization = 1;
1864       break;
1865
1866     default:
1867       gcc_unreachable ();
1868     }
1869
1870   if (specialization || member_specialization)
1871     {
1872       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1873       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
1874         if (TREE_PURPOSE (t))
1875           {
1876             pedwarn
1877               ("default argument specified in explicit specialization");
1878             break;
1879           }
1880       if (current_lang_name == lang_name_c)
1881         error ("template specialization with C linkage");
1882     }
1883
1884   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
1885     {
1886       tree tmpl = NULL_TREE;
1887       tree targs = NULL_TREE;
1888
1889       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
1890       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
1891         {
1892           tree fns;
1893
1894           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
1895           if (ctype)
1896             fns = dname;
1897           else
1898             {
1899               /* If there is no class context, the explicit instantiation
1900                  must be at namespace scope.  */
1901               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
1902
1903               /* Find the namespace binding, using the declaration
1904                  context.  */
1905               fns = namespace_binding (dname, CP_DECL_CONTEXT (decl));
1906               if (!fns || !is_overloaded_fn (fns))
1907                 {
1908                   error ("%qD is not a template function", dname);
1909                   fns = error_mark_node;
1910                 }
1911             }
1912
1913           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
1914         }
1915
1916       if (declarator == error_mark_node)
1917         return error_mark_node;
1918
1919       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
1920         {
1921           if (!explicit_instantiation)
1922             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
1923                but the error will already have been flagged by
1924                check_specialization_scope.  */
1925             return error_mark_node;
1926           else
1927             {
1928               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
1929                  class scope, e.g.:
1930
1931                    class C { template void f(); }
1932
1933                    This case is caught by the parser.  However, on
1934                    something like:
1935
1936                    template class C { void f(); };
1937
1938                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
1939                    issued later.  */
1940               ;
1941             }
1942
1943           return decl;
1944         }
1945       else if (ctype != NULL_TREE
1946                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
1947                    IDENTIFIER_NODE))
1948         {
1949           /* Find the list of functions in ctype that have the same
1950              name as the declared function.  */
1951           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
1952           tree fns = NULL_TREE;
1953           int idx;
1954
1955           if (constructor_name_p (name, ctype))
1956             {
1957               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
1958
1959               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (ctype)
1960                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
1961                 {
1962                   /* From [temp.expl.spec]:
1963
1964                      If such an explicit specialization for the member
1965                      of a class template names an implicitly-declared
1966                      special member function (clause _special_), the
1967                      program is ill-formed.
1968
1969                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
1970                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
1971                   return error_mark_node;
1972                 }
1973
1974               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
1975             }
1976
1977           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
1978             {
1979               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
1980               if (idx >= 0)
1981                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
1982             }
1983           else
1984             {
1985               VEC(tree,gc) *methods;
1986               tree ovl;
1987
1988               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
1989                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
1990                  int' which will be a specialization of `operator T'.
1991                  So, we find *all* the conversion operators, and then
1992                  select from them.  */
1993               fns = NULL_TREE;
1994
1995               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
1996               if (methods)
1997                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
1998                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
1999                      ++idx)
2000                   {
2001                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2002                       /* There are no more conversion functions.  */
2003                       break;
2004
2005                     /* Glue all these conversion functions together
2006                        with those we already have.  */
2007                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2008                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2009                   }
2010             }
2011
2012           if (fns == NULL_TREE)
2013             {
2014               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2015               return error_mark_node;
2016             }
2017           else
2018             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2019         }
2020
2021       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2022          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2023          member function, we cannot tell apriori whether the
2024          instantiation is for a member template, or just a member
2025          function of a template class.  Even if a member template is
2026          being instantiated, the member template arguments may be
2027          elided if they can be deduced from the rest of the
2028          declaration.  */
2029       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2030                                        &targs,
2031                                        member_specialization,
2032                                        template_count);
2033
2034       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2035         /* We couldn't figure out what this declaration was
2036            specializing.  */
2037         return error_mark_node;
2038       else
2039         {
2040           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2041
2042           if (explicit_instantiation)
2043             {
2044               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2045                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2046
2047               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2048               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2049
2050               if (arg_depth > parm_depth)
2051                 {
2052                   /* If TMPL is not the most general template (for
2053                      example, if TMPL is a friend template that is
2054                      injected into namespace scope), then there will
2055                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2056                      here.  */
2057                   int i;
2058                   tree new_targs;
2059
2060                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2061                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2062                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2063                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2064                   targs = new_targs;
2065                 }
2066
2067               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2068             }
2069
2070           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2071              turns out to be specializing a static member function,
2072              make DECL a static member function as well.  */
2073           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2074               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2075             revert_static_member_fn (decl);
2076
2077           /* If this is a specialization of a member template of a
2078              template class.  In we want to return the TEMPLATE_DECL,
2079              not the specialization of it.  */
2080           if (tsk == tsk_template)
2081             {
2082               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2083               DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) = NULL_TREE;
2084               if (have_def)
2085                 {
2086                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2087                   DECL_SOURCE_LOCATION (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2088                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2089                   /* We want to use the argument list specified in the
2090                      definition, not in the original declaration.  */
2091                   DECL_ARGUMENTS (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2092                     = DECL_ARGUMENTS (decl);
2093                 }
2094               return tmpl;
2095             }
2096
2097           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2098           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2099
2100           /* Inherit default function arguments from the template
2101              DECL is specializing.  */
2102           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2103
2104           /* This specialization has the same protection as the
2105              template it specializes.  */
2106           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2107           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2108           /* The specialization has the same visibility as the
2109              template it specializes.  */
2110           if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (gen_tmpl))
2111             {
2112               DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2113               DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (gen_tmpl);
2114             }
2115           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2116              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2117              have been set incorrectly.  For example, in:
2118              
2119                template <typename T> void f(T); 
2120                namespace N {
2121                  struct S { friend void f<int>(int); }
2122                }
2123
2124              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2125              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2126           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2127             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2128
2129           if (is_friend && !have_def)
2130             /* This is not really a declaration of a specialization.
2131                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2132                a request for an instantiation, either.  */
2133             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2134           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2135             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2136                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2137                versions in V3 ABI.  */
2138             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2139
2140           /* Register this specialization so that we can find it
2141              again.  */
2142           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend);
2143         }
2144     }
2145
2146   return decl;
2147 }
2148
2149 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2150    parameters.  These are represented in the same format used for
2151    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2152
2153 int
2154 comp_template_parms (tree parms1, tree parms2)
2155 {
2156   tree p1;
2157   tree p2;
2158
2159   if (parms1 == parms2)
2160     return 1;
2161
2162   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2163        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2164        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2165     {
2166       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2167       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2168       int i;
2169
2170       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2171       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2172
2173       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2174         return 0;
2175
2176       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2177         {
2178           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2179           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2180
2181           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2182             return 0;
2183
2184           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
2185             continue;
2186           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2187             return 0;
2188         }
2189     }
2190
2191   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2192     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2193        other.  */
2194     return 0;
2195
2196   return 1;
2197 }
2198
2199 /* Complain if DECL shadows a template parameter.
2200
2201    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
2202    scope (including nested scopes).  */
2203
2204 void
2205 check_template_shadow (tree decl)
2206 {
2207   tree olddecl;
2208
2209   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
2210      parameter.  */
2211   if (!current_template_parms)
2212     return;
2213
2214   /* Figure out what we're shadowing.  */
2215   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
2216     decl = OVL_CURRENT (decl);
2217   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
2218
2219   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
2220      anything, let alone a template parameter.  */
2221   if (!olddecl)
2222     return;
2223
2224   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
2225      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
2226      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
2227      node.  */
2228   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
2229     return;
2230
2231   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
2232      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
2233      inline member templates.  */
2234   if (decl == olddecl
2235       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
2236     return;
2237
2238   error ("declaration of %q+#D", decl);
2239   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
2240 }
2241
2242 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
2243    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
2244
2245 static tree
2246 build_template_parm_index (int index,
2247                            int level,
2248                            int orig_level,
2249                            tree decl,
2250                            tree type)
2251 {
2252   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
2253   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
2254   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
2255   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
2256   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
2257   TREE_TYPE (t) = type;
2258   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
2259   TREE_INVARIANT (t) = TREE_INVARIANT (decl);
2260   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
2261
2262   return t;
2263 }
2264
2265 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
2266    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
2267    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
2268    new one is created.  */
2269
2270 static tree
2271 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels)
2272 {
2273   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
2274       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
2275           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
2276     {
2277       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
2278       tree decl, t;
2279
2280       decl = build_decl (TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
2281       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
2282       TREE_INVARIANT (decl) = TREE_INVARIANT (orig_decl);
2283       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
2284       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2285       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2286
2287       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
2288                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
2289                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
2290                                      decl, type);
2291       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
2292
2293         /* Template template parameters need this.  */
2294       if (TREE_CODE (decl) != CONST_DECL)
2295         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl)
2296           = DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index));
2297     }
2298
2299   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
2300 }
2301
2302 /* Process information from new template parameter NEXT and append it to the
2303    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
2304    IS_NON_TYPE is true.  */
2305
2306 tree
2307 process_template_parm (tree list, tree next, bool is_non_type)
2308 {
2309   tree parm;
2310   tree decl = 0;
2311   tree defval;
2312   int idx;
2313
2314   parm = next;
2315   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
2316   defval = TREE_PURPOSE (parm);
2317
2318   if (list)
2319     {
2320       tree p = TREE_VALUE (tree_last (list));
2321
2322       if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
2323         idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
2324       else
2325         idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
2326       ++idx;
2327     }
2328   else
2329     idx = 0;
2330
2331   if (is_non_type)
2332     {
2333       parm = TREE_VALUE (parm);
2334
2335       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2336
2337       /* [temp.param]
2338
2339          The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
2340          ignored when determining its type.  */
2341       TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
2342
2343       /* A template parameter is not modifiable.  */
2344       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
2345       TREE_INVARIANT (parm) = 1;
2346       TREE_READONLY (parm) = 1;
2347       if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
2348         TREE_TYPE (parm) = void_type_node;
2349       decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
2350       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
2351       TREE_INVARIANT (decl) = 1;
2352       TREE_READONLY (decl) = 1;
2353       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
2354         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2355                                      processing_template_decl,
2356                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2357     }
2358   else
2359     {
2360       tree t;
2361       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
2362
2363       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2364         {
2365           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
2366           /* This is for distinguishing between real templates and template
2367              template parameters */
2368           TREE_TYPE (parm) = t;
2369           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
2370           decl = parm;
2371         }
2372       else
2373         {
2374           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
2375           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
2376           decl = build_decl (TYPE_DECL, parm, t);
2377         }
2378
2379       TYPE_NAME (t) = decl;
2380       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
2381       parm = decl;
2382       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
2383         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2384                                      processing_template_decl,
2385                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2386     }
2387   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2388   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2389   pushdecl (decl);
2390   parm = build_tree_list (defval, parm);
2391   return chainon (list, parm);
2392 }
2393
2394 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
2395    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
2396    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
2397    as PARM_DECLs.  */
2398
2399 tree
2400 end_template_parm_list (tree parms)
2401 {
2402   int nparms;
2403   tree parm, next;
2404   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
2405
2406   current_template_parms
2407     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
2408                  saved_parmlist, current_template_parms);
2409
2410   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
2411     {
2412       next = TREE_CHAIN (parm);
2413       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
2414       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
2415     }
2416
2417   --processing_template_parmlist;
2418
2419   return saved_parmlist;
2420 }
2421
2422 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
2423
2424 void
2425 end_template_decl (void)
2426 {
2427   reset_specialization ();
2428
2429   if (! processing_template_decl)
2430     return;
2431
2432   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
2433   finish_scope ();
2434
2435   --processing_template_decl;
2436   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
2437 }
2438
2439 /* Given a template argument vector containing the template PARMS.
2440    The innermost PARMS are given first.  */
2441
2442 tree
2443 current_template_args (void)
2444 {
2445   tree header;
2446   tree args = NULL_TREE;
2447   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2448   int l = length;
2449
2450   /* If there is only one level of template parameters, we do not
2451      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
2452      TREE_VEC containing the arguments.  */
2453   if (length > 1)
2454     args = make_tree_vec (length);
2455
2456   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
2457     {
2458       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
2459       int i;
2460
2461       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
2462       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
2463         {
2464           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
2465
2466           /* T will be a list if we are called from within a
2467              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
2468              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
2469           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
2470             {
2471               t = TREE_VALUE (t);
2472
2473               if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
2474                   || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
2475                 t = TREE_TYPE (t);
2476               else
2477                 t = DECL_INITIAL (t);
2478               TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
2479             }
2480         }
2481
2482       if (length > 1)
2483         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
2484       else
2485         args = a;
2486     }
2487
2488   return args;
2489 }
2490
2491 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
2492    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
2493    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
2494
2495 static tree
2496 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
2497 {
2498   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
2499   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
2500   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
2501   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
2502   if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
2503     {
2504       DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl) = DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl);
2505       DECL_CONSTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2506       DECL_DESTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_DESTRUCTOR_P (decl);
2507       DECL_NONCONVERTING_P (tmpl) = DECL_NONCONVERTING_P (decl);
2508       DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (tmpl) = DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (decl);
2509       if (DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl))
2510         SET_OVERLOADED_OPERATOR_CODE (tmpl,
2511                                       DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl));
2512     }
2513
2514   return tmpl;
2515 }
2516
2517 struct template_parm_data
2518 {
2519   /* The level of the template parameters we are currently
2520      processing.  */
2521   int level;
2522
2523   /* The index of the specialization argument we are currently
2524      processing.  */
2525   int current_arg;
2526
2527   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
2528      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
2529      of the arguments processed so far.  */
2530   int* parms;
2531
2532   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
2533      elements are nonzero if the argument makes use of template
2534      parameters of this level.  */
2535   int* arg_uses_template_parms;
2536 };
2537
2538 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
2539    parameter in a partial specialization is used in the explicit
2540    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
2541    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
2542    appropriately.  */
2543
2544 static int
2545 mark_template_parm (tree t, void* data)
2546 {
2547   int level;
2548   int idx;
2549   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
2550
2551   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2552     {
2553       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2554       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
2555     }
2556   else
2557     {
2558       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2559       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
2560     }
2561
2562   if (level == tpd->level)
2563     {
2564       tpd->parms[idx] = 1;
2565       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
2566     }
2567
2568   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
2569      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
2570   return 0;
2571 }
2572
2573 /* Process the partial specialization DECL.  */
2574
2575 static tree
2576 process_partial_specialization (tree decl)
2577 {
2578   tree type = TREE_TYPE (decl);
2579   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
2580   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
2581   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
2582   tree inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
2583   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
2584   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
2585   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2586   int  i;
2587   int did_error_intro = 0;
2588   struct template_parm_data tpd;
2589   struct template_parm_data tpd2;
2590
2591   /* We check that each of the template parameters given in the
2592      partial specialization is used in the argument list to the
2593      specialization.  For example:
2594
2595        template <class T> struct S;
2596        template <class T> struct S<T*>;
2597
2598      The second declaration is OK because `T*' uses the template
2599      parameter T, whereas
2600
2601        template <class T> struct S<int>;
2602
2603      is no good.  Even trickier is:
2604
2605        template <class T>
2606        struct S1
2607        {
2608           template <class U>
2609           struct S2;
2610           template <class U>
2611           struct S2<T>;
2612        };
2613
2614      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
2615      full-specialization.  Of course,
2616
2617           template <class U>
2618           struct S2<T (*)(U)>;
2619
2620      or some such would have been OK.  */
2621   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2622   tpd.parms = alloca (sizeof (int) * ntparms);
2623   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
2624
2625   tpd.arg_uses_template_parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2626   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2627   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2628     {
2629       tpd.current_arg = i;
2630       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
2631                               &mark_template_parm,
2632                               &tpd,
2633                               NULL);
2634     }
2635   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2636     if (tpd.parms[i] == 0)
2637       {
2638         /* One of the template parms was not used in the
2639            specialization.  */
2640         if (!did_error_intro)
2641           {
2642             error ("template parameters not used in partial specialization:");
2643             did_error_intro = 1;
2644           }
2645
2646         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
2647       }
2648
2649   /* [temp.class.spec]
2650
2651      The argument list of the specialization shall not be identical to
2652      the implicit argument list of the primary template.  */
2653   if (comp_template_args
2654       (inner_args,
2655        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
2656                                                    (maintmpl)))))
2657     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
2658
2659   /* [temp.class.spec]
2660
2661      A partially specialized non-type argument expression shall not
2662      involve template parameters of the partial specialization except
2663      when the argument expression is a simple identifier.
2664
2665      The type of a template parameter corresponding to a specialized
2666      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
2667      specialization.  */
2668   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
2669   tpd2.parms = 0;
2670   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2671     {
2672       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
2673       if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
2674           !TYPE_P (arg)
2675           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
2676           /* This next line is the `argument expression is not just a
2677              simple identifier' condition and also the `specialized
2678              non-type argument' bit.  */
2679           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
2680         {
2681           if (tpd.arg_uses_template_parms[i])
2682             error ("template argument %qE involves template parameter(s)", arg);
2683           else
2684             {
2685               /* Look at the corresponding template parameter,
2686                  marking which template parameters its type depends
2687                  upon.  */
2688               tree type =
2689                 TREE_TYPE (TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms,
2690                                                      i)));
2691
2692               if (!tpd2.parms)
2693                 {
2694                   /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
2695                   tpd2.arg_uses_template_parms
2696                     = alloca (sizeof (int) * nargs);
2697                   /* The number of parameters here is the number in the
2698                      main template, which, as checked in the assertion
2699                      above, is NARGS.  */
2700                   tpd2.parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2701                   tpd2.level =
2702                     TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
2703                 }
2704
2705               /* Mark the template parameters.  But this time, we're
2706                  looking for the template parameters of the main
2707                  template, not in the specialization.  */
2708               tpd2.current_arg = i;
2709               tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
2710               memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2711               for_each_template_parm (type,
2712                                       &mark_template_parm,
2713                                       &tpd2,
2714                                       NULL);
2715
2716               if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
2717                 {
2718                   /* The type depended on some template parameters.
2719                      If they are fully specialized in the
2720                      specialization, that's OK.  */
2721                   int j;
2722                   for (j = 0; j < nargs; ++j)
2723                     if (tpd2.parms[j] != 0
2724                         && tpd.arg_uses_template_parms [j])
2725                       {
2726                         error ("type %qT of template argument %qE depends "
2727                                "on template parameter(s)",
2728                                type,
2729                                arg);
2730                         break;
2731                       }
2732                 }
2733             }
2734         }
2735     }
2736
2737   if (retrieve_specialization (maintmpl, specargs,
2738                                /*class_specializations_p=*/true))
2739     /* We've already got this specialization.  */
2740     return decl;
2741
2742   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
2743     = tree_cons (inner_args, inner_parms,
2744                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
2745   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
2746   return decl;
2747 }
2748
2749 /* Check that a template declaration's use of default arguments is not
2750    invalid.  Here, PARMS are the template parameters.  IS_PRIMARY is
2751    nonzero if DECL is the thing declared by a primary template.
2752    IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial specialization.  */
2753
2754 static void
2755 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, int is_partial)
2756 {
2757   const char *msg;
2758   int last_level_to_check;
2759   tree parm_level;
2760
2761   /* [temp.param]
2762
2763      A default template-argument shall not be specified in a
2764      function template declaration or a function template definition, nor
2765      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
2766      class template.  */
2767
2768   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
2769     /* You can't have a function template declaration in a local
2770        scope, nor you can you define a member of a class template in a
2771        local scope.  */
2772     return;
2773
2774   if (current_class_type
2775       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
2776       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2777       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
2778          or a member function.  */
2779       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2780           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
2781           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
2782           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
2783           : false)
2784       /* And, if it was a member function, it really was defined in
2785          the scope of the class.  */
2786       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2787           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
2788     /* We already checked these parameters when the template was
2789        declared, so there's no need to do it again now.  This function
2790        was defined in class scope, but we're processing it's body now
2791        that the class is complete.  */
2792     return;
2793
2794   /* [temp.param]
2795
2796      If a template-parameter has a default template-argument, all
2797      subsequent template-parameters shall have a default
2798      template-argument supplied.  */
2799   for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2800     {
2801       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2802       int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2803       int seen_def_arg_p = 0;
2804       int i;
2805
2806       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2807         {
2808           tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
2809           if (TREE_PURPOSE (parm))
2810             seen_def_arg_p = 1;
2811           else if (seen_def_arg_p)
2812             {
2813               error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
2814               /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
2815                  there should have been a default argument.  */
2816               TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
2817             }
2818         }
2819     }
2820
2821   if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL || is_partial || !is_primary)
2822     /* For an ordinary class template, default template arguments are
2823        allowed at the innermost level, e.g.:
2824          template <class T = int>
2825          struct S {};
2826        but, in a partial specialization, they're not allowed even
2827        there, as we have in [temp.class.spec]:
2828
2829          The template parameter list of a specialization shall not
2830          contain default template argument values.
2831
2832        So, for a partial specialization, or for a function template,
2833        we look at all of them.  */
2834     ;
2835   else
2836     /* But, for a primary class template that is not a partial
2837        specialization we look at all template parameters except the
2838        innermost ones.  */
2839     parms = TREE_CHAIN (parms);
2840
2841   /* Figure out what error message to issue.  */
2842   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2843     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
2844   else if (is_partial)
2845     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
2846   else
2847     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2848
2849   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
2850     /* If we're inside a class definition, there's no need to
2851        examine the parameters to the class itself.  On the one
2852        hand, they will be checked when the class is defined, and,
2853        on the other, default arguments are valid in things like:
2854          template <class T = double>
2855          struct S { template <class U> void f(U); };
2856        Here the default argument for `S' has no bearing on the
2857        declaration of `f'.  */
2858     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
2859   else
2860     /* Check everything.  */
2861     last_level_to_check = 0;
2862
2863   for (parm_level = parms;
2864        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
2865        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2866     {
2867       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2868       int i;
2869       int ntparms;
2870
2871       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2872       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2873         if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
2874           {
2875             if (msg)
2876               {
2877                 error (msg, decl);
2878                 msg = 0;
2879               }
2880
2881             /* Clear out the default argument so that we are not
2882                confused later.  */
2883             TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
2884           }
2885
2886       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
2887          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
2888       if (msg)
2889         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2890     }
2891 }
2892
2893 /* Worker for push_template_decl_real, called via
2894    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
2895    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
2896    parameter of that level, return nonzero.  */
2897
2898 static int
2899 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
2900 {
2901   int this_level = *(int *)data;
2902   int level;
2903
2904   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2905     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2906   else
2907     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2908   return level == this_level;
2909 }
2910
2911 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
2912    parameters given by current_template_args, or reuses a
2913    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
2914    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
2915
2916    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
2917
2918 tree
2919 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
2920 {
2921   tree tmpl;
2922   tree args;
2923   tree info;
2924   tree ctx;
2925   int primary;
2926   int is_partial;
2927   int new_template_p = 0;
2928   /* True if the template is a member template, in the sense of
2929      [temp.mem].  */
2930   bool member_template_p = false;
2931
2932   if (decl == error_mark_node)
2933     return decl;
2934
2935   /* See if this is a partial specialization.  */
2936   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2937                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
2938                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
2939
2940   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
2941     is_friend = true;
2942
2943   if (is_friend)
2944     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
2945        the type of which it is a friend.  */
2946     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
2947   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
2948            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
2949     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
2950        it is defined.  */
2951     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
2952   else
2953     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
2954        is assumed to be a member of the class.  */
2955     ctx = current_scope ();
2956
2957   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
2958     ctx = NULL_TREE;
2959
2960   if (!DECL_CONTEXT (decl))
2961     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
2962
2963   /* See if this is a primary template.  */
2964   primary = template_parm_scope_p ();
2965
2966   if (primary)
2967     {
2968       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
2969         member_template_p = true;
2970       if (current_lang_name == lang_name_c)
2971         error ("template with C linkage");
2972       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
2973                && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
2974         error ("template class without a name");
2975       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2976         {
2977           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2978             {
2979               /* [temp.mem]
2980
2981                  A destructor shall not be a member template.  */
2982               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
2983               return error_mark_node;
2984             }
2985           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
2986               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
2987                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
2988                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
2989                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
2990                       == void_list_node)))
2991             {
2992               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
2993
2994                  An allocation function can be a function
2995                  template. ... Template allocation functions shall
2996                  have two or more parameters.  */
2997               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
2998               return decl;
2999             }
3000         }
3001       else if ((DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3002                 && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
3003                || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL && ctx && CLASS_TYPE_P (ctx)))
3004         /* OK */;
3005       else
3006         {
3007           error ("template declaration of %q#D", decl);
3008           return error_mark_node;
3009         }
3010     }
3011
3012   /* Check to see that the rules regarding the use of default
3013      arguments are not being violated.  */
3014   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
3015                            primary, is_partial);
3016
3017   if (is_partial)
3018     return process_partial_specialization (decl);
3019
3020   args = current_template_args ();
3021
3022   if (!ctx
3023       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
3024       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
3025       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
3026     {
3027       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3028           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
3029           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
3030         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3031       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
3032          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
3033          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
3034       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3035                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3036                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3037         {
3038           /* Since a template declaration already existed for this
3039              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
3040              that the redeclaration is valid.  */
3041           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
3042                                     current_template_parms);
3043           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
3044              one we already had.  */
3045           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3046         }
3047       else
3048         {
3049           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3050                                       member_template_p);
3051           new_template_p = 1;
3052
3053           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3054               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
3055             {
3056               /* A specialization of a member template of a template
3057                  class.  */
3058               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
3059               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
3060               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
3061             }
3062         }
3063     }
3064   else
3065     {
3066       tree a, t, current, parms;
3067       int i;
3068
3069       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3070         {
3071           if ((IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)))
3072                || TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) == ENUMERAL_TYPE)
3073               && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3074               && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3075             tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3076           else
3077             {
3078               error ("%qD does not declare a template type", decl);
3079               return decl;
3080             }
3081         }
3082       else if (!DECL_LANG_SPECIFIC (decl) || !DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
3083         {
3084           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
3085           return decl;
3086         }
3087       else
3088         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3089
3090       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
3091           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
3092           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
3093           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
3094         {
3095           tree new_tmpl;
3096
3097           /* The declaration is a specialization of a member
3098              template, declared outside the class.  Therefore, the
3099              innermost template arguments will be NULL, so we
3100              replace them with the arguments determined by the
3101              earlier call to check_explicit_specialization.  */
3102           args = DECL_TI_ARGS (decl);
3103
3104           new_tmpl
3105             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3106                                    member_template_p);
3107           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
3108           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3109           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
3110           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
3111           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
3112             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3113
3114           register_specialization (new_tmpl,
3115                                    most_general_template (tmpl),
3116                                    args,
3117                                    is_friend);
3118           return decl;
3119         }
3120
3121       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
3122
3123       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3124       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
3125       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
3126         {
3127           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
3128                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
3129         }
3130       else
3131         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
3132           {
3133             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
3134             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3135
3136             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
3137               {
3138                 if (current == decl)
3139                   error ("got %d template parameters for %q#D",
3140                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
3141                 else
3142                   error ("got %d template parameters for %q#T",
3143                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
3144                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
3145                 return error_mark_node;
3146               }
3147
3148             /* Perhaps we should also check that the parms are used in the
3149                appropriate qualifying scopes in the declarator?  */
3150
3151             if (current == decl)
3152               current = ctx;
3153             else
3154               current = TYPE_CONTEXT (current);
3155           }
3156     }
3157
3158   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
3159   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3160
3161   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
3162      that we do not try to push a global template friend declared in a
3163      template class; such a thing may well depend on the template
3164      parameters of the class.  */
3165   if (new_template_p && !ctx
3166       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
3167     {
3168       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
3169       if (tmpl == error_mark_node)
3170         return error_mark_node;
3171
3172       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
3173       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3174         {
3175           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
3176           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
3177         }
3178     }
3179
3180   if (primary)
3181     {
3182       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
3183       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
3184         {
3185           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
3186
3187           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
3188              depends on innermost template operands.  */
3189
3190           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
3191                                          depth))
3192             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
3193         }
3194     }
3195
3196   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
3197      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
3198      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
3199      argument levels if necessary.  */
3200   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
3201     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
3202
3203   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3204
3205   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
3206     {
3207       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
3208       if ((!ctx || TREE_CODE (ctx) != FUNCTION_DECL)
3209           && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3210           /* Don't change the name if we've already set it up.  */
3211           && !IDENTIFIER_TEMPLATE (DECL_NAME (decl)))
3212         DECL_NAME (decl) = classtype_mangled_name (TREE_TYPE (decl));
3213     }
3214   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
3215     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
3216
3217   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
3218 }
3219
3220 tree
3221 push_template_decl (tree decl)
3222 {
3223   return push_template_decl_real (decl, false);
3224 }
3225
3226 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
3227    template PARMS, e.g.:
3228
3229      template <class T> struct S;
3230      template <class T> struct S {};  */
3231
3232 void
3233 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
3234 {
3235   tree tmpl;
3236   tree tmpl_parms;
3237   int i;
3238
3239   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
3240     {
3241       error ("%qT is not a template type", type);
3242       return;
3243     }
3244
3245   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
3246   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
3247     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
3248        about here; there are no new template parameters for the nested
3249        type.  */
3250     return;
3251
3252   if (!parms)
3253     {
3254       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
3255              tmpl);
3256       return;
3257     }
3258
3259   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3260   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3261
3262   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
3263     {
3264       error ("previous declaration %q+D", tmpl);
3265       error ("used %d template parameter(s) instead of %d",
3266              TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
3267              TREE_VEC_LENGTH (parms));
3268       return;
3269     }
3270
3271   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
3272     {
3273       tree tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3274       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3275       tree tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3276       tree parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3277
3278       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
3279          TEMPLATE_DECL.  */
3280       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
3281           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
3282               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm))))
3283         {
3284           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
3285           error ("redeclared here as %q#D", parm);
3286           return;
3287         }
3288
3289       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
3290         {
3291           /* We have in [temp.param]:
3292
3293              A template-parameter may not be given default arguments
3294              by two different declarations in the same scope.  */
3295           error ("redefinition of default argument for %q#D", parm);
3296           error ("%J  original definition appeared here", tmpl_parm);
3297           return;
3298         }
3299
3300       if (parm_default != NULL_TREE)
3301         /* Update the previous template parameters (which are the ones
3302            that will really count) with the new default value.  */
3303         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
3304       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
3305         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
3306            parameters for any members.  */
3307         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
3308     }
3309 }
3310
3311 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
3312    (possibly simplified) expression.  */
3313
3314 tree
3315 fold_non_dependent_expr (tree expr)
3316 {
3317   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
3318      it.  We're supposed to treat:
3319
3320        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
3321        template <typename T> void f(T[2]);
3322
3323      as two declarations of the same function, for example.  */
3324   if (processing_template_decl
3325       && !type_dependent_expression_p (expr)
3326       && !value_dependent_expression_p (expr))
3327     {
3328       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
3329
3330       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
3331       processing_template_decl = 0;
3332       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
3333                                     /*args=*/NULL_TREE,
3334                                     tf_error,
3335                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
3336                                     /*function_p=*/false);
3337       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
3338     }
3339   return expr;
3340 }
3341
3342 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
3343    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
3344    Extract the innest constant expression.
3345
3346    This is basically a more powerful version of
3347    integral_constant_value, which can be used also in templates where
3348    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
3349    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
3350
3351 tree
3352 fold_decl_constant_value (tree expr)
3353 {
3354   tree const_expr = expr;
3355   do
3356     {
3357       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
3358       const_expr = integral_constant_value (expr);
3359     }
3360   while (expr != const_expr);
3361
3362   return expr;
3363 }
3364
3365 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
3366    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
3367    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
3368    and check that the resulting function has external linkage.  */
3369
3370 static tree
3371 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
3372 {
3373   tree fns = expr;
3374   tree fn, fn_no_ptr;
3375
3376   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
3377   if (fn == error_mark_node)
3378     return error_mark_node;
3379
3380   fn_no_ptr = fn;
3381   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
3382     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
3383
3384   /* [temp.arg.nontype]/1
3385
3386      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3387      shall be one of:
3388      [...]
3389      -- the address of an object or function with external linkage.  */
3390   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
3391     {
3392       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3393              "because function %qD has not external linkage",
3394              expr, type, fn_no_ptr);
3395       return NULL_TREE;
3396     }
3397
3398   return fn;
3399 }
3400
3401 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
3402    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
3403    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
3404    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
3405    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
3406    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
3407    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
3408    must be non-dependent.
3409
3410    The conversion follows the special rules described in
3411    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
3412    conversion.
3413
3414    This function is called twice for each template argument (see
3415    lookup_template_class for a more accurate description of this
3416    problem). This means that we need to handle expressions which
3417    are not valid in a C++ source, but can be created from the
3418    first call (for instance, casts to perform conversions). These
3419    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
3420
3421 static tree
3422 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
3423 {
3424   tree expr_type;
3425
3426   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
3427      This special-case is not needed for correctness (we would easily
3428      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
3429      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
3430      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
3431   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
3432     {
3433       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3434              "because string literals can never be used in this context",
3435              expr, type);
3436       return NULL_TREE;
3437     }
3438
3439   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
3440      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
3441      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
3442      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
3443      so that access checking can be performed when the template is
3444      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
3445      convert the argument.  */
3446   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
3447   expr_type = TREE_TYPE (expr);
3448
3449   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
3450      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
3451      which is the tree that we built on the first call (see
3452      below when coercing to reference to object or to reference to
3453      function). We just strip everything and get to the arg.
3454      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
3455      for examples.  */
3456   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
3457     {
3458       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
3459         {
3460           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
3461              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
3462              could actually change the type to something more cv-qualified,
3463              and this is not folded by convert_from_reference.  */
3464           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3465           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
3466           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
3467           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
3468           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
3469                       (TREE_TYPE (expr_type),
3470                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
3471
3472           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
3473           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3474         }
3475
3476       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
3477          parameter is a pointer to object, through decay and
3478          qualification conversion. Let's strip everything.  */
3479       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3480         {
3481           STRIP_NOPS (expr);
3482           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
3483           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
3484           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
3485              an array. Otherwise, it is part of the original argument
3486              in the source code.  */
3487           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
3488             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3489           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3490         }
3491     }
3492
3493   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
3494
3495      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
3496      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
3497      (_conv.integral_) are applied.  */
3498   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3499     {
3500       if (!INTEGRAL_TYPE_P (expr_type))
3501         return error_mark_node;
3502
3503       expr = fold_decl_constant_value (expr);
3504       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
3505          do not fold into integer constants.  */
3506       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
3507         {
3508           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3509                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
3510           return NULL_TREE;
3511         }
3512
3513       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
3514          because we already know that the expression is of integral
3515          type.  */
3516       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
3517       if (expr == error_mark_node)
3518         return error_mark_node;
3519
3520       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
3521       expr = fold (expr);
3522     }
3523   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
3524
3525      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
3526      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
3527      conversion (_conv.array_) are applied.  */
3528   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3529     {
3530       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
3531
3532          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3533          shall be one of: [...]
3534
3535          -- the name of a non-type template-parameter;
3536          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
3537             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
3538             refers to a function or array, or if the corresponding
3539             template-parameter is a reference.
3540
3541         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
3542         for a parameter of type pointer-to-object.  */
3543       bool constant_address_p =
3544         (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR
3545          || TREE_CODE (expr_type) == ARRAY_TYPE
3546          || (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr)));
3547
3548       expr = decay_conversion (expr);
3549       if (expr == error_mark_node)
3550         return error_mark_node;
3551
3552       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3553       if (expr == error_mark_node)
3554         return error_mark_node;
3555
3556       if (!constant_address_p)
3557         {
3558             error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3559                   "because it is not a constant pointer", expr, type);
3560             return NULL_TREE;
3561         }
3562     }
3563   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
3564
3565      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
3566      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
3567      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
3568      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
3569      template-argument, which must be an lvalue.  */
3570   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
3571     {
3572       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
3573                                                       expr_type))
3574         return error_mark_node;
3575
3576       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
3577         {
3578           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3579                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
3580           return NULL_TREE;
3581         }
3582
3583       if (!real_lvalue_p (expr))
3584         {
3585           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3586                  "because it is not a lvalue", expr, type);
3587           return NULL_TREE;
3588         }
3589
3590       /* [temp.arg.nontype]/1
3591
3592          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3593          shall be one of: [...]
3594
3595          -- the address of an object or function with external linkage.  */
3596       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
3597         {
3598           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3599                  "because object %qD has not external linkage",
3600                  expr, type, expr);
3601           return NULL_TREE;
3602         }
3603
3604       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3605     }
3606   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
3607
3608      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
3609      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
3610      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
3611      pointer to such), the matching function is selected from the set
3612      (_over.over_).  */
3613   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
3614     {
3615       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
3616          context information to decay the pointer.  */
3617       if (!type_unknown_p (expr_type))
3618         {
3619           expr = decay_conversion (expr);
3620           if (expr == error_mark_node)
3621             return error_mark_node;
3622         }
3623
3624       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
3625       if (!expr || expr == error_mark_node)
3626         return expr;
3627     }
3628   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
3629
3630      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
3631      conversions apply. If the template-argument represents a set of
3632      overloaded functions, the matching function is selected from the set
3633      (_over.over_).  */
3634   else if (TYPE_REFFN_P (type))
3635     {
3636       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3637         {
3638           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3639                  "because it is a pointer", expr, type);
3640           inform ("try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
3641           return NULL_TREE;
3642         }
3643
3644       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
3645       if (!expr || expr == error_mark_node)
3646         return expr;
3647
3648       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3649     }
3650   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
3651
3652      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
3653      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
3654      overloaded member functions, the matching member function is selected
3655      from the set (_over.over_).  */
3656   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
3657     {
3658       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
3659       if (expr == error_mark_node)
3660         return error_mark_node;
3661
3662       /* There is no way to disable standard conversions in
3663          resolve_address_of_overloaded_function (called by
3664          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
3665          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
3666          to reject this conversion here.
3667
3668          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
3669          it would still be better to reject them here so that we can
3670          provide a superior diagnostic.  */
3671       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
3672         {
3673           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
3674           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
3675           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3676                  "because it is of type %qT", expr, type,
3677                  TREE_TYPE (expr));
3678           inform ("standard conversions are not allowed in this context");
3679           return NULL_TREE;
3680         }
3681     }
3682   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
3683
3684      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
3685      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
3686   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
3687     {
3688       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3689       if (expr == error_mark_node)
3690         return expr;
3691     }
3692   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
3693   else
3694     gcc_unreachable ();
3695
3696   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
3697      right type?  */
3698   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
3699   return expr;
3700 }
3701
3702
3703 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
3704    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
3705    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
3706    or PARM_DECL.
3707
3708    ARG_PARMS may contain more parameters than PARM_PARMS.  If this is
3709    the case, then extra parameters must have default arguments.
3710
3711    Consider the example:
3712      template <class T, class Allocator = allocator> class vector;
3713      template<template <class U> class TT> class C;
3714
3715    C<vector> is a valid instantiation.  PARM_PARMS for the above code
3716    contains a TYPE_DECL (for U),  ARG_PARMS contains two TYPE_DECLs (for
3717    T and Allocator) and OUTER_ARGS contains the argument that is used to
3718    substitute the TT parameter.  */
3719
3720 static int
3721 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
3722                                 tree arg_parms,
3723                                 tsubst_flags_t complain,
3724                                 tree in_decl,
3725                                 tree outer_args)
3726 {
3727   int nparms, nargs, i;
3728   tree parm, arg;
3729
3730   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
3731   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
3732
3733   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
3734   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
3735
3736   /* The rule here is opposite of coerce_template_parms.  */
3737   if (nargs < nparms
3738       || (nargs > nparms
3739           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, nparms)) == NULL_TREE))
3740     return 0;
3741
3742   for (i = 0; i < nparms; ++i)
3743     {
3744       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
3745       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
3746
3747       if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
3748           || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
3749         return 0;
3750
3751       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
3752         return 0;
3753
3754       switch (TREE_CODE (parm))
3755         {
3756         case TYPE_DECL:
3757           break;
3758
3759         case TEMPLATE_DECL:
3760           /* We encounter instantiations of templates like
3761                template <template <template <class> class> class TT>
3762                class C;  */
3763           {
3764             tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3765             tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3766
3767             if (!coerce_template_template_parms
3768                 (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
3769               return 0;
3770           }
3771           break;
3772
3773         case PARM_DECL:
3774           /* The tsubst call is used to handle cases such as
3775
3776                template <int> class C {};
3777                template <class T, template <T> class TT> class D {};
3778                D<int, C> d;
3779
3780              i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
3781           if (!dependent_type_p (TREE_TYPE (arg))
3782               && !same_type_p
3783                     (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
3784                              TREE_TYPE (arg)))
3785             return 0;
3786           break;
3787
3788         default:
3789           gcc_unreachable ();
3790         }
3791     }
3792   return 1;
3793 }
3794
3795 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
3796    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
3797    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
3798    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
3799    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
3800    the full set of template arguments deduced so far.  */
3801
3802 static tree
3803 convert_template_argument (tree parm,
3804                            tree arg,
3805                            tree args,
3806                            tsubst_flags_t complain,
3807                            int i,
3808                            tree in_decl)
3809 {
3810   tree val;
3811   tree inner_args;
3812   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
3813
3814   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3815
3816   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
3817       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
3818     {
3819       /* The template argument was the name of some
3820          member function.  That's usually
3821          invalid, but static members are OK.  In any
3822          case, grab the underlying fields/functions
3823          and issue an error later if required.  */
3824       arg = TREE_VALUE (arg);
3825       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
3826     }
3827
3828   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
3829   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
3830                    || requires_tmpl_type);
3831
3832   is_tmpl_type = ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
3833                    && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
3834                   || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3835                   || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
3836
3837   if (is_tmpl_type
3838       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3839           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
3840     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
3841
3842   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
3843
3844   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
3845       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
3846     {
3847       pedwarn ("to refer to a type member of a template parameter, "
3848                "use %<typename %E%>", arg);
3849
3850       arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
3851                                 TREE_OPERAND (arg, 1),
3852                                 typename_type,
3853                                 complain & tf_error);
3854       is_type = 1;
3855     }
3856   if (is_type != requires_type)
3857     {
3858       if (in_decl)
3859         {
3860           if (complain & tf_error)
3861             {
3862               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3863                      "parameter list for %qD",
3864                      i + 1, in_decl);
3865               if (is_type)
3866                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
3867                        TREE_TYPE (parm),
3868                        (is_tmpl_type ? DECL_NAME (arg) : arg));
3869               else if (requires_tmpl_type)
3870                 error ("  expected a class template, got %qE", arg);
3871               else
3872                 error ("  expected a type, got %qE", arg);
3873             }
3874         }
3875       return error_mark_node;
3876     }
3877   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
3878     {
3879       if (in_decl && (complain & tf_error))
3880         {
3881           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3882                  "parameter list for %qD",
3883                  i + 1, in_decl);
3884           if (is_tmpl_type)
3885             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
3886           else
3887             error ("  expected a class template, got %qT", arg);
3888         }
3889       return error_mark_node;
3890     }
3891
3892   if (is_type)
3893     {
3894       if (requires_tmpl_type)
3895         {
3896           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
3897             /* The number of argument required is not known yet.
3898                Just accept it for now.  */
3899             val = TREE_TYPE (arg);
3900           else
3901             {
3902               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3903               tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3904
3905               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
3906                                                   complain, in_decl,
3907                                                   inner_args))
3908                 {
3909                   val = arg;
3910
3911                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
3912                      TEMPLATE_DECL.  */
3913                   if (val != error_mark_node
3914                       && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
3915                     val = TREE_TYPE (val);
3916                 }
3917               else
3918                 {
3919                   if (in_decl && (complain & tf_error))
3920                     {
3921                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
3922                              "template parameter list for %qD",
3923                              i + 1, in_decl);
3924                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
3925                              parm, arg);
3926                     }
3927
3928                   val = error_mark_node;
3929                 }
3930             }
3931         }
3932       else
3933         val = arg;
3934     }
3935   else
3936     {
3937       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
3938
3939       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
3940         return error_mark_node;
3941
3942       if (!uses_template_parms (arg) && !uses_template_parms (t))
3943         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
3944            will report errors, which we don't want when complain
3945            is zero.  More importantly, digest_init will try too
3946            hard to convert things: for example, `0' should not be
3947            converted to pointer type at this point according to
3948            the standard.  Accepting this is not merely an
3949            extension, since deciding whether or not these
3950            conversions can occur is part of determining which
3951            function template to call, or whether a given explicit
3952            argument specification is valid.  */
3953         val = convert_nontype_argument (t, arg);
3954       else
3955         val = arg;
3956
3957       if (val == NULL_TREE)
3958         val = error_mark_node;
3959       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
3960         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  arg, t);
3961     }
3962
3963   return val;
3964 }
3965
3966 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
3967    return a vector containing the innermost resulting template
3968    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
3969    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
3970
3971    If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is nonzero, all arguments must be
3972    provided in ARGLIST, or else trailing parameters must have default
3973    values.  If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is zero, we will attempt argument
3974    deduction for any unspecified trailing arguments.  */
3975
3976 static tree
3977 coerce_template_parms (tree parms,
3978                        tree args,
3979                        tree in_decl,
3980                        tsubst_flags_t complain,
3981                        int require_all_arguments)
3982 {
3983   int nparms, nargs, i, lost = 0;
3984   tree inner_args;
3985   tree new_args;
3986   tree new_inner_args;
3987
3988   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3989   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
3990   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
3991
3992   if (nargs > nparms
3993       || (nargs < nparms
3994           && require_all_arguments
3995           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs)) == NULL_TREE))
3996     {
3997       if (complain & tf_error)
3998         {
3999           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
4000                  nargs, nparms);
4001
4002           if (in_decl)
4003             error ("provided for %q+D", in_decl);
4004         }
4005
4006       return error_mark_node;
4007     }
4008
4009   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
4010   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
4011   for (i = 0; i < nparms; i++)
4012     {
4013       tree arg;
4014       tree parm;
4015
4016       /* Get the Ith template parameter.  */
4017       parm = TREE_VEC_ELT (parms, i);
4018
4019       /* Calculate the Ith argument.  */
4020       if (i < nargs)
4021         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
4022       else if (require_all_arguments)
4023         /* There must be a default arg in this case.  */
4024         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
4025                                    complain, in_decl);
4026       else
4027         break;
4028
4029       gcc_assert (arg);
4030       if (arg == error_mark_node)
4031         {
4032           if (complain & tf_error)
4033             error ("template argument %d is invalid", i + 1);
4034         }
4035       else
4036         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
4037                                          arg, new_args, complain, i,
4038                                          in_decl);
4039
4040       if (arg == error_mark_node)
4041         lost++;
4042       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = arg;
4043     }
4044
4045   if (lost)
4046     return error_mark_node;
4047
4048   return new_inner_args;
4049 }
4050
4051 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
4052
4053 static int
4054 template_args_equal (tree ot, tree nt)
4055 {
4056   if (nt == ot)
4057     return 1;
4058
4059   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
4060     /* For member templates */
4061     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
4062   else if (TYPE_P (nt))
4063     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
4064   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
4065     return 0;
4066   else
4067     return cp_tree_equal (ot, nt);
4068 }
4069
4070 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
4071    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
4072
4073 int
4074 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
4075 {
4076   int i;
4077
4078   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
4079     return 0;
4080
4081   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
4082     {
4083       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
4084       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
4085
4086       if (! template_args_equal (ot, nt))
4087         return 0;
4088     }
4089   return 1;
4090 }
4091
4092 /* Given class template name and parameter list, produce a user-friendly name
4093    for the instantiation.  */
4094
4095 static char *
4096 mangle_class_name_for_template (const char* name, tree parms, tree arglist)
4097 {
4098   static struct obstack scratch_obstack;
4099   static char *scratch_firstobj;
4100   int i, nparms;
4101
4102   if (!scratch_firstobj)
4103     gcc_obstack_init (&scratch_obstack);
4104   else
4105     obstack_free (&scratch_obstack, scratch_firstobj);
4106   scratch_firstobj = obstack_alloc (&scratch_obstack, 1);
4107
4108 #define ccat(C) obstack_1grow (&scratch_obstack, (C));
4109 #define cat(S)  obstack_grow (&scratch_obstack, (S), strlen (S))
4110
4111   cat (name);
4112   ccat ('<');
4113   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4114   arglist = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
4115   gcc_assert (nparms == TREE_VEC_LENGTH (arglist));
4116   for (i = 0; i < nparms; i++)
4117     {
4118       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4119       tree arg = TREE_VEC_ELT (arglist, i);
4120
4121       if (i)
4122         ccat (',');
4123
4124       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
4125         {
4126           cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4127           continue;
4128         }
4129       else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4130         {
4131           if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
4132             {
4133               /* Already substituted with real template.  Just output
4134                  the template name here */
4135               tree context = DECL_CONTEXT (arg);
4136               if (context)
4137                 {
4138                   /* The template may be defined in a namespace, or
4139                      may be a member template.  */
4140                   gcc_assert (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL
4141                               || CLASS_TYPE_P (context));
4142                   cat (decl_as_string (DECL_CONTEXT (arg),
4143                                       TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4144                   cat ("::");
4145                 }
4146               cat (IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (arg)));
4147             }
4148           else
4149             /* Output the parameter declaration.  */
4150             cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4151           continue;
4152         }
4153       else
4154         gcc_assert (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL);
4155
4156       /* No need to check arglist against parmlist here; we did that
4157          in coerce_template_parms, called from lookup_template_class.  */
4158       cat (expr_as_string (arg, TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4159     }
4160   {
4161     char *bufp = obstack_next_free (&scratch_obstack);
4162     int offset = 0;
4163     while (bufp[offset - 1] == ' ')
4164       offset--;
4165     obstack_blank_fast (&scratch_obstack, offset);
4166
4167     /* B<C<char> >, not B<C<char>> */
4168     if (bufp[offset - 1] == '>')
4169       ccat (' ');
4170   }
4171   ccat ('>');
4172   ccat ('\0');
4173   return (char *) obstack_base (&scratch_obstack);
4174 }
4175
4176 static tree
4177 classtype_mangled_name (tree t)
4178 {
4179   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t)
4180       /* Specializations have already had their names set up in
4181          lookup_template_class.  */
4182       && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
4183     {
4184       tree tmpl = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
4185
4186       /* For non-primary templates, the template parameters are
4187          implicit from their surrounding context.  */
4188       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4189         {
4190           tree name = DECL_NAME (tmpl);
4191           char *mangled_name = mangle_class_name_for_template
4192             (IDENTIFIER_POINTER (name),
4193              DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
4194              CLASSTYPE_TI_ARGS (t));
4195           tree id = get_identifier (mangled_name);
4196           IDENTIFIER_TEMPLATE (id) = name;
4197           return id;
4198         }
4199     }
4200
4201   return TYPE_IDENTIFIER (t);
4202 }
4203
4204 static void
4205 add_pending_template (tree d)
4206 {
4207   tree ti = (TYPE_P (d)
4208              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
4209              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
4210   tree pt;
4211   int level;
4212
4213   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
4214     return;
4215
4216   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
4217      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
4218      Compensate.  */
4219   level = !(current_tinst_level && TINST_DECL (current_tinst_level) == d);
4220
4221   if (level)
4222     push_tinst_level (d);
4223
4224   pt = tree_cons (current_tinst_level, d, NULL_TREE);
4225   if (last_pending_template)
4226     TREE_CHAIN (last_pending_template) = pt;
4227   else
4228     pending_templates = pt;
4229
4230   last_pending_template = pt;
4231
4232   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
4233
4234   if (level)
4235     pop_tinst_level ();
4236 }
4237
4238
4239 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
4240    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
4241    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
4242
4243 tree
4244 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
4245 {
4246   tree type;
4247
4248   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
4249     return error_mark_node;
4250
4251   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
4252   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
4253                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
4254
4255   if (BASELINK_P (fns))
4256     {
4257       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
4258                                          unknown_type_node,
4259                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
4260                                          arglist);
4261       return fns;
4262     }
4263
4264   type = TREE_TYPE (fns);
4265   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
4266     type = unknown_type_node;
4267
4268   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
4269 }
4270
4271 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
4272    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
4273    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
4274    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
4275    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
4276    DECL is returned.  */
4277
4278 tree
4279 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
4280 {
4281   return (decl != NULL_TREE
4282           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4283           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
4284           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4285           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
4286     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
4287 }
4288
4289 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
4290    parameters, find the desired type.
4291
4292    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
4293
4294    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
4295    instantiate.
4296
4297    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
4298    the class we are looking up.
4299
4300    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
4301
4302    If the template class is really a local class in a template
4303    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
4304    being instantiated.
4305
4306    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
4307    template-id: the first time from the parser, while creating the
4308    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
4309    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
4310    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
4311    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
4312
4313 tree
4314 lookup_template_class (tree d1,
4315                        tree arglist,
4316                        tree in_decl,
4317                        tree context,
4318                        int entering_scope,
4319                        tsubst_flags_t complain)
4320 {
4321   tree template = NULL_TREE, parmlist;
4322   tree t;
4323
4324   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
4325
4326   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
4327     {
4328       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
4329       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
4330         template = value;
4331       else
4332         {
4333           if (context)
4334             push_decl_namespace (context);
4335           template = lookup_name (d1, /*prefer_type=*/0);
4336           template = maybe_get_template_decl_from_type_decl (template);
4337           if (context)
4338             pop_decl_namespace ();
4339         }
4340       if (template)
4341         context = DECL_CONTEXT (template);
4342     }
4343   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && IS_AGGR_TYPE (TREE_TYPE (d1)))
4344     {
4345       tree type = TREE_TYPE (d1);
4346
4347       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
4348          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
4349       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
4350         type = TREE_TYPE (type);
4351
4352       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4353         {
4354           template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4355           d1 = DECL_NAME (template);
4356         }
4357     }
4358   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
4359            || (TYPE_P (d1) && IS_AGGR_TYPE (d1)))
4360     {
4361       template = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
4362       d1 = DECL_NAME (template);
4363     }
4364   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
4365            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
4366     {
4367       template = d1;
4368       d1 = DECL_NAME (template);
4369       context = DECL_CONTEXT (template);
4370     }
4371
4372   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
4373   if (! template)
4374     {
4375       if (complain & tf_error)
4376         error ("%qT is not a template", d1);
4377       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4378     }
4379
4380   if (TREE_CODE (template) != TEMPLATE_DECL
4381          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
4382             the user.  */
4383       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (template)
4384           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)))
4385     {
4386       if (complain & tf_error)
4387         {
4388           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
4389           if (in_decl)
4390             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
4391         }
4392       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4393     }
4394
4395   complain &= ~tf_user;
4396
4397   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (template))
4398     {
4399       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
4400          template arguments */
4401
4402       tree parm;
4403       tree arglist2;
4404
4405       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (template);
4406
4407       /* Consider an example where a template template parameter declared as
4408
4409            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
4410
4411          The template parameter level of T and U are one level larger than
4412          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
4413          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
4414          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
4415          available when not appearing as default template argument, can be
4416          obtained from `current_template_args ()'.
4417
4418          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
4419          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
4420          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
4421          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
4422
4423       if (current_template_parms)
4424         arglist = add_to_template_args (current_template_args (), arglist);
4425
4426       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, template,
4427                                         complain, /*require_all_args=*/1);
4428       if (arglist2 == error_mark_node
4429           || (!uses_template_parms (arglist2)
4430               && check_instantiated_args (template, arglist2, complain)))
4431         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4432
4433       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (template), arglist2);
4434       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
4435     }
4436   else
4437     {
4438       tree template_type = TREE_TYPE (template);
4439       tree gen_tmpl;
4440       tree type_decl;
4441       tree found = NULL_TREE;
4442       int arg_depth;
4443       int parm_depth;
4444       int is_partial_instantiation;
4445
4446       gen_tmpl = most_general_template (template);
4447       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
4448       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
4449       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4450
4451       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
4452         {
4453           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
4454              For example, given:
4455
4456                template <class T> struct S1 {
4457                  template <class U> struct S2 {};
4458                  template <class U> struct S2<U*> {};
4459                 };
4460
4461              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
4462              TEMPLATE will be `template <class T> template
4463              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
4464              arguments.  */
4465           arglist
4466             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (template)),
4467                                            arglist);
4468           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4469         }
4470
4471       /* Now we should have enough arguments.  */
4472       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
4473
4474       /* From here on, we're only interested in the most general
4475          template.  */
4476       template = gen_tmpl;
4477
4478       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
4479          actually tsubst'd into the definition to create the
4480          instantiation.  */
4481       if (parm_depth > 1)
4482         {
4483           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
4484           int i;
4485           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4486
4487           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
4488
4489           for (i = saved_depth,
4490                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (template);
4491                i > 0 && t != NULL_TREE;
4492                --i, t = TREE_CHAIN (t))
4493             {
4494               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
4495                                               arglist, template,
4496                                               complain, /*require_all_args=*/1);
4497
4498               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
4499               if (a == error_mark_node)
4500                 {
4501                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4502                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4503                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4504                 }
4505
4506               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
4507
4508               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
4509                  that coerce_template_parms will see only the arguments
4510                  corresponding to the template parameters it is
4511                  examining.  */
4512               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4513             }
4514
4515           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4516           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4517
4518           arglist = bound_args;
4519         }
4520       else
4521         arglist
4522           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
4523                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4524                                    template,
4525                                    complain, /*require_all_args=*/1);
4526
4527       if (arglist == error_mark_node)
4528         /* We were unable to bind the arguments.  */
4529         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4530
4531       /* In the scope of a template class, explicit references to the
4532          template class refer to the type of the template, not any
4533          instantiation of it.  For example, in:
4534
4535            template <class T> class C { void f(C<T>); }
4536
4537          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
4538          class, however, such a reference is an instantiation.  */
4539       if (comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
4540                               arglist))
4541         {
4542           found = template_type;
4543
4544           if (!entering_scope && PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4545             {
4546               tree ctx;
4547
4548               for (ctx = current_class_type;
4549                    ctx && TREE_CODE (ctx) != NAMESPACE_DECL;
4550                    ctx = (TYPE_P (ctx)
4551                           ? TYPE_CONTEXT (ctx)
4552                           : DECL_CONTEXT (ctx)))
4553                 if (TYPE_P (ctx) && same_type_p (ctx, template_type))
4554                   goto found_ctx;
4555
4556               /* We're not in the scope of the class, so the
4557                  TEMPLATE_TYPE is not the type we want after all.  */
4558               found = NULL_TREE;
4559             found_ctx:;
4560             }
4561         }
4562       if (found)
4563         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4564
4565       /* If we already have this specialization, return it.  */
4566       found = retrieve_specialization (template, arglist,
4567                                        /*class_specializations_p=*/false);
4568       if (found)
4569         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4570
4571       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
4572          arguments still involve template parameters.  Note that we set
4573          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
4574          well.  */
4575       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
4576
4577       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
4578          failed.  */
4579       if (!is_partial_instantiation
4580           && check_instantiated_args (template,
4581                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4582                                       complain))
4583         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4584
4585       if (!is_partial_instantiation
4586           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)
4587           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (template)) == NAMESPACE_DECL)
4588         {
4589           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (template),
4590                                       DECL_NAME (template),
4591                                       /*tag_scope=*/ts_global);
4592           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4593         }
4594
4595       context = tsubst (DECL_CONTEXT (template), arglist,
4596                         complain, in_decl);
4597       if (!context)
4598         context = global_namespace;
4599
4600       /* Create the type.  */
4601       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
4602         {
4603           if (!is_partial_instantiation)
4604             {
4605               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
4606               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type));
4607             }
4608           else
4609             /* We don't want to call start_enum for this type, since
4610                the values for the enumeration constants may involve
4611                template parameters.  And, no one should be interested
4612                in the enumeration constants for such a type.  */
4613             t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
4614         }
4615       else
4616         {
4617           t = make_aggr_type (TREE_CODE (template_type));
4618           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
4619             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
4620           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
4621           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
4622
4623           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
4624           if (context == current_function_decl)
4625             pushtag (DECL_NAME (template), t, /*tag_scope=*/ts_current);
4626         }
4627
4628       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
4629          will already be set up.  */
4630       if (!TYPE_NAME (t))
4631         {
4632           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
4633
4634           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (template), t);
4635           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
4636           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
4637           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
4638             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4639         }
4640       else
4641         type_decl = TYPE_NAME (t);
4642
4643       TREE_PRIVATE (type_decl)
4644         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4645       TREE_PROTECTED (type_decl)
4646         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4647       DECL_IN_SYSTEM_HEADER (type_decl)
4648         = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (template);
4649       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
4650         {
4651           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
4652           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
4653         }
4654
4655       /* Set up the template information.  We have to figure out which
4656          template is the immediate parent if this is a full
4657          instantiation.  */
4658       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
4659           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4660         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
4661         found = template;
4662       else
4663         {
4664           /* This is a full instantiation of a member template.  Look
4665              for a partial instantiation of which this is an instance.  */
4666
4667           for (found = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template);
4668                found; found = TREE_CHAIN (found))
4669             {
4670               int success;
4671               tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (found));
4672
4673               /* We only want partial instantiations, here, not
4674                  specializations or full instantiations.  */
4675               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_VALUE (found))
4676                   || !uses_template_parms (TREE_VALUE (found)))
4677                 continue;
4678
4679               /* Temporarily reduce by one the number of levels in the
4680                  ARGLIST and in FOUND so as to avoid comparing the
4681                  last set of arguments.  */
4682               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4683               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found)) --;
4684
4685               /* See if the arguments match.  If they do, then TMPL is
4686                  the partial instantiation we want.  */
4687               success = comp_template_args (TREE_PURPOSE (found), arglist);
4688
4689               /* Restore the argument vectors to their full size.  */
4690               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4691               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found))++;
4692
4693               if (success)
4694                 {
4695                   found = tmpl;
4696                   break;
4697                 }
4698             }
4699
4700           if (!found)
4701             {
4702               /* There was no partial instantiation. This happens
4703                  where C<T> is a member template of A<T> and it's used
4704                  in something like
4705
4706                   template <typename T> struct B { A<T>::C<int> m; };
4707                   B<float>;
4708
4709                  Create the partial instantiation.
4710                */
4711               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4712               found = tsubst (template, arglist, complain, NULL_TREE);
4713               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4714             }
4715         }
4716
4717       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));
4718       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template)
4719         = tree_cons (arglist, t,
4720                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template));
4721
4722       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE
4723           && !is_partial_instantiation)
4724         /* Now that the type has been registered on the instantiations
4725            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
4726            constants may involve the enumeration type itself, we make
4727            sure to register the type first, and then create the
4728            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
4729            constants won't result in recursive calls here; we'll find
4730            the instantiation and exit above.  */
4731         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
4732
4733       /* Reset the name of the type, now that CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO
4734          is set up.  */
4735       if (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE)
4736         DECL_NAME (type_decl) = classtype_mangled_name (t);
4737       if (is_partial_instantiation)
4738         /* If the type makes use of template parameters, the
4739            code that generates debugging information will crash.  */
4740         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
4741
4742       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
4743     }
4744   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
4745 }
4746 \f
4747 struct pair_fn_data
4748 {
4749   tree_fn_t fn;
4750   void *data;
4751   struct pointer_set_t *visited;
4752 };
4753
4754 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
4755
4756 static tree
4757 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
4758 {
4759   tree t = *tp;
4760   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
4761   tree_fn_t fn = pfd->fn;
4762   void *data = pfd->data;
4763
4764   if (TYPE_P (t)
4765       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited))
4766     return error_mark_node;
4767
4768   switch (TREE_CODE (t))
4769     {
4770     case RECORD_TYPE:
4771       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
4772         break;
4773       /* Fall through.  */
4774
4775     case UNION_TYPE:
4776     case ENUMERAL_TYPE:
4777       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
4778         *walk_subtrees = 0;
4779       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
4780                                        fn, data, pfd->visited))
4781         return error_mark_node;
4782       break;
4783
4784     case METHOD_TYPE:
4785       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
4786          explicitly here.  */
4787       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
4788                                   pfd->visited))
4789         return error_mark_node;
4790       /* Fall through.  */
4791
4792     case FUNCTION_TYPE:
4793       /* Check the return type.  */
4794       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4795         return error_mark_node;
4796
4797       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
4798          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
4799          contain expressions that involve template parameters.  But,
4800          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
4801          instantiated, they don't contain template parameters, so
4802          there's no point in looking at them then, either.  */
4803       {
4804         tree parm;
4805
4806         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
4807           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
4808                                       pfd->visited))
4809             return error_mark_node;
4810
4811         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
4812            want walk_tree walking into them itself.  */
4813         *walk_subtrees = 0;
4814       }
4815       break;
4816
4817     case TYPEOF_TYPE:
4818       if (for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
4819                                   pfd->visited))
4820         return error_mark_node;
4821       break;
4822
4823     case FUNCTION_DECL:
4824     case VAR_DECL:
4825       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
4826           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
4827                                      pfd->visited))
4828         return error_mark_node;
4829       /* Fall through.  */
4830
4831     case PARM_DECL:
4832     case CONST_DECL:
4833       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
4834           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
4835                                      pfd->visited))
4836         return error_mark_node;
4837       if (DECL_CONTEXT (t)
4838           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
4839                                      pfd->visited))
4840         return error_mark_node;
4841       break;
4842
4843     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4844       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
4845       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited))
4846         return error_mark_node;
4847       /* Fall through.  */
4848
4849     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4850     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
4851     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
4852       if (fn && (*fn)(t, data))
4853         return error_mark_node;
4854       else if (!fn)
4855         return error_mark_node;
4856       break;
4857
4858     case TEMPLATE_DECL:
4859       /* A template template parameter is encountered.  */
4860       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
4861           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4862         return error_mark_node;
4863
4864       /* Already substituted template template parameter */
4865       *walk_subtrees = 0;
4866       break;
4867
4868     case TYPENAME_TYPE:
4869       if (!fn
4870           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
4871                                      data, pfd->visited))
4872         return error_mark_node;
4873       break;
4874
4875     case CONSTRUCTOR:
4876       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
4877           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
4878                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
4879                                      pfd->visited))
4880         return error_mark_node;
4881       break;
4882
4883     case INDIRECT_REF:
4884     case COMPONENT_REF:
4885       /* If there's no type, then this thing must be some expression
4886          involving template parameters.  */
4887       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
4888         return error_mark_node;
4889       break;
4890
4891     case MODOP_EXPR:
4892     case CAST_EXPR:
4893     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
4894     case CONST_CAST_EXPR:
4895     case STATIC_CAST_EXPR:
4896     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
4897     case ARROW_EXPR:
4898     case DOTSTAR_EXPR:
4899     case TYPEID_EXPR:
4900     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
4901       if (!fn)
4902         return error_mark_node;
4903       break;
4904
4905     case BASELINK:
4906       /* If we do not handle this case specially, we end up walking
4907          the BINFO hierarchy, which is circular, and therefore
4908          confuses walk_tree.  */
4909       *walk_subtrees = 0;
4910       if (for_each_template_parm (BASELINK_FUNCTIONS (*tp), fn, data,
4911                                   pfd->visited))
4912         return error_mark_node;
4913       break;
4914
4915     default:
4916       break;
4917     }
4918
4919   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
4920   return NULL_TREE;
4921 }
4922
4923 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
4924    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
4925    call FN with the parameter and the DATA.
4926    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
4927    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
4928    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
4929    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
4930    considered to be the function which always returns 1.  */
4931
4932 static int
4933 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
4934                         struct pointer_set_t *visited)
4935 {
4936   struct pair_fn_data pfd;
4937   int result;
4938
4939   /* Set up.  */
4940   pfd.fn = fn;
4941   pfd.data = data;
4942
4943   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
4944      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
4945      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
4946      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
4947      visited list.)  */
4948   if (visited)
4949     pfd.visited = visited;
4950   else
4951     pfd.visited = pointer_set_create ();
4952   result = walk_tree (&t,
4953                       for_each_template_parm_r,
4954                       &pfd,
4955                       pfd.visited) != NULL_TREE;
4956
4957   /* Clean up.  */
4958   if (!visited)
4959     {
4960       pointer_set_destroy (pfd.visited);
4961       pfd.visited = 0;
4962     }
4963
4964   return result;
4965 }
4966
4967 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
4968
4969 int
4970 uses_template_parms (tree t)
4971 {
4972   bool dependent_p;
4973   int saved_processing_template_decl;
4974
4975   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4976   if (!saved_processing_template_decl)
4977     processing_template_decl = 1;
4978   if (TYPE_P (t))
4979     dependent_p = dependent_type_p (t);
4980   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
4981     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
4982   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
4983     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
4984                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
4985   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
4986     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
4987   else if (DECL_P (t)
4988            || EXPR_P (t)
4989            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4990            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
4991            || TREE_CODE (t) == BASELINK
4992            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
4993            || CONSTANT_CLASS_P (t))
4994     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
4995                    || value_dependent_expression_p (t));
4996   else
4997     {
4998       gcc_assert (t == error_mark_node);
4999       dependent_p = false;
5000     }
5001
5002   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
5003
5004   return dependent_p;
5005 }
5006
5007 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
5008
5009 int
5010 uses_template_parms_level (tree t, int level)
5011 {
5012   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL);
5013 }
5014
5015 static int tinst_depth;
5016 extern int max_tinst_depth;
5017 #ifdef GATHER_STATISTICS
5018 int depth_reached;
5019 #endif
5020 static int tinst_level_tick;
5021 static int last_template_error_tick;
5022
5023 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
5024    for diagnostics and to restore it later.  */
5025
5026 int
5027 push_tinst_level (tree d)
5028 {
5029   tree new;
5030
5031   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
5032     {
5033       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
5034          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
5035          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
5036       if (uses_template_parms (d))
5037         return 0;
5038
5039       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
5040       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
5041              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
5042              max_tinst_depth, d);
5043
5044       print_instantiation_context ();
5045
5046       return 0;
5047     }
5048
5049   new = make_node (TINST_LEVEL);
5050   TINST_DECL (new) = d;
5051   TINST_LOCATION (new) = input_location;
5052   TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (new) = in_system_header;
5053   TREE_CHAIN (new) = current_tinst_level;
5054   current_tinst_level = new;
5055
5056   ++tinst_depth;
5057 #ifdef GATHER_STATISTICS
5058   if (tinst_depth > depth_reached)
5059     depth_reached = tinst_depth;
5060 #endif
5061
5062   ++tinst_level_tick;
5063   return 1;
5064 }
5065
5066 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
5067    context.  */
5068
5069 void
5070 pop_tinst_level (void)
5071 {
5072   tree old = current_tinst_level;
5073
5074   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
5075      this instantiation.  */
5076   input_location = TINST_LOCATION (old);
5077   in_system_header = TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (old);
5078   current_tinst_level = TREE_CHAIN (old);
5079   --tinst_depth;
5080   ++tinst_level_tick;
5081 }
5082
5083 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
5084    instantiation context in which the instantiation was requested, which
5085    is one step out from LEVEL.  */
5086
5087 static void
5088 reopen_tinst_level (tree level)
5089 {
5090   tree t;
5091
5092   tinst_depth = 0;
5093   for (t = level; t; t = TREE_CHAIN (t))
5094     ++tinst_depth;
5095
5096   current_tinst_level = level;
5097   pop_tinst_level ();
5098 }
5099
5100 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
5101    vector of template arguments, as for tsubst.
5102
5103    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
5104
5105 static tree
5106 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
5107 {
5108   tree new_friend;
5109
5110   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
5111       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
5112       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
5113     /* This was a friend declared with an explicit template
5114        argument list, e.g.:
5115
5116        friend void f<>(T);
5117
5118        to indicate that f was a template instantiation, not a new
5119        function declaration.  Now, we have to figure out what
5120        instantiation of what template.  */
5121     {
5122       tree template_id, arglist, fns;
5123       tree new_args;
5124       tree tmpl;
5125       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
5126
5127       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
5128          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
5129          current cless with same name.  */
5130       push_nested_namespace (ns);
5131       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
5132                          tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5133       pop_nested_namespace (ns);
5134       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
5135                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5136       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
5137
5138       new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5139       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
5140                                        &new_args,
5141                                        /*need_member_template=*/0,
5142                                        TREE_VEC_LENGTH (args));
5143       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
5144     }
5145
5146   new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5147
5148   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
5149      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
5150      the language.  For example, we might have had:
5151
5152      template <class T> struct S {
5153        template <class U> friend void f(T, U);
5154      };
5155
5156      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
5157      instantiation of anything.  */
5158   if (new_friend == error_mark_node)
5159     return error_mark_node;
5160
5161   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
5162   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
5163     {
5164       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
5165       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
5166         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
5167     }
5168
5169   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
5170      is not a template instantiation and should not be mangled like
5171      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
5172      later if we need it.  */
5173   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
5174     {
5175       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
5176       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
5177     }
5178
5179   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
5180     {
5181       tree old_decl;
5182       tree new_friend_template_info;
5183       tree new_friend_result_template_info;
5184       tree ns;
5185       int  new_friend_is_defn;
5186
5187       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
5188          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
5189          possible.  */
5190       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
5191       new_friend_is_defn =
5192             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
5193                            (template_for_substitution (new_friend)))
5194              != NULL_TREE);
5195       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
5196         {
5197           /* This declaration is a `primary' template.  */
5198           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
5199
5200           new_friend_result_template_info
5201             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
5202         }
5203       else
5204         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
5205
5206       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
5207          current namespace. However, the friend function should go
5208          into the namespace of the template.  */
5209       ns = decl_namespace_context (new_friend);
5210       push_nested_namespace (ns);
5211       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
5212       pop_nested_namespace (ns);
5213
5214       if (old_decl != new_friend)
5215         {
5216           /* This new friend declaration matched an existing
5217              declaration.  For example, given:
5218
5219                template <class T> void f(T);
5220                template <class U> class C {
5221                  template <class T> friend void f(T) {}
5222                };
5223
5224              the friend declaration actually provides the definition
5225              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
5226              old_decl will be the out-of-class template declaration,
5227              while new_friend is the in-class definition.
5228
5229              But, if `f' was called before this point, the
5230              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
5231              to `T' but not to `U', references to which might appear
5232              in the definition of `f'.  Previously, the most general
5233              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
5234              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
5235              run through all specialization of `f', adding to their
5236              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
5237              new set of outer arguments, corresponding to the
5238              arguments for this class instantiation.
5239
5240              The same situation can arise with something like this:
5241
5242                friend void f(int);
5243                template <class T> class C {
5244                  friend void f(T) {}
5245                };
5246
5247              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
5248              in the class.  */
5249
5250           if (!new_friend_is_defn)
5251             /* On the other hand, if the in-class declaration does
5252                *not* provide a definition, then we don't want to alter
5253                existing definitions.  We can just leave everything
5254                alone.  */
5255             ;
5256           else
5257             {
5258               /* Overwrite whatever template info was there before, if
5259                  any, with the new template information pertaining to
5260                  the declaration.  */
5261               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
5262
5263               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
5264                 reregister_specialization (new_friend,
5265                                            most_general_template (old_decl),
5266                                            old_decl);
5267               else
5268                 {
5269                   tree t;
5270                   tree new_friend_args;
5271
5272                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
5273                     = new_friend_result_template_info;
5274
5275                   new_friend_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
5276                   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl);
5277                        t != NULL_TREE;
5278                        t = TREE_CHAIN (t))
5279                     {
5280                       tree spec = TREE_VALUE (t);
5281
5282                       DECL_TI_ARGS (spec)
5283                         = add_outermost_template_args (new_friend_args,
5284                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
5285                     }
5286
5287                   /* Now, since specializations are always supposed to
5288                      hang off of the most general template, we must move
5289                      them.  */
5290                   t = most_general_template (old_decl);
5291                   if (t != old_decl)
5292                     {
5293                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t)
5294                         = chainon (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t),
5295                                    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl));
5296                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
5297                     }
5298                 }
5299             }
5300
5301           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
5302              by duplicate_decls.  */
5303           new_friend = old_decl;
5304         }
5305     }
5306   else
5307     {
5308       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
5309       bool dependent_p;
5310
5311       /* In the code
5312            template <class T> class C {
5313              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
5314              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
5315            };
5316          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
5317          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
5318          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
5319          this isn't true for case 2.  */
5320       ++processing_template_decl;
5321       dependent_p = dependent_type_p (context);
5322       --processing_template_decl;
5323
5324       if (!dependent_p
5325           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
5326         return error_mark_node;
5327
5328       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
5329         {
5330           /* Check to see that the declaration is really present, and,
5331              possibly obtain an improved declaration.  */
5332           tree fn = check_classfn (context,
5333                                    new_friend, NULL_TREE);
5334
5335           if (fn)
5336             new_friend = fn;
5337         }
5338     }
5339
5340   return new_friend;
5341 }
5342
5343 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
5344    template arguments, as for tsubst.
5345
5346    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
5347    failure.  */
5348
5349 static tree
5350 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
5351 {
5352   tree friend_type;
5353   tree tmpl;
5354   tree context;
5355
5356   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
5357
5358   if (context)
5359     {
5360       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5361         push_nested_namespace (context);
5362       else
5363         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
5364     }
5365
5366   /* First, we look for a class template.  */
5367   tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/0);
5368
5369   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
5370      situation like this:
5371
5372        template <class T>
5373        struct S {
5374          template <class U>
5375          friend struct S;
5376        };
5377
5378      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
5379      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
5380   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5381     {
5382       tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/1);
5383       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
5384     }
5385
5386   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5387     {
5388       /* The friend template has already been declared.  Just
5389          check to see that the declarations match, and install any new
5390          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
5391          of course.  We only need the innermost template parameters
5392          because that is all that redeclare_class_template will look
5393          at.  */
5394       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
5395           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
5396         {
5397           tree parms;
5398           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
5399                                          args, tf_error | tf_warning);
5400           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
5401         }
5402
5403       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
5404     }
5405   else
5406     {
5407       /* The friend template has not already been declared.  In this
5408          case, the instantiation of the template class will cause the
5409          injection of this template into the global scope.  */
5410       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5411
5412       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
5413          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
5414          the new type because that is supposed to be the corresponding
5415          template decl, i.e., TMPL.  */
5416       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
5417       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
5418       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
5419       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
5420         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
5421
5422       /* Inject this template into the global scope.  */
5423       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
5424     }
5425
5426   if (context)
5427     {
5428       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5429         pop_nested_namespace (context);
5430       else
5431         pop_nested_class ();
5432     }
5433
5434   return friend_type;
5435 }
5436
5437 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
5438    Otherwise returns one.  */
5439
5440 static int
5441 can_complete_type_without_circularity (tree type)
5442 {
5443   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
5444     return 0;
5445   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
5446     return 1;
5447   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
5448     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
5449   else if (CLASS_TYPE_P (type)
5450            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
5451     return 0;
5452   else
5453     return 1;
5454 }
5455
5456 tree
5457 instantiate_class_template (tree type)
5458 {
5459   tree template, args, pattern, t, member;
5460   tree typedecl;
5461   tree pbinfo;
5462   tree base_list;
5463
5464   if (type == error_mark_node)
5465     return error_mark_node;
5466
5467   if (TYPE_BEING_DEFINED (type)
5468       || COMPLETE_TYPE_P (type)
5469       || dependent_type_p (type))
5470     return type;
5471
5472   /* Figure out which template is being instantiated.  */
5473   template = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
5474   gcc_assert (TREE_CODE (template) == TEMPLATE_DECL);
5475
5476   /* Figure out which arguments are being used to do the
5477      instantiation.  */
5478   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
5479
5480   /* Determine what specialization of the original template to
5481      instantiate.  */
5482   t = most_specialized_class (template, args);
5483   if (t == error_mark_node)
5484     {
5485       const char *str = "candidates are:";
5486       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
5487       for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (template); t;
5488            t = TREE_CHAIN (t))
5489         {
5490           if (get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args))
5491             {
5492               error ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
5493               str = "               ";
5494             }
5495         }
5496       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5497       return error_mark_node;
5498     }
5499
5500   if (t)
5501     pattern = TREE_TYPE (t);
5502   else
5503     pattern = TREE_TYPE (template);
5504
5505   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
5506      there's nothing we can do.  */
5507   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
5508     return type;
5509
5510   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
5511   if (! push_tinst_level (type))
5512     return type;
5513
5514   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
5515      the process of being defined.  */
5516   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5517
5518   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
5519      it now.  */
5520   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
5521
5522   push_to_top_level ();
5523
5524   if (t)
5525     {
5526       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
5527          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
5528          the arguments appropriate for substitution.  For example,
5529          given:
5530
5531            template <class T> struct S {};
5532            template <class T> struct S<T*> {};
5533
5534          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
5535          present be {int*} but we need {int}.  */
5536       tree inner_args
5537         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t),
5538                               args);
5539
5540       /* If there were multiple levels in ARGS, replacing the
5541          innermost level would alter CLASSTYPE_TI_ARGS, which we don't
5542          want, so we make a copy first.  */
5543       if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
5544         {
5545           args = copy_node (args);
5546           SET_TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args), inner_args);
5547         }
5548       else
5549         args = inner_args;
5550     }
5551
5552   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
5553
5554   /* Set the input location to the template definition. This is needed
5555      if tsubsting causes an error.  */
5556   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (type);
5557   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5558   in_system_header = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (typedecl);
5559
5560   TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (pattern);
5561   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
5562   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
5563   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
5564   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
5565   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
5566   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
5567   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
5568   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
5569   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
5570   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
5571   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
5572   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
5573   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
5574   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
5575     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
5576   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
5577     {
5578       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
5579       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
5580     }
5581
5582   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
5583
5584   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
5585      class; we need to look up the nested class by name before we can
5586      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
5587      class.  */
5588   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
5589               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
5590               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
5591
5592   base_list = NULL_TREE;
5593   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
5594     {
5595       tree pbase_binfo;
5596       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
5597       tree pushed_scope;
5598       int i;
5599
5600       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
5601          the accessibility of types named in dependent bases are
5602          looked up from.  */
5603       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
5604
5605       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
5606          basetypes.  */
5607       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
5608         {
5609           tree base;
5610           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
5611
5612           /* Substitute to figure out the base class.  */
5613           base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, NULL_TREE);
5614           if (base == error_mark_node)
5615             continue;
5616
5617           base_list = tree_cons (access, base, base_list);
5618           if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
5619             TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
5620         }
5621
5622       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
5623       base_list = nreverse (base_list);
5624
5625       if (pushed_scope)
5626         pop_scope (pushed_scope);
5627     }
5628   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
5629      information.  */
5630   xref_basetypes (type, base_list);
5631
5632
5633   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
5634      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
5635      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
5636      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
5637      class.  */
5638   pushclass (type);
5639
5640   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
5641   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
5642        member; member = TREE_CHAIN (member))
5643     {
5644       tree t = TREE_VALUE (member);
5645
5646       if (TREE_PURPOSE (member))
5647         {
5648           if (TYPE_P (t))
5649             {
5650               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
5651
5652               tree tag = t;
5653               tree name = TYPE_IDENTIFIER (tag);
5654               tree newtag;
5655               bool class_template_p;
5656
5657               class_template_p = (TREE_CODE (tag) != ENUMERAL_TYPE
5658                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (tag)
5659                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (tag));
5660               /* If the member is a class template, then -- even after
5661                  substitution -- there may be dependent types in the
5662                  template argument list for the class.  We increment
5663                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
5664                  that function will assume that no types are dependent
5665                  when outside of a template.  */
5666               if (class_template_p)
5667                 ++processing_template_decl;
5668               newtag = tsubst (tag, args, tf_error, NULL_TREE);
5669               if (class_template_p)
5670                 --processing_template_decl;
5671               if (newtag == error_mark_node)
5672                 continue;
5673
5674               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
5675                 {
5676                   if (class_template_p)
5677                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
5678                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
5679                        instantiation (i.e., for the type of a member
5680                        template class nested within a template class.)
5681                        This behavior is required for
5682                        maybe_process_partial_specialization to work
5683                        correctly, but is not accurate in this case;
5684                        the TAG is not an instantiation of anything.
5685                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
5686                        instantiation, but the TYPE is not.) */
5687                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
5688
5689                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
5690                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
5691                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
5692                      this for enums because it will already have been done in
5693                      tsubst_enum.  */
5694                   if (name)
5695                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
5696                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
5697                 }
5698             }
5699           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5700                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
5701             {
5702               /* Build new TYPE_METHODS.  */
5703               tree r;
5704
5705               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5706                 ++processing_template_decl;
5707               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5708               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5709                 --processing_template_decl;
5710               set_current_access_from_decl (r);
5711               grok_special_member_properties (r);
5712               finish_member_declaration (r);
5713             }
5714           else
5715             {
5716               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
5717
5718               if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
5719                 {
5720                   tree r;
5721
5722                   /* The the file and line for this declaration, to
5723                      assist in error message reporting.  Since we
5724                      called push_tinst_level above, we don't need to
5725                      restore these.  */
5726                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5727
5728                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5729                     ++processing_template_decl;
5730                   r = tsubst (t, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5731                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5732                     --processing_template_decl;
5733                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
5734                     {
5735                       /* In [temp.inst]:
5736
5737                            [t]he initialization (and any associated
5738                            side-effects) of a static data member does
5739                            not occur unless the static data member is
5740                            itself used in a way that requires the
5741                            definition of the static data member to
5742                            exist.  
5743
5744                          Therefore, we do not substitute into the
5745                          initialized for the static data member here.  */
5746                       finish_static_data_member_decl 
5747                         (r, 
5748                          /*init=*/NULL_TREE, 
5749                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE, 
5750                          /*flags=*/0);
5751                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5752                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
5753                     }
5754                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
5755                     {
5756                       /* Determine whether R has a valid type and can be
5757                          completed later.  If R is invalid, then it is
5758                          replaced by error_mark_node so that it will not be
5759                          added to TYPE_FIELDS.  */
5760                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
5761                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
5762                         complete_type (rtype);
5763
5764                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
5765                         {
5766                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
5767                           r = error_mark_node;
5768                         }
5769                     }
5770
5771                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
5772                      such a thing will already have been added to the field
5773                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
5774                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
5775                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
5776                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
5777                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
5778                     {
5779                       set_current_access_from_decl (r);
5780                       finish_member_declaration (r);
5781                     }
5782                 }
5783             }
5784         }
5785       else
5786         {
5787           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
5788             {
5789               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
5790
5791               tree friend_type = t;
5792               bool adjust_processing_template_decl = false;
5793
5794               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5795                 {
5796                   /* template <class T> friend class C;  */
5797                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
5798                   adjust_processing_template_decl = true;
5799                 }
5800               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5801                 {
5802                   /* template <class T> friend class C::D;  */
5803                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5804                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5805                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5806                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
5807                   adjust_processing_template_decl = true;
5808                 }
5809               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
5810                 {
5811                   /* This could be either
5812
5813                        friend class T::C;
5814
5815                      when dependent_type_p is false or
5816
5817                        template <class U> friend class T::C;
5818
5819                      otherwise.  */
5820                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5821                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5822                   /* Bump processing_template_decl for correct
5823                      dependent_type_p calculation.  */
5824                   ++processing_template_decl;
5825                   if (dependent_type_p (friend_type))
5826                     adjust_processing_template_decl = true;
5827                   --processing_template_decl;
5828                 }
5829               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
5830                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
5831                 {
5832                   /* friend class C;
5833
5834                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
5835                      from namespace scope directly, bypassing any name that
5836                      come from dependent base class.  */
5837                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
5838
5839                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
5840                      classes.  */
5841                   push_nested_namespace (ns);
5842                   friend_type =
5843                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
5844                                         /*tag_scope=*/ts_current);
5845                   pop_nested_namespace (ns);
5846                 }
5847               else if (uses_template_parms (friend_type))
5848                 /* friend class C<T>;  */
5849                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
5850                                       tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5851               /* Otherwise it's
5852
5853                    friend class C;
5854
5855                  where C is already declared or
5856
5857                    friend class C<int>;
5858
5859                  We don't have to do anything in these cases.  */
5860
5861               if (adjust_processing_template_decl)
5862                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
5863                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
5864                    important that we use make_friend_class since it will
5865                    perform some error-checking and output cross-reference
5866                    information.  */
5867                 ++processing_template_decl;
5868
5869               if (friend_type != error_mark_node)
5870                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
5871
5872               if (adjust_processing_template_decl)
5873                 --processing_template_decl;
5874             }
5875           else
5876             {
5877               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
5878               tree r;
5879
5880               /* The the file and line for this declaration, to
5881                  assist in error message reporting.  Since we
5882                  called push_tinst_level above, we don't need to
5883                  restore these.  */
5884               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5885
5886               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5887                 {
5888                   ++processing_template_decl;
5889                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
5890                 }
5891
5892               r = tsubst_friend_function (t, args);
5893               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
5894               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5895                 {
5896                   pop_deferring_access_checks ();
5897                   --processing_template_decl;
5898                 }
5899             }
5900         }
5901     }
5902
5903   /* Set the file and line number information to whatever is given for
5904      the class itself.  This puts error messages involving generated
5905      implicit functions at a predictable point, and the same point
5906      that would be used for non-template classes.  */
5907   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5908
5909   unreverse_member_declarations (type);
5910   finish_struct_1 (type);
5911   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
5912
5913   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
5914      any member functions.  We don't do this earlier because the
5915      default arguments may reference members of the class.  */
5916   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
5917     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
5918       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5919           /* Implicitly generated member functions will not have template
5920              information; they are not instantiations, but instead are
5921              created "fresh" for each instantiation.  */
5922           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
5923         tsubst_default_arguments (t);
5924
5925   popclass ();
5926   pop_from_top_level ();
5927   pop_deferring_access_checks ();
5928   pop_tinst_level ();
5929
5930   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
5931      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
5932      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
5933      the keyed_classes list.  */
5934   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
5935     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
5936
5937   return type;
5938 }
5939
5940 static tree
5941 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5942 {
5943   tree r;
5944
5945   if (!t)
5946     r = t;
5947   else if (TYPE_P (t))
5948     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
5949   else
5950     {
5951       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl);
5952       r = fold_non_dependent_expr (r);
5953     }
5954   return r;
5955 }
5956
5957 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
5958
5959 static tree
5960 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5961 {
5962   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
5963   int need_new = 0, i;
5964   tree *elts = alloca (len * sizeof (tree));
5965
5966   for (i = 0; i < len; i++)
5967     {
5968       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
5969       tree new_arg;
5970
5971       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
5972         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
5973       else
5974         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
5975
5976       if (new_arg == error_mark_node)
5977         return error_mark_node;
5978
5979       elts[i] = new_arg;
5980       if (new_arg != orig_arg)
5981         need_new = 1;
5982     }
5983
5984   if (!need_new)
5985     return t;
5986
5987   t = make_tree_vec (len);
5988   for (i = 0; i < len; i++)
5989     TREE_VEC_ELT (t, i) = elts[i];
5990
5991   return t;
5992 }
5993
5994 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
5995    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
5996    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
5997    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
5998    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
5999    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
6000
6001 static tree
6002 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
6003 {
6004   tree r = NULL_TREE;
6005   tree* new_parms;
6006
6007   for (new_parms = &r;
6008        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6009        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
6010          parms = TREE_CHAIN (parms))
6011     {
6012       tree new_vec =
6013         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
6014       int i;
6015
6016       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
6017         {
6018           tree tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
6019           tree default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
6020           tree parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
6021
6022           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
6023           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
6024               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
6025             parm_decl = error_mark_node;
6026           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
6027                                                complain, NULL_TREE);
6028
6029           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
6030           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
6031         }
6032
6033       *new_parms =
6034         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
6035                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
6036                    new_vec, NULL_TREE);
6037     }
6038
6039   return r;
6040 }
6041
6042 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
6043    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
6044    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
6045    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
6046    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
6047
6048 static tree
6049 tsubst_aggr_type (tree t,
6050                   tree args,
6051                   tsubst_flags_t complain,
6052                   tree in_decl,
6053                   int entering_scope)
6054 {
6055   if (t == NULL_TREE)
6056     return NULL_TREE;
6057
6058   switch (TREE_CODE (t))
6059     {
6060     case RECORD_TYPE:
6061       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6062         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6063
6064       /* Else fall through.  */
6065     case ENUMERAL_TYPE:
6066     case UNION_TYPE:
6067       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6068         {
6069           tree argvec;
6070           tree context;
6071           tree r;
6072           bool saved_skip_evaluation;
6073
6074           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
6075           saved_skip_evaluation = skip_evaluation;
6076           skip_evaluation = false;
6077
6078           /* First, determine the context for the type we are looking
6079              up.  */
6080           context = TYPE_CONTEXT (t);
6081           if (context)
6082             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
6083                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6084
6085           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
6086              type we are trying to find.  For example, given:
6087
6088                template <class T> struct S;
6089                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
6090
6091              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
6092              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
6093              S we only want {double}.  */
6094           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
6095                                          complain, in_decl);
6096           if (argvec == error_mark_node)
6097             r = error_mark_node;
6098           else
6099             {
6100               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
6101                                          entering_scope, complain);
6102               r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
6103             }
6104           
6105           skip_evaluation = saved_skip_evaluation;
6106
6107           return r;
6108         }
6109       else
6110         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
6111         return t;
6112
6113     default:
6114       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
6115     }
6116 }
6117
6118 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
6119    FN), which has the indicated TYPE.  */
6120
6121 tree
6122 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
6123 {
6124   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
6125   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
6126
6127   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
6128      default argument here, not in tsubst.  In the case of
6129      something like:
6130
6131        template <class T>
6132        struct S {
6133          static T t();
6134          void f(T = t());
6135        };
6136
6137      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
6138      rather than in the current class.  */
6139   push_access_scope (fn);
6140   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
6141   if (cfun)
6142     {
6143       saved_class_ptr = current_class_ptr;
6144       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
6145       saved_class_ref = current_class_ref;
6146       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
6147     }
6148
6149   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
6150   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
6151                      tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
6152   pop_deferring_access_checks();
6153
6154   /* Restore the "this" pointer.  */
6155   if (cfun)
6156     {
6157       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
6158       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
6159     }
6160
6161   pop_access_scope (fn);
6162
6163   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
6164   arg = check_default_argument (type, arg);
6165
6166   return arg;
6167 }
6168
6169 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
6170
6171 static void
6172 tsubst_default_arguments (tree fn)
6173 {
6174   tree arg;
6175   tree tmpl_args;
6176
6177   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
6178
6179   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
6180      its default arguments.  */
6181   if (uses_template_parms (tmpl_args))
6182     return;
6183
6184   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
6185        arg;
6186        arg = TREE_CHAIN (arg))
6187     if (TREE_PURPOSE (arg))
6188       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
6189                                                     TREE_VALUE (arg),
6190                                                     TREE_PURPOSE (arg));
6191 }
6192
6193 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
6194    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
6195    control of COMPLAIN.  */
6196
6197 static tree
6198 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
6199 {
6200   location_t saved_loc;
6201   tree r = NULL_TREE;
6202   tree in_decl = t;
6203
6204   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
6205   saved_loc = input_location;
6206   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6207
6208   switch (TREE_CODE (t))
6209     {
6210     case TEMPLATE_DECL:
6211       {
6212         /* We can get here when processing a member function template,
6213            member class template, and template template parameter of
6214            a template class.  */
6215         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
6216         tree spec;
6217         tree tmpl_args;
6218         tree full_args;
6219
6220         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
6221           {
6222             /* Template template parameter is treated here.  */
6223             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6224             if (new_type == error_mark_node)
6225               return error_mark_node;
6226
6227             r = copy_decl (t);
6228             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6229             TREE_TYPE (r) = new_type;
6230             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
6231               = build_decl (TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
6232             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6233               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6234                                        complain);
6235             TYPE_NAME (new_type) = r;
6236             break;
6237           }
6238
6239         /* We might already have an instance of this template.
6240            The ARGS are for the surrounding class type, so the
6241            full args contain the tsubst'd args for the context,
6242            plus the innermost args from the template decl.  */
6243         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
6244           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
6245           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
6246         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
6247                                           complain, in_decl);
6248         if (full_args == error_mark_node)
6249           return error_mark_node;
6250
6251         /* tsubst_template_args doesn't copy the vector if
6252            nothing changed.  But, *something* should have
6253            changed.  */
6254         gcc_assert (full_args != tmpl_args);
6255
6256         spec = retrieve_specialization (t, full_args,
6257                                         /*class_specializations_p=*/true);
6258         if (spec != NULL_TREE)
6259           {
6260             r = spec;
6261             break;
6262           }
6263
6264         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
6265            original, but will record the current template arguments.
6266            We also create a new function declaration, which is just
6267            like the old one, but points to this new template, rather
6268            than the old one.  */
6269         r = copy_decl (t);
6270         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
6271         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6272
6273         DECL_CONTEXT (r)
6274           = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6275                               complain, in_decl,
6276                               /*entering_scope=*/1);
6277         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
6278
6279         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
6280           {
6281             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6282             if (new_type == error_mark_node)
6283               return error_mark_node;
6284
6285             TREE_TYPE (r) = new_type;
6286             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
6287             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
6288             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
6289           }
6290         else
6291           {
6292             tree new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
6293             if (new_decl == error_mark_node)
6294               return error_mark_node;
6295
6296             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
6297             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
6298             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
6299             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
6300           }
6301
6302         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6303         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
6304         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
6305
6306         /* The template parameters for this new template are all the
6307            template parameters for the old template, except the
6308            outermost level of parameters.  */
6309         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6310           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6311                                    complain);
6312
6313         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
6314           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
6315
6316         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
6317           /* Record this non-type partial instantiation.  */
6318           register_specialization (r, t,
6319                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
6320                                    false);
6321       }
6322       break;
6323
6324     case FUNCTION_DECL:
6325       {
6326         tree ctx;
6327         tree argvec = NULL_TREE;
6328         tree *friends;
6329         tree gen_tmpl;
6330         tree type;
6331         int member;
6332         int args_depth;
6333         int parms_depth;
6334
6335         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
6336         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
6337
6338         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
6339           {
6340             tree spec;
6341             bool dependent_p;
6342
6343             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
6344                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
6345                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
6346                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
6347             ++processing_template_decl;
6348             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
6349             --processing_template_decl;
6350             if (!dependent_p)
6351               return t;
6352
6353             /* Calculate the most general template of which R is a
6354                specialization, and the complete set of arguments used to
6355                specialize R.  */
6356             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
6357             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
6358                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
6359                                            args, complain, in_decl);
6360
6361             /* Check to see if we already have this specialization.  */
6362             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6363                                             /*class_specializations_p=*/false);
6364
6365             if (spec)
6366               {
6367                 r = spec;
6368                 break;
6369               }
6370
6371             /* We can see more levels of arguments than parameters if
6372                there was a specialization of a member template, like
6373                this:
6374
6375                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
6376                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
6377
6378                Here, we'll be substituting into the specialization,
6379                because that's where we can find the code we actually
6380                want to generate, but we'll have enough arguments for
6381                the most general template.
6382
6383                We also deal with the peculiar case:
6384
6385                  template <class T> struct S {
6386                    template <class U> friend void f();
6387                  };
6388                  template <class U> void f() {}
6389                  template S<int>;
6390                  template void f<double>();
6391
6392                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
6393                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
6394                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
6395                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
6396                situations like:
6397
6398                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
6399                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
6400
6401                which we can spot because the pattern will be a
6402                specialization in this case.  */
6403             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6404             parms_depth =
6405               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
6406             if (args_depth > parms_depth
6407                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
6408               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
6409           }
6410         else
6411           {
6412             /* This special case arises when we have something like this:
6413
6414                  template <class T> struct S {
6415                    friend void f<int>(int, double);
6416                  };
6417
6418                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
6419                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
6420                tsubst_friend_function, and we want only to create a
6421                new decl (R) with appropriate types so that we can call
6422                determine_specialization.  */
6423             gen_tmpl = NULL_TREE;
6424           }
6425
6426         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6427           {
6428             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
6429               member = 2;
6430             else
6431               member = 1;
6432             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6433                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
6434           }
6435         else
6436           {
6437             member = 0;
6438             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6439           }
6440         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6441         if (type == error_mark_node)
6442           return error_mark_node;
6443
6444         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
6445            point, as they may not represent instantiations of this
6446            template, and in any case are considered separate under the
6447            discrete model.  */
6448         r = copy_decl (t);
6449         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
6450         TREE_TYPE (r) = type;
6451         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6452         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6453         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6454         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6455         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6456
6457         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
6458           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
6459              case it's the name of one of the template's parameters.  */
6460           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
6461
6462         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
6463                                      complain, t);
6464         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
6465
6466         TREE_STATIC (r) = 0;
6467         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
6468         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6469         /* If this is an instantiation of a function with internal
6470            linkage, we already know what object file linkage will be
6471            assigned to the instantiation.  */
6472         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
6473         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
6474         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6475         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
6476         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
6477         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
6478         TREE_USED (r) = 0;
6479         if (DECL_CLONED_FUNCTION (r))
6480           {
6481             DECL_CLONED_FUNCTION (r) = tsubst (DECL_CLONED_FUNCTION (t),
6482                                                args, complain, t);
6483             TREE_CHAIN (r) = TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r));
6484             TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r)) = r;
6485           }
6486
6487         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
6488            this in the special friend case mentioned above where
6489            GEN_TMPL is NULL.  */
6490         if (gen_tmpl)
6491           {
6492             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
6493               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
6494             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6495             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false);
6496
6497             /* We're not supposed to instantiate default arguments
6498                until they are called, for a template.  But, for a
6499                declaration like:
6500
6501                  template <class T> void f ()
6502                  { extern void g(int i = T()); }
6503
6504                we should do the substitution when the template is
6505                instantiated.  We handle the member function case in
6506                instantiate_class_template since the default arguments
6507                might refer to other members of the class.  */
6508             if (!member
6509                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6510                 && !uses_template_parms (argvec))
6511               tsubst_default_arguments (r);
6512           }
6513         else
6514           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
6515
6516         /* Copy the list of befriending classes.  */
6517         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
6518              *friends;
6519              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
6520           {
6521             *friends = copy_node (*friends);
6522             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
6523                                             args, complain,
6524                                             in_decl);
6525           }
6526
6527         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
6528           {
6529             maybe_retrofit_in_chrg (r);
6530             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
6531               grok_ctor_properties (ctx, r);
6532             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
6533                If it isn't, that'll be handled by
6534                clone_constructors_and_destructors.  */
6535             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6536               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
6537           }
6538         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r)))
6539           grok_op_properties (r, (complain & tf_error) != 0);
6540
6541         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
6542           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
6543                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
6544                                             args, complain, in_decl));
6545       }
6546       break;
6547
6548     case PARM_DECL:
6549       {
6550         tree type;
6551
6552         r = copy_node (t);
6553         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
6554           SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
6555
6556         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6557         type = type_decays_to (type);
6558         TREE_TYPE (r) = type;
6559         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6560
6561         if (DECL_INITIAL (r))
6562           {
6563             if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
6564               DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
6565             else
6566               DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
6567                                          complain, in_decl);
6568           }
6569
6570         DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
6571
6572         if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
6573           DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
6574         if (TREE_CHAIN (t))
6575           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
6576                                    complain, TREE_CHAIN (t));
6577       }
6578       break;
6579
6580     case FIELD_DECL:
6581       {
6582         tree type;
6583
6584         r = copy_decl (t);
6585         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6586         if (type == error_mark_node)
6587           return error_mark_node;
6588         TREE_TYPE (r) = type;
6589         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6590
6591         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
6592            finish_member_declaration.  */
6593         DECL_INITIAL (r) = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
6594                                         complain, in_decl);
6595         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6596         if (VOID_TYPE_P (type))
6597           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
6598       }
6599       break;
6600
6601     case USING_DECL:
6602       /* We reach here only for member using decls.  */
6603       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
6604         {
6605           r = do_class_using_decl
6606             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
6607              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
6608           if (!r)
6609             r = error_mark_node;
6610         }
6611       else
6612         {
6613           r = copy_node (t);
6614           TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6615         }
6616       break;
6617
6618     case TYPE_DECL:
6619     case VAR_DECL:
6620       {
6621         tree argvec = NULL_TREE;
6622         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
6623         tree spec;
6624         tree tmpl = NULL_TREE;
6625         tree ctx;
6626         tree type = NULL_TREE;
6627         int local_p;
6628
6629         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6630           {
6631             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6632             if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6633                 || t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
6634               {
6635                 /* If this is the canonical decl, we don't have to
6636                    mess with instantiations, and often we can't (for
6637                    typename, template type parms and such).  Note that
6638                    TYPE_NAME is not correct for the above test if
6639                    we've copied the type for a typedef.  */
6640                 r = TYPE_NAME (type);
6641                 break;
6642               }
6643           }
6644
6645         /* Assume this is a non-local variable.  */
6646         local_p = 0;
6647
6648         if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (t)))
6649           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6650                                   complain,
6651                                   in_decl, /*entering_scope=*/1);
6652         else if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
6653           ctx = DECL_CONTEXT (t);
6654         else
6655           {
6656             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
6657             ctx = NULL_TREE;
6658             local_p = 1;
6659           }
6660
6661         /* Check to see if we already have this specialization.  */
6662         if (!local_p)
6663           {
6664             tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
6665             gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
6666             argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
6667             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6668                                             /*class_specializations_p=*/false);
6669           }
6670         else
6671           spec = retrieve_local_specialization (t);
6672
6673         if (spec)
6674           {
6675             r = spec;
6676             break;
6677           }
6678
6679         r = copy_decl (t);
6680         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6681           {
6682             /* Even if the original location is out of scope, the
6683                newly substituted one is not.  */
6684             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
6685             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
6686             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
6687             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6688             if (type == error_mark_node)
6689               return error_mark_node;
6690             type = complete_type (type);
6691             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
6692               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
6693             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
6694
6695             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
6696               {
6697                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
6698                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl);
6699                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
6700               }
6701           }
6702         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
6703           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
6704         TREE_TYPE (r) = type;
6705         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6706         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6707         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6708         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6709         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6710           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6711         /* The initializer must not be expanded until it is required;
6712            see [temp.inst].  */
6713         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6714         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6715           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6716         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
6717
6718         if (!local_p)
6719           {
6720             /* A static data member declaration is always marked
6721                external when it is declared in-class, even if an
6722                initializer is present.  We mimic the non-template
6723                processing here.  */
6724             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6725
6726             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false);
6727             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
6728             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6729           }
6730         else
6731           register_local_specialization (r, t);
6732
6733         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6734         layout_decl (r, 0);
6735       }
6736       break;
6737
6738     default:
6739       gcc_unreachable ();
6740     }
6741
6742   /* Restore the file and line information.  */
6743   input_location = saved_loc;
6744
6745   return r;
6746 }
6747
6748 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
6749
6750 static tree
6751 tsubst_arg_types (tree arg_types,
6752                   tree args,
6753                   tsubst_flags_t complain,
6754                   tree in_decl)
6755 {
6756   tree remaining_arg_types;
6757   tree type;
6758   tree default_arg;
6759   tree result = NULL_TREE;
6760
6761   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
6762     return arg_types;
6763
6764   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
6765                                           args, complain, in_decl);
6766   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
6767     return error_mark_node;
6768
6769   type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
6770   if (type == error_mark_node)
6771     return error_mark_node;
6772   if (VOID_TYPE_P (type))
6773     {
6774       if (complain & tf_error)
6775         {
6776           error ("invalid parameter type %qT", type);
6777           if (in_decl)
6778             error ("in declaration %q+D", in_decl);
6779         }
6780       return error_mark_node;
6781     }
6782
6783   /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
6784      top-level qualifiers as required.  */
6785   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
6786
6787   /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
6788      mandates that they be instantiated only when needed, which is
6789      done in build_over_call.  */
6790   default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
6791
6792   if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
6793     {
6794       /* We've instantiated a template before its default arguments
6795          have been parsed.  This can happen for a nested template
6796          class, and is not an error unless we require the default
6797          argument in a call of this function.  */
6798       result = tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
6799       VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), result);
6800     }
6801   else
6802     result = hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
6803
6804   return result;
6805 }
6806
6807 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
6808    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
6809    initial substitution of explicitly provided template parameters
6810    during argument deduction forbids substitution into the
6811    exception-specification:
6812
6813      [temp.deduct]
6814
6815      All references in the function type of the function template to  the
6816      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
6817      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
6818      in  the function type of the function template results in an invalid
6819      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
6820      exception specifications is done only when the function is instanti-
6821      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
6822      results in an invalid type.]  */
6823
6824 static tree
6825 tsubst_function_type (tree t,
6826                       tree args,
6827                       tsubst_flags_t complain,
6828                       tree in_decl)
6829 {
6830   tree return_type;
6831   tree arg_types;
6832   tree fntype;
6833
6834   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
6835   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
6836
6837   /* Substitute the return type.  */
6838   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6839   if (return_type == error_mark_node)
6840     return error_mark_node;
6841   /* The standard does not presently indicate that creation of a
6842      function type with an invalid return type is a deduction failure.
6843      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
6844      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
6845   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
6846       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
6847     {
6848       if (complain & tf_error)
6849         {
6850           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
6851             error ("function returning an array");
6852           else
6853             error ("function returning a function");
6854         }
6855       return error_mark_node;
6856     }
6857
6858   /* Substitute the argument types.  */
6859   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
6860                                 complain, in_decl);
6861   if (arg_types == error_mark_node)
6862     return error_mark_node;
6863
6864   /* Construct a new type node and return it.  */
6865   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
6866     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
6867   else
6868     {
6869       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
6870       if (! IS_AGGR_TYPE (r))
6871         {
6872           /* [temp.deduct]
6873
6874              Type deduction may fail for any of the following
6875              reasons:
6876
6877              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
6878              is not a class type.  */
6879           if (complain & tf_error)
6880             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
6881                       r);
6882           return error_mark_node;
6883         }
6884
6885       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
6886                                            TREE_CHAIN (arg_types));
6887     }
6888   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
6889   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
6890
6891   return fntype;
6892 }
6893
6894 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
6895    ARGS into that specification, and return the substituted
6896    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
6897
6898 static tree
6899 tsubst_exception_specification (tree fntype,
6900                                 tree args,
6901                                 tsubst_flags_t complain,
6902                                 tree in_decl)
6903 {
6904   tree specs;
6905   tree new_specs;
6906
6907   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
6908   new_specs = NULL_TREE;
6909   if (specs)
6910     {
6911       if (! TREE_VALUE (specs))
6912         new_specs = specs;
6913       else
6914         while (specs)
6915           {
6916             tree spec;
6917             spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
6918             if (spec == error_mark_node)
6919               return spec;
6920             new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, complain);
6921             specs = TREE_CHAIN (specs);
6922           }
6923     }
6924   return new_specs;
6925 }
6926
6927 /* Substitute into the PARMS of a call-declarator.  */
6928
6929 static tree
6930 tsubst_call_declarator_parms (tree parms,
6931                               tree args,
6932                               tsubst_flags_t complain,
6933                               tree in_decl)
6934 {
6935   tree new_parms;
6936   tree type;
6937   tree defarg;
6938
6939   if (!parms || parms == void_list_node)
6940     return parms;
6941
6942   new_parms = tsubst_call_declarator_parms (TREE_CHAIN (parms),
6943                                             args, complain, in_decl);
6944
6945   /* Figure out the type of this parameter.  */
6946   type = tsubst (TREE_VALUE (parms), args, complain, in_decl);
6947
6948   /* Figure out the default argument as well.  Note that we use
6949      tsubst_expr since the default argument is really an expression.  */
6950   defarg = tsubst_expr (TREE_PURPOSE (parms), args, complain, in_decl);
6951
6952   /* Chain this parameter on to the front of those we have already
6953      processed.  We don't use hash_tree_cons because that function
6954      doesn't check TREE_PARMLIST.  */
6955   new_parms = tree_cons (defarg, type, new_parms);
6956
6957   return new_parms;
6958 }
6959
6960 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
6961    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
6962    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
6963    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
6964    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
6965    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
6966    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
6967    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
6968    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
6969    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
6970    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
6971    yet.
6972
6973    This function is used for dealing with types, decls and the like;
6974    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
6975
6976 static tree
6977 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6978 {
6979   tree type, r;
6980
6981   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
6982       || t == integer_type_node
6983       || t == void_type_node
6984       || t == char_type_node
6985       || t == unknown_type_node
6986       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
6987     return t;
6988
6989   if (DECL_P (t))
6990     return tsubst_decl (t, args, complain);
6991
6992   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
6993     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
6994   else
6995     type = TREE_TYPE (t);
6996
6997   gcc_assert (type != unknown_type_node);
6998
6999   if (type
7000       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
7001       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
7002       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
7003       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
7004     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
7005   if (type == error_mark_node)
7006     return error_mark_node;
7007
7008   switch (TREE_CODE (t))
7009     {
7010     case RECORD_TYPE:
7011     case UNION_TYPE:
7012     case ENUMERAL_TYPE:
7013       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
7014                                /*entering_scope=*/0);
7015
7016     case ERROR_MARK:
7017     case IDENTIFIER_NODE:
7018     case VOID_TYPE:
7019     case REAL_TYPE:
7020     case COMPLEX_TYPE:
7021     case VECTOR_TYPE:
7022     case BOOLEAN_TYPE:
7023     case INTEGER_CST:
7024     case REAL_CST:
7025     case STRING_CST:
7026       return t;
7027
7028     case INTEGER_TYPE:
7029       if (t == integer_type_node)
7030         return t;
7031
7032       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
7033           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
7034         return t;
7035
7036       {
7037         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
7038
7039         /* The array dimension behaves like a non-type template arg,
7040            in that we want to fold it as much as possible.  */
7041         max = tsubst_template_arg (omax, args, complain, in_decl);
7042         max = fold_decl_constant_value (max);
7043
7044         if (integer_zerop (omax))
7045           {
7046             /* Still allow an explicit array of size zero.  */
7047             if (pedantic)
7048               pedwarn ("creating array with size zero");
7049           }
7050         else if (integer_zerop (max)
7051                  || (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
7052                      && INT_CST_LT (max, integer_zero_node)))
7053           {
7054             /* [temp.deduct]
7055
7056                Type deduction may fail for any of the following
7057                reasons:
7058
7059                  Attempting to create an array with a size that is
7060                  zero or negative.  */
7061             if (complain & tf_error)
7062               error ("creating array with size zero (%qE)", max);
7063
7064             return error_mark_node;
7065           }
7066
7067         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
7068       }
7069
7070     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7071     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7072     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7073     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7074       {
7075         int idx;
7076         int level;
7077         int levels;
7078         tree arg = NULL_TREE;
7079
7080         r = NULL_TREE;
7081
7082         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
7083         if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7084             || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
7085             || TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7086           {
7087             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
7088             level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
7089           }
7090         else
7091           {
7092             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
7093             level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
7094           }
7095
7096         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7097         if (level <= levels)
7098           arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
7099
7100         if (arg == error_mark_node)
7101           return error_mark_node;
7102         else if (arg != NULL_TREE)
7103           {
7104             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
7105               {
7106                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
7107                 return cp_build_qualified_type_real
7108                   (arg, cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t),
7109                    complain | tf_ignore_bad_quals);
7110               }
7111             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7112               {
7113                 /* We are processing a type constructed from a
7114                    template template parameter.  */
7115                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
7116                                       args, complain, in_decl);
7117                 if (argvec == error_mark_node)
7118                   return error_mark_node;
7119
7120                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
7121                    are resolving nested-types in the signature of a
7122                    member function templates.  Otherwise ARG is a
7123                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
7124                    instantiated.  */
7125                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7126                   arg = TYPE_NAME (arg);
7127
7128                 r = lookup_template_class (arg,
7129                                            argvec, in_decl,
7130                                            DECL_CONTEXT (arg),
7131                                             /*entering_scope=*/0,
7132                                            complain);
7133                 return cp_build_qualified_type_real
7134                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7135               }
7136             else
7137               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
7138               return arg;
7139           }
7140
7141         if (level == 1)
7142           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
7143              unify.  This means that we don't yet have any information
7144              about the template parameter in question.  */
7145           return t;
7146
7147         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
7148            more deeply nested template.  Make a new version of this
7149            template parameter, but with a lower level.  */
7150         switch (TREE_CODE (t))
7151           {
7152           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7153           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7154           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7155             if (cp_type_quals (t))
7156               {
7157                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
7158                 r = cp_build_qualified_type_real
7159                   (r, cp_type_quals (t),
7160                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7161                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
7162               }
7163             else
7164               {
7165                 r = copy_type (t);
7166                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
7167                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
7168                                                 r, levels);
7169                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
7170                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
7171                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
7172                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
7173
7174                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7175                   {
7176                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
7177                                           complain, in_decl);
7178                     if (argvec == error_mark_node)
7179                       return error_mark_node;
7180
7181                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
7182                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
7183                   }
7184               }
7185             break;
7186
7187           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7188             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels);
7189             break;
7190
7191           default:
7192             gcc_unreachable ();
7193           }
7194
7195         return r;
7196       }
7197
7198     case TREE_LIST:
7199       {
7200         tree purpose, value, chain;
7201
7202         if (t == void_list_node)
7203           return t;
7204
7205         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7206         if (purpose)
7207           {
7208             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
7209             if (purpose == error_mark_node)
7210               return error_mark_node;
7211           }
7212         value = TREE_VALUE (t);
7213         if (value)
7214           {
7215             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
7216             if (value == error_mark_node)
7217               return error_mark_node;
7218           }
7219         chain = TREE_CHAIN (t);
7220         if (chain && chain != void_type_node)
7221           {
7222             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
7223             if (chain == error_mark_node)
7224               return error_mark_node;
7225           }
7226         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7227             && value == TREE_VALUE (t)
7228             && chain == TREE_CHAIN (t))
7229           return t;
7230         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
7231       }
7232
7233     case TREE_BINFO:
7234       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
7235       gcc_unreachable ();
7236
7237     case TREE_VEC:
7238       /* A vector of template arguments.  */
7239       gcc_assert (!type);
7240       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
7241
7242     case POINTER_TYPE:
7243     case REFERENCE_TYPE:
7244       {
7245         enum tree_code code;
7246
7247         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
7248           return t;
7249
7250         code = TREE_CODE (t);
7251
7252
7253         /* [temp.deduct]
7254
7255            Type deduction may fail for any of the following
7256            reasons:
7257
7258            -- Attempting to create a pointer to reference type.
7259            -- Attempting to create a reference to a reference type or
7260               a reference to void.  */
7261         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
7262             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
7263           {
7264             static location_t last_loc;
7265
7266             /* We keep track of the last time we issued this error
7267                message to avoid spewing a ton of messages during a
7268                single bad template instantiation.  */
7269             if (complain & tf_error
7270 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
7271                 && last_loc != input_location
7272 #else
7273                 && (last_loc.line != input_line
7274                     || last_loc.file != input_filename)
7275 #endif
7276                   )
7277               {
7278                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7279                   error ("forming reference to void");
7280                 else
7281                   error ("forming %s to reference type %qT",
7282                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
7283                          type);
7284                 last_loc = input_location;
7285               }
7286
7287             return error_mark_node;
7288           }
7289         else if (code == POINTER_TYPE)
7290           {
7291             r = build_pointer_type (type);
7292             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
7293               r = build_ptrmemfunc_type (r);
7294           }
7295         else
7296           r = build_reference_type (type);
7297         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7298
7299         if (r != error_mark_node)
7300           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
7301           layout_type (r);
7302
7303         return r;
7304       }
7305     case OFFSET_TYPE:
7306       {
7307         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
7308         if (r == error_mark_node || !IS_AGGR_TYPE (r))
7309           {
7310             /* [temp.deduct]
7311
7312                Type deduction may fail for any of the following
7313                reasons:
7314
7315                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7316                   is not a class type.  */
7317             if (complain & tf_error)
7318               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
7319             return error_mark_node;
7320           }
7321         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7322           {
7323             if (complain & tf_error)
7324               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
7325             return error_mark_node;
7326           }
7327         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7328           {
7329             if (complain & tf_error)
7330               error ("creating pointer to member of type void");
7331             return error_mark_node;
7332           }
7333         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
7334         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
7335           {
7336             /* The type of the implicit object parameter gets its
7337                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
7338             tree method_type;
7339             tree this_type = cp_build_qualified_type (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
7340                                                       cp_type_quals (type));
7341             tree memptr;
7342             method_type = build_method_type_directly (this_type,
7343                                                       TREE_TYPE (type),
7344                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
7345             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
7346             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
7347                                                  complain);
7348           }
7349         else
7350           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
7351                                                TYPE_QUALS (t),
7352                                                complain);
7353       }
7354     case FUNCTION_TYPE:
7355     case METHOD_TYPE:
7356       {
7357         tree fntype;
7358         tree specs;
7359         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
7360         if (fntype == error_mark_node)
7361           return error_mark_node;
7362
7363         /* Substitute the exception specification.  */
7364         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
7365                                                 in_decl);
7366         if (specs == error_mark_node)
7367           return error_mark_node;
7368         if (specs)
7369           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
7370         return fntype;
7371       }
7372     case ARRAY_TYPE:
7373       {
7374         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
7375         if (domain == error_mark_node)
7376           return error_mark_node;
7377
7378         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
7379            it will obviously be the same as T.  */
7380         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
7381           return t;
7382
7383         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
7384
7385            [temp.deduct]
7386
7387            The deduction may fail for any of the following reasons:
7388
7389            -- Attempting to create an array with an element type that
7390               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
7391               an abstract class type.  */
7392         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
7393             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
7394             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7395           {
7396             if (complain & tf_error)
7397               error ("creating array of %qT", type);
7398             return error_mark_node;
7399           }
7400         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
7401           {
7402             if (complain & tf_error)
7403               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
7404                      type);
7405             return error_mark_node;
7406           }
7407
7408         r = build_cplus_array_type (type, domain);
7409         return r;
7410       }
7411
7412     case PLUS_EXPR:
7413     case MINUS_EXPR:
7414       {
7415         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7416         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7417
7418         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7419           return error_mark_node;
7420
7421         return fold_build2 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
7422       }
7423
7424     case NEGATE_EXPR:
7425     case NOP_EXPR:
7426       {
7427         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7428         if (e == error_mark_node)
7429           return error_mark_node;
7430
7431         return fold_build1 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
7432       }
7433
7434     case TYPENAME_TYPE:
7435       {
7436         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7437                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7438         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
7439                               complain, in_decl);
7440
7441         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
7442           return error_mark_node;
7443
7444         if (!IS_AGGR_TYPE (ctx))
7445           {
7446             if (complain & tf_error)
7447               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
7448             return error_mark_node;
7449           }
7450         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
7451           {
7452             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
7453                have complete type in order to allow things like:
7454
7455                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
7456
7457                But, such constructs have already been resolved by this
7458                point, so here CTX really should have complete type, unless
7459                it's a partial instantiation.  */
7460             ctx = complete_type (ctx);
7461             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
7462               {
7463                 if (complain & tf_error)
7464                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
7465                 return error_mark_node;
7466               }
7467           }
7468
7469         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
7470                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
7471         if (f == error_mark_node)
7472           return f;
7473         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
7474           {
7475             complain |= tf_ignore_bad_quals;
7476             f = TREE_TYPE (f);
7477           }
7478
7479         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
7480           {
7481             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
7482               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
7483                      t, f);
7484             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
7485               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
7486                      t, f);
7487           }
7488
7489         return cp_build_qualified_type_real
7490           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
7491       }
7492
7493     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7494       {
7495         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7496                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7497         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7498         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
7499
7500         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
7501           return error_mark_node;
7502
7503         if (parm_list)
7504           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
7505         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
7506       }
7507
7508     case INDIRECT_REF:
7509     case ADDR_EXPR:
7510     case CALL_EXPR:
7511       gcc_unreachable ();
7512
7513     case ARRAY_REF:
7514       {
7515         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7516         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7517         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7518           return error_mark_node;
7519
7520         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
7521       }
7522
7523     case SCOPE_REF:
7524       {
7525         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7526         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7527         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7528           return error_mark_node;
7529
7530         return build_nt (TREE_CODE (t), e1, e2);
7531       }
7532
7533     case TYPEOF_TYPE:
7534       {
7535         tree type;
7536
7537         type = finish_typeof (tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
7538                                            complain, in_decl));
7539         return cp_build_qualified_type_real (type,
7540                                              cp_type_quals (t)
7541                                              | cp_type_quals (type),
7542                                              complain);
7543       }
7544
7545     default:
7546       sorry ("use of %qs in template",
7547              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
7548       return error_mark_node;
7549     }
7550 }
7551
7552 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
7553    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
7554    operator.  */
7555
7556 static tree
7557 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
7558                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7559 {
7560     tree name;
7561     tree qualifying_scope;
7562     tree fns;
7563     tree template_args = 0;
7564     bool template_id_p = false;
7565
7566     /* A baselink indicates a function from a base class.  The
7567        BASELINK_ACCESS_BINFO and BASELINK_BINFO are going to have
7568        non-dependent types; otherwise, the lookup could not have
7569        succeeded.  However, they may indicate bases of the template
7570        class, rather than the instantiated class.
7571
7572        In addition, lookups that were not ambiguous before may be
7573        ambiguous now.  Therefore, we perform the lookup again.  */
7574     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
7575     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7576     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7577       {
7578         template_id_p = true;
7579         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
7580         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
7581         if (template_args)
7582           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7583                                                 complain, in_decl);
7584       }
7585     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
7586     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
7587
7588     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
7589        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
7590        later by overload resolution will be marked as used at that
7591        point.)  */
7592     if (BASELINK_P (baselink))
7593       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7594     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
7595       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
7596
7597     /* Add back the template arguments, if present.  */
7598     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
7599       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
7600         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
7601                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
7602                     template_args);
7603
7604     if (!object_type)
7605       object_type = current_class_type;
7606     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
7607                                                    qualifying_scope,
7608                                                    object_type);
7609 }
7610
7611 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
7612    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
7613    itself; false if more of the postfix-expression follows the
7614    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
7615    of "&".  */
7616
7617 static tree
7618 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
7619                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
7620                      bool done, bool address_p)
7621 {
7622   tree expr;
7623   tree scope;
7624   tree name;
7625   bool is_template;
7626   tree template_args;
7627
7628   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
7629
7630   /* Figure out what name to look up.  */
7631   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
7632   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7633     {
7634       is_template = true;
7635       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
7636       if (template_args)
7637         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7638                                               complain, in_decl);
7639       name = TREE_OPERAND (name, 0);
7640     }
7641   else
7642     {
7643       is_template = false;
7644       template_args = NULL_TREE;
7645     }
7646
7647   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
7648      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
7649      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
7650      substituting will not help.  */
7651   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
7652   if (args)
7653     {
7654       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
7655       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7656     }
7657   else
7658     expr = name;
7659
7660   if (dependent_type_p (scope))
7661     return build_nt (SCOPE_REF, scope, expr);
7662
7663   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
7664     {
7665       expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
7666       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
7667                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
7668         {
7669           if (complain & tf_error)
7670             {
7671               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
7672                      "instantiation yields a type", qualified_id);
7673               inform ("say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
7674             }
7675           return error_mark_node;
7676         }
7677     }
7678
7679   if (DECL_P (expr))
7680     {
7681       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
7682                                            scope);
7683       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
7684       mark_used (expr);
7685     }
7686
7687   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
7688     {
7689       if (complain & tf_error)
7690         qualified_name_lookup_error (scope,
7691                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7692                                      expr);
7693       return error_mark_node;
7694     }
7695
7696   if (is_template)
7697     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
7698
7699   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
7700     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7701                                  expr);
7702   else if (TYPE_P (scope))
7703     {
7704       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
7705               (expr, scope, current_class_type));
7706       expr = finish_qualified_id_expr (scope, expr, done, address_p);
7707     }
7708
7709   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF)
7710     expr = convert_from_reference (expr);
7711
7712   return expr;
7713 }
7714
7715 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
7716    template parms; to finish processing the resultant expression, use
7717    tsubst_expr.  */
7718
7719 static tree
7720 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7721 {
7722   enum tree_code code;
7723   tree r;
7724
7725   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
7726     return t;
7727
7728   code = TREE_CODE (t);
7729
7730   switch (code)
7731     {
7732     case PARM_DECL:
7733       r = retrieve_local_specialization (t);
7734       gcc_assert (r != NULL);
7735       mark_used (r);
7736       return r;
7737
7738     case CONST_DECL:
7739       {
7740         tree enum_type;
7741         tree v;
7742
7743         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
7744           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
7745         /* There is no need to substitute into namespace-scope
7746            enumerators.  */
7747         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
7748           return t;
7749         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
7750         if (args == NULL_TREE)
7751           return integral_constant_value (t);
7752
7753         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
7754            Consider:
7755
7756              template <int I> int f() {
7757              enum E { a = I };
7758              struct S { void g() { E e = a; } };
7759              };
7760
7761            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
7762            clever enough to find f<7>::a.  */
7763         enum_type
7764           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
7765                               /*entering_scope=*/0);
7766
7767         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
7768              v != NULL_TREE;
7769              v = TREE_CHAIN (v))
7770           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
7771             return TREE_VALUE (v);
7772
7773           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
7774              name-lookup found it during preliminary parsing, we
7775              should find it again here during instantiation.  */
7776         gcc_unreachable ();
7777       }
7778       return t;
7779
7780     case FIELD_DECL:
7781       if (DECL_CONTEXT (t))
7782         {
7783           tree ctx;
7784
7785           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
7786                                   /*entering_scope=*/1);
7787           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
7788             {
7789               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
7790               if (!r)
7791                 {
7792                   if (complain & tf_error)
7793                     error ("using invalid field %qD", t);
7794                   return error_mark_node;
7795                 }
7796               return r;
7797             }
7798         }
7799
7800       return t;
7801
7802     case VAR_DECL:
7803     case FUNCTION_DECL:
7804       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7805           || local_variable_p (t))
7806         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
7807       mark_used (t);
7808       return t;
7809
7810     case BASELINK:
7811       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
7812
7813     case TEMPLATE_DECL:
7814       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
7815         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
7816                        args, complain, in_decl);
7817       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
7818         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7819       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
7820                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
7821         {
7822           /* Template template argument like the following example need
7823              special treatment:
7824
7825                template <template <class> class TT> struct C {};
7826                template <class T> struct D {
7827                  template <class U> struct E {};
7828                  C<E> c;                                // #1
7829                };
7830                D<int> d;                                // #2
7831
7832              We are processing the template argument `E' in #1 for
7833              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
7834              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
7835              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
7836
7837           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
7838           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
7839         }
7840       else
7841         /* Ordinary template template argument.  */
7842         return t;
7843
7844     case CAST_EXPR:
7845     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7846     case CONST_CAST_EXPR:
7847     case STATIC_CAST_EXPR:
7848     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7849     case NOP_EXPR:
7850       return build1
7851         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7852          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7853
7854     case INDIRECT_REF:
7855     case NEGATE_EXPR:
7856     case TRUTH_NOT_EXPR:
7857     case BIT_NOT_EXPR:
7858     case ADDR_EXPR:
7859     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
7860     case SIZEOF_EXPR:
7861     case ALIGNOF_EXPR:
7862     case ARROW_EXPR:
7863     case THROW_EXPR:
7864     case TYPEID_EXPR:
7865     case REALPART_EXPR:
7866     case IMAGPART_EXPR:
7867       return build1
7868         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7869          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7870
7871     case COMPONENT_REF:
7872       {
7873         tree object;
7874         tree name;
7875
7876         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7877         name = TREE_OPERAND (t, 1);
7878         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
7879           {
7880             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7881                                 complain, in_decl);
7882             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7883           }
7884         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
7885                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
7886           {
7887             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7888                                      complain, in_decl);
7889             name = TREE_OPERAND (name, 1);
7890             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7891                                 complain, in_decl);
7892             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7893             name = build_nt (SCOPE_REF, base, name);
7894           }
7895         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
7896           name = tsubst_baselink (name,
7897                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
7898                                   args, complain,
7899                                   in_decl);
7900         else
7901           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7902         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
7903       }
7904
7905     case PLUS_EXPR:
7906     case MINUS_EXPR:
7907     case MULT_EXPR:
7908     case TRUNC_DIV_EXPR:
7909     case CEIL_DIV_EXPR:
7910     case FLOOR_DIV_EXPR:
7911     case ROUND_DIV_EXPR:
7912     case EXACT_DIV_EXPR:
7913     case BIT_AND_EXPR:
7914     case BIT_IOR_EXPR:
7915     case BIT_XOR_EXPR:
7916     case TRUNC_MOD_EXPR:
7917     case FLOOR_MOD_EXPR:
7918     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
7919     case TRUTH_ORIF_EXPR:
7920     case TRUTH_AND_EXPR:
7921     case TRUTH_OR_EXPR:
7922     case RSHIFT_EXPR:
7923     case LSHIFT_EXPR:
7924     case RROTATE_EXPR:
7925     case LROTATE_EXPR:
7926     case EQ_EXPR:
7927     case NE_EXPR:
7928     case MAX_EXPR:
7929     case MIN_EXPR:
7930     case LE_EXPR:
7931     case GE_EXPR:
7932     case LT_EXPR:
7933     case GT_EXPR:
7934     case COMPOUND_EXPR:
7935     case SCOPE_REF:
7936     case DOTSTAR_EXPR:
7937     case MEMBER_REF:
7938     case PREDECREMENT_EXPR:
7939     case PREINCREMENT_EXPR:
7940     case POSTDECREMENT_EXPR:
7941     case POSTINCREMENT_EXPR:
7942       return build_nt
7943         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7944          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7945
7946     case ARRAY_REF:
7947       return build_nt
7948         (ARRAY_REF,
7949          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7950          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7951          NULL_TREE, NULL_TREE);
7952
7953     case CALL_EXPR:
7954       return build_nt (code,
7955                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args,
7956                                     complain, in_decl),
7957                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain,
7958                                     in_decl),
7959                        NULL_TREE);
7960
7961     case COND_EXPR:
7962     case MODOP_EXPR:
7963     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7964       {
7965         r = build_nt
7966           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7967            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7968            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7969         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
7970         return r;
7971       }
7972
7973     case NEW_EXPR:
7974       {
7975         r = build_nt
7976         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7977          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7978          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7979         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7980         return r;
7981       }
7982
7983     case DELETE_EXPR:
7984       {
7985         r = build_nt
7986         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7987          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7988         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7989         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
7990         return r;
7991       }
7992
7993     case TEMPLATE_ID_EXPR:
7994       {
7995         /* Substituted template arguments */
7996         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
7997         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
7998
7999         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
8000         if (targs)
8001           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8002
8003         return lookup_template_function (fn, targs);
8004       }
8005
8006     case TREE_LIST:
8007       {
8008         tree purpose, value, chain;
8009
8010         if (t == void_list_node)
8011           return t;
8012
8013         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8014         if (purpose)
8015           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
8016         value = TREE_VALUE (t);
8017         if (value)
8018           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
8019         chain = TREE_CHAIN (t);
8020         if (chain && chain != void_type_node)
8021           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
8022         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8023             && value == TREE_VALUE (t)
8024             && chain == TREE_CHAIN (t))
8025           return t;
8026         return tree_cons (purpose, value, chain);
8027       }
8028
8029     case RECORD_TYPE:
8030     case UNION_TYPE:
8031     case ENUMERAL_TYPE:
8032     case INTEGER_TYPE:
8033     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
8034     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8035     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8036     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
8037     case POINTER_TYPE:
8038     case REFERENCE_TYPE:
8039     case OFFSET_TYPE:
8040     case FUNCTION_TYPE:
8041     case METHOD_TYPE:
8042     case ARRAY_TYPE:
8043     case TYPENAME_TYPE:
8044     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
8045     case TYPEOF_TYPE:
8046     case TYPE_DECL:
8047       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8048
8049     case IDENTIFIER_NODE:
8050       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8051         {
8052           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8053           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8054         }
8055       else
8056         return t;
8057
8058     case CONSTRUCTOR:
8059       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
8060       gcc_unreachable ();
8061
8062     case VA_ARG_EXPR:
8063       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
8064                                           in_decl),
8065                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
8066
8067     case CLEANUP_POINT_EXPR:
8068       /* We shouldn't have built any of these during initial template
8069          generation.  Instead, they should be built during instantiation
8070          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
8071       gcc_unreachable ();
8072
8073     default:
8074       return t;
8075     }
8076 }
8077
8078 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
8079    processing.  */
8080
8081 static tree
8082 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8083 {
8084   tree stmt, tmp;
8085
8086   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8087     return t;
8088
8089   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
8090     input_location = EXPR_LOCATION (t);
8091   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
8092     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
8093
8094   switch (TREE_CODE (t))
8095     {
8096     case STATEMENT_LIST:
8097       {
8098         tree_stmt_iterator i;
8099         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
8100           tsubst_expr (tsi_stmt (i), args, complain, in_decl);
8101         break;
8102       }
8103
8104     case CTOR_INITIALIZER:
8105       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
8106                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
8107       break;
8108
8109     case RETURN_EXPR:
8110       finish_return_stmt (tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 0),
8111                                        args, complain, in_decl));
8112       break;
8113
8114     case EXPR_STMT:
8115       tmp = tsubst_expr (EXPR_STMT_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8116       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
8117         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
8118       else
8119         finish_expr_stmt (tmp);
8120       break;
8121
8122     case USING_STMT:
8123       do_using_directive (tsubst_expr (USING_STMT_NAMESPACE (t),
8124                                        args, complain, in_decl));
8125       break;
8126
8127     case DECL_EXPR:
8128       {
8129         tree decl;
8130         tree init;
8131
8132         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
8133         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
8134           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
8135         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
8136           {
8137             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
8138             tree name = DECL_NAME (decl);
8139             tree decl;
8140
8141             scope = tsubst_expr (scope, args, complain, in_decl);
8142             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
8143                                           /*is_type_p=*/false,
8144                                           /*complain=*/false);
8145             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
8146               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl);
8147             else
8148               do_local_using_decl (decl, scope, name);
8149           }
8150         else
8151           {
8152             init = DECL_INITIAL (decl);
8153             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8154             if (decl != error_mark_node)
8155               {
8156                 if (init)
8157                   DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
8158                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
8159                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
8160                    handle local variables, and since we've already done
8161                    all that needs to be done, that's the right thing to
8162                    do.  */
8163                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
8164                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8165                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8166                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
8167                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
8168                   finish_anon_union (decl);
8169                 else
8170                   {
8171                     maybe_push_decl (decl);
8172                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8173                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
8174                       {
8175                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
8176                            initializer.  */
8177                         const char *const name
8178                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
8179                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
8180                       }
8181                     else
8182                       init = tsubst_expr (init, args, complain, in_decl);
8183                     cp_finish_decl (decl, init, NULL_TREE, 0);
8184                   }
8185               }
8186           }
8187
8188         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
8189            clause of an if/for/while construct.  */
8190         return decl;
8191       }
8192
8193     case FOR_STMT:
8194       stmt = begin_for_stmt ();
8195       tsubst_expr (FOR_INIT_STMT (t), args, complain, in_decl);
8196       finish_for_init_stmt (stmt);
8197       tmp = tsubst_expr (FOR_COND (t), args, complain, in_decl);
8198       finish_for_cond (tmp, stmt);
8199       tmp = tsubst_expr (FOR_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8200       finish_for_expr (tmp, stmt);
8201       tsubst_expr (FOR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8202       finish_for_stmt (stmt);
8203       break;
8204
8205     case WHILE_STMT:
8206       stmt = begin_while_stmt ();
8207       tmp = tsubst_expr (WHILE_COND (t), args, complain, in_decl);
8208       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8209       tsubst_expr (WHILE_BODY (t), args, complain, in_decl);
8210       finish_while_stmt (stmt);
8211       break;
8212
8213     case DO_STMT:
8214       stmt = begin_do_stmt ();
8215       tsubst_expr (DO_BODY (t), args, complain, in_decl);
8216       finish_do_body (stmt);
8217       tmp = tsubst_expr (DO_COND (t), args, complain, in_decl);
8218       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8219       break;
8220
8221     case IF_STMT:
8222       stmt = begin_if_stmt ();
8223       tmp = tsubst_expr (IF_COND (t), args, complain, in_decl);
8224       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8225       tsubst_expr (THEN_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8226       finish_then_clause (stmt);
8227
8228       if (ELSE_CLAUSE (t))
8229         {
8230           begin_else_clause (stmt);
8231           tsubst_expr (ELSE_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8232           finish_else_clause (stmt);
8233         }
8234
8235       finish_if_stmt (stmt);
8236       break;
8237
8238     case BIND_EXPR:
8239       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8240         stmt = begin_function_body ();
8241       else
8242         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8243                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8244
8245       tsubst_expr (BIND_EXPR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8246
8247       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8248         finish_function_body (stmt);
8249       else
8250         finish_compound_stmt (stmt);
8251       break;
8252
8253     case BREAK_STMT:
8254       finish_break_stmt ();
8255       break;
8256
8257     case CONTINUE_STMT:
8258       finish_continue_stmt ();
8259       break;
8260
8261     case SWITCH_STMT:
8262       stmt = begin_switch_stmt ();
8263       tmp = tsubst_expr (SWITCH_STMT_COND (t), args, complain, in_decl);
8264       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8265       tsubst_expr (SWITCH_STMT_BODY (t), args, complain, in_decl);
8266       finish_switch_stmt (stmt);
8267       break;
8268
8269     case CASE_LABEL_EXPR:
8270       finish_case_label (tsubst_expr (CASE_LOW (t), args, complain, in_decl),
8271                          tsubst_expr (CASE_HIGH (t), args, complain,
8272                                       in_decl));
8273       break;
8274
8275     case LABEL_EXPR:
8276       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8277       break;
8278
8279     case GOTO_EXPR:
8280       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8281       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8282         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8283            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8284            will have no binding.  */
8285         tmp = tsubst_expr (tmp, args, complain, in_decl);
8286       else
8287         tmp = DECL_NAME (tmp);
8288       finish_goto_stmt (tmp);
8289       break;
8290
8291     case ASM_EXPR:
8292       tmp = finish_asm_stmt
8293         (ASM_VOLATILE_P (t),
8294          tsubst_expr (ASM_STRING (t), args, complain, in_decl),
8295          tsubst_expr (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8296          tsubst_expr (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
8297          tsubst_expr (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8298       {
8299         tree asm_expr = tmp;
8300         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8301           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8302         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8303       }
8304       break;
8305
8306     case TRY_BLOCK:
8307       if (CLEANUP_P (t))
8308         {
8309           stmt = begin_try_block ();
8310           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8311           finish_cleanup_try_block (stmt);
8312           finish_cleanup (tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args,
8313                                        complain, in_decl),
8314                           stmt);
8315         }
8316       else
8317         {
8318           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8319             stmt = begin_function_try_block ();
8320           else
8321             stmt = begin_try_block ();
8322
8323           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8324
8325           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8326             finish_function_try_block (stmt);
8327           else
8328             finish_try_block (stmt);
8329
8330           tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args, complain, in_decl);
8331           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8332             finish_function_handler_sequence (stmt);
8333           else
8334             finish_handler_sequence (stmt);
8335         }
8336       break;
8337
8338     case HANDLER:
8339       {
8340         tree decl;
8341
8342         stmt = begin_handler ();
8343         if (HANDLER_PARMS (t))
8344           {
8345             decl = HANDLER_PARMS (t);
8346             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8347             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8348                this variable.  We've already done all that needs to be
8349                done.  */
8350             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8351           }
8352         else
8353           decl = NULL_TREE;
8354         finish_handler_parms (decl, stmt);
8355         tsubst_expr (HANDLER_BODY (t), args, complain, in_decl);
8356         finish_handler (stmt);
8357       }
8358       break;
8359
8360     case TAG_DEFN:
8361       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8362       break;
8363
8364     default:
8365       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8366
8367       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8368                                     /*function_p=*/false);
8369     }
8370
8371   return NULL_TREE;
8372 }
8373
8374 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8375    call.  Return the substituted version of T.  */
8376
8377 static tree
8378 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
8379                                     tsubst_flags_t complain,
8380                                     tree in_decl)
8381 {
8382   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8383     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8384                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8385   else
8386     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8387                                /*function_p=*/false);
8388
8389   return t;
8390 }
8391
8392 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8393    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8394
8395 tree
8396 tsubst_copy_and_build (tree t,
8397                        tree args,
8398                        tsubst_flags_t complain,
8399                        tree in_decl,
8400                        bool function_p)
8401 {
8402 #define RECUR(NODE) \
8403   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false)
8404
8405   tree op1;
8406
8407   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8408     return t;
8409
8410   switch (TREE_CODE (t))
8411     {
8412     case USING_DECL:
8413       t = DECL_NAME (t);
8414       /* Fall through.  */
8415     case IDENTIFIER_NODE:
8416       {
8417         tree decl;
8418         cp_id_kind idk;
8419         tree qualifying_class;
8420         bool non_integral_constant_expression_p;
8421         const char *error_msg;
8422
8423         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8424           {
8425             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8426             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8427           }
8428
8429         /* Look up the name.  */
8430         decl = lookup_name (t, 0);
8431
8432         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8433            failure, not NULL_TREE.  */
8434         if (decl == NULL_TREE)
8435           decl = error_mark_node;
8436
8437         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8438                                      &idk,
8439                                      &qualifying_class,
8440                                      /*integral_constant_expression_p=*/false,
8441                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8442                                      &non_integral_constant_expression_p,
8443                                      &error_msg);
8444         if (error_msg)
8445           error (error_msg);
8446         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8447           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8448         return decl;
8449       }
8450
8451     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8452       {
8453         tree object;
8454         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8455         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8456
8457         if (targs)
8458           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8459
8460         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8461           {
8462             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8463             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8464           }
8465         else
8466           object = NULL_TREE;
8467         template = lookup_template_function (template, targs);
8468
8469         if (object)
8470           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template),
8471                          object, template, NULL_TREE);
8472         else
8473           return template;
8474       }
8475
8476     case INDIRECT_REF:
8477       {
8478         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8479
8480         if (REFERENCE_REF_P (t))
8481           {
8482             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
8483                such an indirect ref, but the substitution of the cast
8484                will have also added such an indirect ref.  */
8485             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
8486               r = convert_from_reference (r);
8487           }
8488         else
8489           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *");
8490         return r;
8491       }
8492
8493     case NOP_EXPR:
8494       return build_nop
8495         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8496          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8497
8498     case CAST_EXPR:
8499       return build_functional_cast
8500         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8501          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8502
8503     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8504       return build_reinterpret_cast
8505         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8506          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8507
8508     case CONST_CAST_EXPR:
8509       return build_const_cast
8510         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8511          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8512
8513     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8514       return build_dynamic_cast
8515         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8516          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8517
8518     case STATIC_CAST_EXPR:
8519       return build_static_cast
8520         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8521          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8522
8523     case POSTDECREMENT_EXPR:
8524     case POSTINCREMENT_EXPR:
8525       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8526                                                 args, complain, in_decl);
8527       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
8528
8529     case PREDECREMENT_EXPR:
8530     case PREINCREMENT_EXPR:
8531     case NEGATE_EXPR:
8532     case BIT_NOT_EXPR:
8533     case ABS_EXPR:
8534     case TRUTH_NOT_EXPR:
8535     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
8536     case REALPART_EXPR:
8537     case IMAGPART_EXPR:
8538       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8539
8540     case ADDR_EXPR:
8541       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8542       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
8543         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
8544                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
8545       else
8546         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
8547                                                   in_decl);
8548       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
8549         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
8550       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
8551
8552     case PLUS_EXPR:
8553     case MINUS_EXPR:
8554     case MULT_EXPR:
8555     case TRUNC_DIV_EXPR:
8556     case CEIL_DIV_EXPR:
8557     case FLOOR_DIV_EXPR:
8558     case ROUND_DIV_EXPR:
8559     case EXACT_DIV_EXPR:
8560     case BIT_AND_EXPR:
8561     case BIT_IOR_EXPR:
8562     case BIT_XOR_EXPR:
8563     case TRUNC_MOD_EXPR:
8564     case FLOOR_MOD_EXPR:
8565     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
8566     case TRUTH_ORIF_EXPR:
8567     case TRUTH_AND_EXPR:
8568     case TRUTH_OR_EXPR:
8569     case RSHIFT_EXPR:
8570     case LSHIFT_EXPR:
8571     case RROTATE_EXPR:
8572     case LROTATE_EXPR:
8573     case EQ_EXPR:
8574     case NE_EXPR:
8575     case MAX_EXPR:
8576     case MIN_EXPR:
8577     case LE_EXPR:
8578     case GE_EXPR:
8579     case LT_EXPR:
8580     case GT_EXPR:
8581     case MEMBER_REF:
8582     case DOTSTAR_EXPR:
8583       return build_x_binary_op
8584         (TREE_CODE (t),
8585          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8586          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8587          /*overloaded_p=*/NULL);
8588
8589     case SCOPE_REF:
8590       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
8591                                   /*address_p=*/false);
8592     case ARRAY_REF:
8593       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8594                                                 args, complain, in_decl);
8595       return build_x_binary_op (ARRAY_REF, op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8596                                 /*overloaded_p=*/NULL);
8597
8598     case SIZEOF_EXPR:
8599     case ALIGNOF_EXPR:
8600       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8601       if (!args)
8602         {
8603           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
8604              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
8605              the substitutions may not work.  */
8606           if (!TYPE_P (op1))
8607             op1 = TREE_TYPE (op1);
8608         }
8609       else
8610         {
8611           ++skip_evaluation;
8612           op1 = RECUR (op1);
8613           --skip_evaluation;
8614         }
8615       if (TYPE_P (op1))
8616         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
8617       else
8618         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
8619
8620     case MODOP_EXPR:
8621       {
8622         tree r = build_x_modify_expr
8623           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8624            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
8625            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8626         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
8627            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
8628            than plain assignment.  In the former case, it was already
8629            set and must be copied.  In the latter case,
8630            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
8631            here.  */
8632         if (TREE_NO_WARNING (t))
8633           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
8634         return r;
8635       }
8636
8637     case ARROW_EXPR:
8638       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8639                                                 args, complain, in_decl);
8640       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8641       if (DECL_P (op1))
8642         mark_used (op1);
8643       return build_x_arrow (op1);
8644
8645     case NEW_EXPR:
8646       return build_new
8647         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8648          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8649          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
8650          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
8651          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8652
8653     case DELETE_EXPR:
8654      return delete_sanity
8655        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8656         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8657         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
8658         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8659
8660     case COMPOUND_EXPR:
8661       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8662                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
8663
8664     case CALL_EXPR:
8665       {
8666         tree function;
8667         tree call_args;
8668         bool qualified_p;
8669         bool koenig_p;
8670
8671         function = TREE_OPERAND (t, 0);
8672         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
8673            not Koenig lookup should be performed.  */
8674         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
8675         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
8676           {
8677             qualified_p = true;
8678             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
8679                                             /*done=*/false,
8680                                             /*address_p=*/false);
8681           }
8682         else
8683           {
8684             qualified_p = (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF
8685                            && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (function, 1))
8686                                == SCOPE_REF));
8687             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
8688                                               in_decl,
8689                                               !qualified_p);
8690             if (BASELINK_P (function))
8691               qualified_p = true;
8692           }
8693
8694         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8695
8696         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
8697            lookup finds a non-function, in accordance with the
8698            expected resolution of DR 218.  */
8699         if (koenig_p
8700             && ((is_overloaded_fn (function)
8701                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
8702                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
8703                     to denote the function.  */
8704                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
8705                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
8706           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
8707
8708         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
8709           {
8710             unqualified_name_lookup_error (function);
8711             return error_mark_node;
8712           }
8713
8714         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8715         if (DECL_P (function))
8716           mark_used (function);
8717
8718         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
8719           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
8720         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
8721           {
8722             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
8723               return finish_call_expr (function, call_args,
8724                                        /*disallow_virtual=*/false,
8725                                        /*koenig_p=*/false);
8726             else
8727               return (build_new_method_call
8728                       (TREE_OPERAND (function, 0),
8729                        TREE_OPERAND (function, 1),
8730                        call_args, NULL_TREE,
8731                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL));
8732           }
8733         return finish_call_expr (function, call_args,
8734                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
8735                                  koenig_p);
8736       }
8737
8738     case COND_EXPR:
8739       return build_x_conditional_expr
8740         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8741          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8742          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8743
8744     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
8745       return finish_pseudo_destructor_expr
8746         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8747          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8748          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8749
8750     case TREE_LIST:
8751       {
8752         tree purpose, value, chain;
8753
8754         if (t == void_list_node)
8755           return t;
8756
8757         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8758         if (purpose)
8759           purpose = RECUR (purpose);
8760         value = TREE_VALUE (t);
8761         if (value)
8762           value = RECUR (value);
8763         chain = TREE_CHAIN (t);
8764         if (chain && chain != void_type_node)
8765           chain = RECUR (chain);
8766         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8767             && value == TREE_VALUE (t)
8768             && chain == TREE_CHAIN (t))
8769           return t;
8770         return tree_cons (purpose, value, chain);
8771       }
8772
8773     case COMPONENT_REF:
8774       {
8775         tree object;
8776         tree member;
8777
8778         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8779                                                      args, complain, in_decl);
8780         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8781         if (DECL_P (object))
8782           mark_used (object);
8783
8784         member = TREE_OPERAND (t, 1);
8785         if (BASELINK_P (member))
8786           member = tsubst_baselink (member,
8787                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
8788                                     args, complain, in_decl);
8789         else
8790           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
8791
8792         if (member == error_mark_node)
8793           return error_mark_node;
8794         else if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (object)))
8795           {
8796             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
8797               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
8798                                                     NULL_TREE,
8799                                                     TREE_TYPE (object));
8800             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8801                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
8802               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
8803                                                     object,
8804                                                     TREE_TYPE (object));
8805           }
8806         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8807                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
8808           {
8809             tree tmpl;
8810             tree args;
8811
8812             /* Lookup the template functions now that we know what the
8813                scope is.  */
8814             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
8815             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
8816             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
8817                                             /*is_type_p=*/false,
8818                                             /*complain=*/false);
8819             if (BASELINK_P (member))
8820               {
8821                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
8822                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
8823                               args);
8824                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
8825                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
8826                            TREE_TYPE (object)));
8827               }
8828             else
8829               {
8830                 qualified_name_lookup_error (TREE_TYPE (object), tmpl,
8831                                              member);
8832                 return error_mark_node;
8833               }
8834           }
8835         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8836                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
8837                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
8838           {
8839             if (complain & tf_error)
8840               {
8841                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
8842                   error ("%qT is not a class or namespace",
8843                          TREE_OPERAND (member, 0));
8844                 else
8845                   error ("%qD is not a class or namespace",
8846                          TREE_OPERAND (member, 0));
8847               }
8848             return error_mark_node;
8849           }
8850         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
8851           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
8852
8853         return finish_class_member_access_expr (object, member);
8854       }
8855
8856     case THROW_EXPR:
8857       return build_throw
8858         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8859
8860     case CONSTRUCTOR:
8861       {
8862         VEC(constructor_elt,gc) *n;
8863         constructor_elt *ce;
8864         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
8865         tree r;
8866         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8867         bool process_index_p;
8868
8869         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
8870         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
8871           return t;
8872
8873         /* We do not want to process the index of aggregate
8874            initializers as they are identifier nodes which will be
8875            looked up by digest_init.  */
8876         process_index_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
8877
8878         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
8879         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
8880           {
8881             if (ce->index && process_index_p)
8882               ce->index = RECUR (ce->index);
8883             ce->value = RECUR (ce->value);
8884           }
8885
8886         r = build_constructor (NULL_TREE, n);
8887         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
8888
8889         if (type)
8890           return digest_init (type, r);
8891         return r;
8892       }
8893
8894     case TYPEID_EXPR:
8895       {
8896         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8897         if (TYPE_P (operand_0))
8898           return get_typeid (operand_0);
8899         return build_typeid (operand_0);
8900       }
8901
8902     case VAR_DECL:
8903       if (!args)
8904         return t;
8905       /* Fall through */
8906
8907     case PARM_DECL:
8908       {
8909         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8910
8911         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
8912           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
8913              the appropriate INDIRECT_REF.  */
8914           r = convert_from_reference (r);
8915         return r;
8916       }
8917
8918     case VA_ARG_EXPR:
8919       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8920                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
8921                                           in_decl));
8922
8923     case OFFSETOF_EXPR:
8924       return fold_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8925
8926     case STMT_EXPR:
8927       {
8928         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
8929         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
8930
8931         cur_stmt_expr = stmt_expr;
8932         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl);
8933         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
8934         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
8935
8936         return stmt_expr;
8937       }
8938
8939     case CONST_DECL:
8940       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8941       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
8942          to their underlying values.  */
8943       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
8944         return DECL_INITIAL (t);
8945       return t;
8946
8947     default:
8948       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
8949       {
8950         tree subst
8951           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
8952                                          in_decl, /*function_p=*/false);
8953         if (subst)
8954           return subst;
8955       }
8956       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8957     }
8958
8959 #undef RECUR
8960 }
8961
8962 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
8963    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
8964    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
8965    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
8966
8967 static bool
8968 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
8969 {
8970   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
8971   bool result = false;
8972
8973   for (ix = 0; ix != len; ix++)
8974     {
8975       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
8976
8977       if (TYPE_P (t))
8978         {
8979           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
8980              of a class or enumeration declared in a local scope)
8981              shall not be used to declare an entity with linkage.
8982              This implies that names with no linkage cannot be used as
8983              template arguments.  */
8984           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
8985
8986           if (nt)
8987             {
8988               /* DR 488 makes use of a type with no linkage causes
8989                  type deduction to fail.  */ 
8990               if (complain & tf_error)
8991                 {
8992                   if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
8993                     error ("%qT is/uses anonymous type", t);
8994                   else
8995                     error ("%qT uses local type %qT", t, nt);
8996                 }
8997               result = true;
8998             }
8999           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
9000              allow variably-modified types as template arguments.  */
9001           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
9002             {
9003               if (complain & tf_error)
9004                 error ("%qT is a variably modified type", t);
9005               result = true;
9006             }
9007         }
9008       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
9009          constant.  */
9010       else if (TREE_TYPE (t)
9011                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
9012                && !TREE_CONSTANT (t))
9013         {
9014           if (complain & tf_error)
9015             error ("integral expression %qE is not constant", t);
9016           result = true;
9017         }
9018     }
9019   if (result && (complain & tf_error))
9020     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
9021   return result;
9022 }
9023
9024 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
9025    the template arguments in TARG_PTR.  */
9026
9027 tree
9028 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
9029 {
9030   tree fndecl;
9031   tree gen_tmpl;
9032   tree spec;
9033
9034   if (tmpl == error_mark_node)
9035     return error_mark_node;
9036
9037   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
9038
9039   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
9040   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
9041     {
9042       tree spec;
9043       tree clone;
9044
9045       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
9046                                    complain);
9047       if (spec == error_mark_node)
9048         return error_mark_node;
9049
9050       /* Look for the clone.  */
9051       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
9052         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
9053           return clone;
9054       /* We should always have found the clone by now.  */
9055       gcc_unreachable ();
9056       return NULL_TREE;
9057     }
9058
9059   /* Check to see if we already have this specialization.  */
9060   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr,
9061                                   /*class_specializations_p=*/false);
9062   if (spec != NULL_TREE)
9063     return spec;
9064
9065   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9066   if (tmpl != gen_tmpl)
9067     {
9068       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
9069          arguments we must add the arguments used to perform the
9070          partial instantiation.  */
9071       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
9072                                               targ_ptr);
9073
9074       /* Check to see if we already have this specialization.  */
9075       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
9076                                       /*class_specializations_p=*/false);
9077       if (spec != NULL_TREE)
9078         return spec;
9079     }
9080
9081   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
9082                                complain))
9083     return error_mark_node;
9084
9085   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
9086      parameters and return types have to be checked.  However this
9087      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
9088      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
9089      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
9090   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
9091
9092   /* Substitute template parameters.  */
9093   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
9094                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
9095
9096   /* Now we know the specialization, compute access previously
9097      deferred.  */
9098   push_access_scope (fndecl);
9099   perform_deferred_access_checks ();
9100   pop_access_scope (fndecl);
9101   pop_deferring_access_checks ();
9102
9103   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9104      template, not the most general template.  */
9105   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9106
9107   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9108      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9109      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9110      instantiating the template clones.  */
9111   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9112     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9113
9114   return fndecl;
9115 }
9116
9117 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9118    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9119    into which the deduced template arguments are placed.
9120
9121    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9122    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9123    printed only for an incomplete match.
9124
9125    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9126    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9127
9128    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9129    template-id.
9130
9131    The parameter STRICT is one of:
9132
9133    DEDUCE_CALL:
9134      We are deducing arguments for a function call, as in
9135      [temp.deduct.call].
9136
9137    DEDUCE_CONV:
9138      We are deducing arguments for a conversion function, as in
9139      [temp.deduct.conv].
9140
9141    DEDUCE_EXACT:
9142      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9143      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9144      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9145      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
9146
9147 int
9148 fn_type_unification (tree fn,
9149                      tree explicit_targs,
9150                      tree targs,
9151                      tree args,
9152                      tree return_type,
9153                      unification_kind_t strict,
9154                      int flags)
9155 {
9156   tree parms;
9157   tree fntype;
9158   int result;
9159
9160   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9161
9162   fntype = TREE_TYPE (fn);
9163   if (explicit_targs)
9164     {
9165       /* [temp.deduct]
9166
9167          The specified template arguments must match the template
9168          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9169          must not be more arguments than there are parameters;
9170          otherwise type deduction fails.
9171
9172          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9173          nontype template parameters, or must be convertible to the
9174          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9175          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9176
9177          All references in the function type of the function template
9178          to the corresponding template parameters are replaced by the
9179          specified template argument values.  If a substitution in a
9180          template parameter or in the function type of the function
9181          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9182       int i;
9183       tree converted_args;
9184       bool incomplete;
9185
9186       if (explicit_targs == error_mark_node)
9187         return 1;
9188
9189       converted_args
9190         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9191                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
9192                                   /*require_all_arguments=*/0));
9193       if (converted_args == error_mark_node)
9194         return 1;
9195
9196       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9197          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9198          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9199          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9200          processing during substitution as we could create partial
9201          instantiations.  */
9202       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9203       processing_template_decl += incomplete;
9204       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9205       processing_template_decl -= incomplete;
9206
9207       if (fntype == error_mark_node)
9208         return 1;
9209
9210       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9211       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9212         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9213     }
9214
9215   parms = TYPE_ARG_TYPES (fntype);
9216   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9217   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn))
9218     parms = TREE_CHAIN (parms);
9219
9220   if (return_type)
9221     {
9222       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9223       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9224     }
9225
9226   /* We allow incomplete unification without an error message here
9227      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9228      callers must be ready to deal with unification failures in any
9229      event.  */
9230   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9231                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9232                                   strict, flags);
9233
9234   if (result == 0)
9235     /* All is well so far.  Now, check:
9236
9237        [temp.deduct]
9238
9239        When all template arguments have been deduced, all uses of
9240        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9241        the corresponding deduced argument values.  If the
9242        substitution results in an invalid type, as described above,
9243        type deduction fails.  */
9244     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9245         == error_mark_node)
9246       return 1;
9247
9248   return result;
9249 }
9250
9251 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9252    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9253    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9254    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9255    the argument passed to the call, or the type of the value
9256    initialized with the result of the conversion function.  */
9257
9258 static int
9259 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
9260                                   tree* parm,
9261                                   tree* arg)
9262 {
9263   int result = 0;
9264
9265   switch (strict)
9266     {
9267     case DEDUCE_CALL:
9268       break;
9269
9270     case DEDUCE_CONV:
9271       {
9272         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9273            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9274            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9275         tree* temp = parm;
9276         parm = arg;
9277         arg = temp;
9278         break;
9279       }
9280
9281     case DEDUCE_EXACT:
9282       /* There is nothing to do in this case.  */
9283       return 0;
9284
9285     default:
9286       gcc_unreachable ();
9287     }
9288
9289   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9290     {
9291       /* [temp.deduct.call]
9292
9293          If P is not a reference type:
9294
9295          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9296          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9297          used in place of A for type deduction; otherwise,
9298
9299          --If A is a function type, the pointer type produced by
9300          the function-to-pointer standard conversion
9301          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9302          otherwise,
9303
9304          --If A is a cv-qualified type, the top level
9305          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9306          deduction.  */
9307       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9308         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9309       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9310         *arg = build_pointer_type (*arg);
9311       else
9312         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9313     }
9314
9315   /* [temp.deduct.call]
9316
9317      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9318      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9319      reference type, the type referred to by P is used for
9320      type deduction.  */
9321   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9322   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9323     {
9324       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9325       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9326     }
9327
9328   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9329      too (which has been swapped into ARG).  */
9330   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9331     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9332
9333   return result;
9334 }
9335
9336 /* Most parms like fn_type_unification.
9337
9338    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9339    arguments of a function or method parameter of a function
9340    template). */
9341
9342 static int
9343 type_unification_real (tree tparms,
9344                        tree targs,
9345                        tree xparms,
9346                        tree xargs,
9347                        int subr,
9348                        unification_kind_t strict,
9349                        int flags)
9350 {
9351   tree parm, arg;
9352   int i;
9353   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9354   int sub_strict;
9355   int saw_undeduced = 0;
9356   tree parms, args;
9357
9358   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9359   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9360   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9361   gcc_assert (ntparms > 0);
9362
9363   switch (strict)
9364     {
9365     case DEDUCE_CALL:
9366       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9367                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9368       break;
9369
9370     case DEDUCE_CONV:
9371       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9372       break;
9373
9374     case DEDUCE_EXACT:
9375       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9376       break;
9377
9378     default:
9379       gcc_unreachable ();
9380     }
9381
9382  again:
9383   parms = xparms;
9384   args = xargs;
9385
9386   while (parms && parms != void_list_node
9387          && args && args != void_list_node)
9388     {
9389       parm = TREE_VALUE (parms);
9390       parms = TREE_CHAIN (parms);
9391       arg = TREE_VALUE (args);
9392       args = TREE_CHAIN (args);
9393
9394       if (arg == error_mark_node)
9395         return 1;
9396       if (arg == unknown_type_node)
9397         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9398            template args from other function args.  */
9399         continue;
9400
9401       /* Conversions will be performed on a function argument that
9402          corresponds with a function parameter that contains only
9403          non-deducible template parameters and explicitly specified
9404          template parameters.  */
9405       if (!uses_template_parms (parm))
9406         {
9407           tree type;
9408
9409           if (!TYPE_P (arg))
9410             type = TREE_TYPE (arg);
9411           else
9412             type = arg;
9413
9414           if (same_type_p (parm, type))
9415             continue;
9416           if (strict != DEDUCE_EXACT
9417               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg, 
9418                                   flags))
9419             continue;
9420           
9421           return 1;
9422         }
9423
9424       if (!TYPE_P (arg))
9425         {
9426           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9427           if (type_unknown_p (arg))
9428             {
9429               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from
9430                  a pointer to function or pointer to member function
9431                  argument if the set of overloaded functions does not
9432                  contain function templates and at most one of a set of
9433                  overloaded functions provides a unique match.  */
9434
9435               if (resolve_overloaded_unification
9436                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict)
9437                   != 0)
9438                 return 1;
9439               continue;
9440             }
9441           arg = TREE_TYPE (arg);
9442           if (arg == error_mark_node)
9443             return 1;
9444         }
9445
9446       {
9447         int arg_strict = sub_strict;
9448
9449         if (!subr)
9450           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9451
9452         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
9453           return 1;
9454       }
9455     }
9456
9457   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
9458      are present, and the parm list isn't variadic.  */
9459   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
9460     return 1;
9461   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
9462   if (parms && parms != void_list_node
9463       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
9464     return 1;
9465
9466   if (!subr)
9467     for (i = 0; i < ntparms; i++)
9468       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
9469         {
9470           tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
9471
9472           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
9473              a type parameter, try another pass; its type may have been
9474              deduced from a later argument than the one from which
9475              this parameter can be deduced.  */
9476           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
9477               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
9478               && !saw_undeduced++)
9479             goto again;
9480
9481           return 2;
9482         }
9483
9484   return 0;
9485 }
9486
9487 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables at the
9488    call site.  ARG is an overloaded function (or template-id); we try
9489    deducing template args from each of the overloads, and if only one
9490    succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns 0 on success.  */
9491
9492 static int
9493 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
9494                                 tree targs,
9495                                 tree parm,
9496                                 tree arg,
9497                                 unification_kind_t strict,
9498                                 int sub_strict)
9499 {
9500   tree tempargs = copy_node (targs);
9501   int good = 0;
9502   bool addr_p;
9503
9504   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
9505     {
9506       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9507       addr_p = true;
9508     }
9509   else
9510     addr_p = false;
9511
9512   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
9513     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
9514        function name.  */
9515     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9516
9517   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
9518     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9519
9520   /* Strip baselink information.  */
9521   if (BASELINK_P (arg))
9522     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
9523
9524   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9525     {
9526       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
9527          the affected templates before we try to unify, in case the
9528          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
9529
9530       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
9531       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9532
9533       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9534         {
9535           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
9536           tree subargs, elem;
9537
9538           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
9539             continue;
9540
9541           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
9542                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
9543           if (subargs)
9544             {
9545               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
9546               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9547                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
9548             }
9549         }
9550     }
9551   else
9552     {
9553       gcc_assert (TREE_CODE (arg) == OVERLOAD
9554                   || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_DECL);
9555
9556       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9557         good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9558                                   TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
9559                                   strict, sub_strict, addr_p);
9560     }
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 we found multiple possibilities, we return success but don't
9568      deduce anything.  */
9569
9570   if (good == 1)
9571     {
9572       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9573       for (; i--; )
9574         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
9575           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9576     }
9577   if (good)
9578     return 0;
9579
9580   return 1;
9581 }
9582
9583 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
9584    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
9585    different overloads deduce different arguments for a given parm.
9586    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
9587    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
9588
9589    Returns 1 on success.  */
9590
9591 static int
9592 try_one_overload (tree tparms,
9593                   tree orig_targs,
9594                   tree targs,
9595                   tree parm,
9596                   tree arg,
9597                   unification_kind_t strict,
9598                   int sub_strict,
9599                   bool addr_p)
9600 {
9601   int nargs;
9602   tree tempargs;
9603   int i;
9604
9605   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9606      to function or pointer to member function argument if the set of
9607      overloaded functions does not contain function templates and at most
9608      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9609
9610      So if this is a template, just return success.  */
9611
9612   if (uses_template_parms (arg))
9613     return 1;
9614
9615   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9616     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
9617   else if (addr_p)
9618     arg = build_pointer_type (arg);
9619
9620   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9621
9622   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
9623      some template args from previous args, unify would complain when we
9624      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
9625      there isn't really a conflict.  */
9626   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9627   tempargs = make_tree_vec (nargs);
9628
9629   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
9630     return 0;
9631
9632   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
9633      explicitly specified args.  */
9634   for (i = nargs; i--; )
9635     {
9636       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9637       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
9638
9639       if (!elt)
9640         /*NOP*/;
9641       else if (uses_template_parms (elt))
9642         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
9643            template args used in the function parm list with our own
9644            template parms.  Discard them.  */
9645         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
9646       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
9647         return 0;
9648     }
9649
9650   for (i = nargs; i--; )
9651     {
9652       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9653
9654       if (elt)
9655         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
9656     }
9657
9658   return 1;
9659 }
9660
9661 /* Verify that nondeduce template argument agrees with the type
9662    obtained from argument deduction.  Return nonzero if the
9663    verification fails.
9664
9665    For example:
9666
9667      struct A { typedef int X; };
9668      template <class T, class U> struct C {};
9669      template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
9670
9671    Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
9672    `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
9673    is `int'.  This function ensure that they agree.
9674
9675    TARGS, PARMS are the same as the arguments of unify.
9676    ARGS contains template arguments from all levels.  */
9677
9678 static int
9679 verify_class_unification (tree targs, tree parms, tree args)
9680 {
9681   parms = tsubst (parms, add_outermost_template_args (args, targs),
9682                   tf_none, NULL_TREE);
9683   if (parms == error_mark_node)
9684     return 1;
9685
9686   return !comp_template_args (parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args));
9687 }
9688
9689 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
9690    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
9691    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
9692    TARGS are as for unify.  */
9693
9694 static tree
9695 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9696 {
9697   tree copy_of_targs;
9698
9699   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
9700       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
9701           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
9702     return NULL_TREE;
9703
9704   /* We need to make a new template argument vector for the call to
9705      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
9706      the attempted unification, even if this class didn't work out.
9707      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
9708      we've already done, since unification is supposed to be done on
9709      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
9710      following pathological case:
9711
9712        template <int I, int J, int K>
9713        struct S {};
9714
9715        template <int I, int J>
9716        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
9717
9718        template <int I, int J, int K>
9719        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
9720
9721        void g() {
9722          S<0, 0, 0> s0;
9723          S<0, 1, 2> s2;
9724
9725          f(s0, s2);
9726        }
9727
9728      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
9729      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
9730      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
9731      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
9732      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
9733      would reject the possibility I=1.  */
9734   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
9735
9736   /* If unification failed, we're done.  */
9737   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
9738              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
9739     return NULL_TREE;
9740
9741   return arg;
9742 }
9743
9744 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
9745    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
9746    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
9747    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
9748    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
9749    by unify.  */
9750
9751 static tree
9752 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9753 {
9754   tree rval = NULL_TREE;
9755   tree binfo;
9756
9757   gcc_assert (IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (arg)));
9758
9759   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
9760   if (!binfo)
9761     /* The type could not be completed.  */
9762     return NULL_TREE;
9763
9764   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
9765      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
9766   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
9767     {
9768       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
9769
9770       if (r)
9771         {
9772           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
9773
9774                [temp.deduct.call]
9775
9776               If they yield more than one possible deduced A, the type
9777               deduction fails.
9778
9779              applies.  */
9780           if (rval && !same_type_p (r, rval))
9781             return NULL_TREE;
9782
9783           rval = r;
9784         }
9785     }
9786
9787   return rval;
9788 }
9789
9790 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
9791
9792 static int
9793 template_decl_level (tree decl)
9794 {
9795   switch (TREE_CODE (decl))
9796     {
9797     case TYPE_DECL:
9798     case TEMPLATE_DECL:
9799       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
9800
9801     case PARM_DECL:
9802       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
9803
9804     default:
9805       gcc_unreachable ();
9806     }
9807   return 0;
9808 }
9809
9810 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
9811    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
9812    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
9813
9814 static int
9815 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
9816 {
9817   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
9818   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
9819
9820   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9821       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9822     {
9823       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
9824           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
9825           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
9826           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
9827           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
9828           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
9829       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
9830            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
9831            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9832           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
9833         return 0;
9834
9835       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
9836           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
9837         return 0;
9838     }
9839
9840   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9841       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
9842     return 0;
9843
9844   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
9845       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
9846     return 0;
9847
9848   return 1;
9849 }
9850
9851 /* Takes parameters as for type_unification.  Returns 0 if the
9852    type deduction succeeds, 1 otherwise.  The parameter STRICT is a
9853    bitwise or of the following flags:
9854
9855      UNIFY_ALLOW_NONE:
9856        Require an exact match between PARM and ARG.
9857      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
9858        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
9859        conversion) than ARG.
9860      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
9861        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
9862      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
9863        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
9864        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
9865        ARG.
9866      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
9867        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
9868        case for more information.
9869      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
9870        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
9871        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
9872        have const qualified pointers leading up to the inner type which
9873        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
9874        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
9875        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
9876      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
9877        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
9878        qualified at this point.
9879      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
9880        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
9881        qualified at this point.  */
9882
9883 static int
9884 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
9885 {
9886   int idx;
9887   tree targ;
9888   tree tparm;
9889   int strict_in = strict;
9890
9891   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
9892      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
9893      signedness is the only information lost, and I think that will be
9894      okay.  */
9895   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
9896     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
9897
9898   if (arg == error_mark_node)
9899     return 1;
9900   if (arg == unknown_type_node)
9901     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9902        template args from other function args.  */
9903     return 0;
9904
9905   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
9906      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
9907      template parameters.  We might need them if we're trying to
9908      figure out which of two things is more specialized.  */
9909   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
9910     return 0;
9911
9912   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
9913      cv-qualification mismatches.  */
9914   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9915       && TYPE_P (arg)
9916       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
9917          type, and the elements might be template type parms. We'll check
9918          when we recurse.  */
9919       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
9920       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
9921          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
9922          PARM `T' for example, when computing which of two templates
9923          is more specialized, for example.  */
9924       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
9925       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
9926     return 1;
9927
9928   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
9929       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
9930     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
9931   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
9932   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
9933   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9934   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
9935
9936   switch (TREE_CODE (parm))
9937     {
9938     case TYPENAME_TYPE:
9939     case SCOPE_REF:
9940     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
9941       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
9942          argument values cannot be deduced for template parameters used
9943          within the nested-name-specifier.  */
9944       return 0;
9945
9946     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9947     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9948     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9949       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
9950
9951       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
9952           != template_decl_level (tparm))
9953         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
9954            to see if it matches ARG.  */
9955         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9956                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
9957       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
9958       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
9959       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
9960
9961       /* Check for mixed types and values.  */
9962       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9963            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
9964           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9965               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
9966         return 1;
9967
9968       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9969         {
9970           /* ARG must be constructed from a template class or a template
9971              template parameter.  */
9972           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9973               && (TREE_CODE (arg) != RECORD_TYPE || !CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)))
9974             return 1;
9975
9976           {
9977             tree parmtmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (parm);
9978             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
9979             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
9980             tree argtmplvec
9981               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_TI_TEMPLATE (arg));
9982             int i;
9983
9984             /* The parameter and argument roles have to be switched here
9985                in order to handle default arguments properly.  For example,
9986                template<template <class> class TT> void f(TT<int>)
9987                should be able to accept vector<int> which comes from
9988                template <class T, class Allocator = allocator>
9989                class vector.  */
9990
9991             if (coerce_template_parms (argtmplvec, parmvec, parmtmpl, 0, 1)
9992                 == error_mark_node)
9993               return 1;
9994
9995             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
9996                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
9997                rather than the whole TREE_VEC since they can have
9998                different number of elements.  */
9999
10000             for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parmvec); ++i)
10001               {
10002                 if (unify (tparms, targs,
10003                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
10004                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
10005                            UNIFY_ALLOW_NONE))
10006                   return 1;
10007               }
10008           }
10009           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
10010
10011           /* Fall through to deduce template name.  */
10012         }
10013
10014       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10015           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10016         {
10017           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
10018
10019           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10020           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
10021             return 0;
10022           else if (targ)
10023             return 1;
10024         }
10025       else
10026         {
10027           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
10028              a match unless we are allowing additional qualification.
10029              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
10030              that binds `const int' to `T'.  */
10031           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
10032                                          arg, parm))
10033             return 1;
10034
10035           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
10036              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
10037           arg = cp_build_qualified_type_real
10038             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
10039           if (arg == error_mark_node)
10040             return 1;
10041
10042           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10043           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
10044             return 0;
10045           else if (targ)
10046             return 1;
10047
10048           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
10049              that were talking about variable-sized arrays (like
10050              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
10051              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
10052              the bound of the array will not be computable in an
10053              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
10054              ISO C++, so we can do as we please here.  */
10055           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
10056             return 1;
10057         }
10058
10059       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10060       return 0;
10061
10062     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10063       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10064
10065       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
10066           != template_decl_level (tparm))
10067         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10068            to see if it matches ARG.  */
10069         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10070                  && cp_tree_equal (parm, arg));
10071
10072       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
10073       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
10074
10075       if (targ)
10076         return !cp_tree_equal (targ, arg);
10077
10078       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
10079          with a non-type template-parameter, the non-type
10080          template-parameter is used in an expression in the function
10081          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
10082          deduced, the template-argument type shall match the type of the
10083          template-parameter exactly, except that a template-argument
10084          deduced from an array bound may be of any integral type.
10085          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
10086       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
10087       if (!TREE_TYPE (arg))
10088         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
10089            It will later be processed in convert_template_argument.  */
10090         ;
10091       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
10092         /* OK */;
10093       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
10094                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
10095                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
10096         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
10097            template argument must exactly match the types of the
10098            corresponding parameter.  */
10099         arg = fold (build_nop (TREE_TYPE (parm), arg));
10100       else if (uses_template_parms (tparm))
10101         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
10102            later.  */
10103         return 0;
10104       else
10105         return 1;
10106
10107       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10108       return 0;
10109
10110     case PTRMEM_CST:
10111      {
10112         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
10113          another constant.  */
10114       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
10115         return 1;
10116
10117       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
10118          wrong, depending on the strict flags) to unify also
10119          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
10120          arg refer to the same variable, even if through different
10121          classes. For instance:
10122
10123          struct A { int x; };
10124          struct B : A { };
10125
10126          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
10127       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
10128                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
10129      }
10130
10131     case POINTER_TYPE:
10132       {
10133         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
10134           return 1;
10135
10136         /* [temp.deduct.call]
10137
10138            A can be another pointer or pointer to member type that can
10139            be converted to the deduced A via a qualification
10140            conversion (_conv.qual_).
10141
10142            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
10143            This will allow for additional cv-qualification of the
10144            pointed-to types if appropriate.  */
10145
10146         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
10147           /* The derived-to-base conversion only persists through one
10148              level of pointers.  */
10149           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
10150
10151         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10152                       TREE_TYPE (arg), strict);
10153       }
10154
10155     case REFERENCE_TYPE:
10156       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
10157         return 1;
10158       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10159                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10160
10161     case ARRAY_TYPE:
10162       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
10163         return 1;
10164       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
10165           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
10166         return 1;
10167       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
10168         {
10169           tree parm_max;
10170           tree arg_max;
10171
10172           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
10173           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
10174
10175           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
10176              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
10177              not an integer constant.  */
10178           if (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR)
10179             {
10180               arg_max = fold_build2 (PLUS_EXPR,
10181                                      integer_type_node,
10182                                      arg_max,
10183                                      TREE_OPERAND (parm_max, 1));
10184               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
10185             }
10186
10187           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
10188             return 1;
10189         }
10190       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10191                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10192
10193     case REAL_TYPE:
10194     case COMPLEX_TYPE:
10195     case VECTOR_TYPE:
10196     case INTEGER_TYPE:
10197     case BOOLEAN_TYPE:
10198     case ENUMERAL_TYPE:
10199     case VOID_TYPE:
10200       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10201         return 1;
10202
10203       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
10204          function.  */
10205       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
10206         return 1;
10207
10208       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
10209          will invalidate it if necessary.  */
10210       return 0;
10211
10212       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
10213       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
10214     case INTEGER_CST:
10215       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
10216         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10217
10218       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
10219         return 1;
10220       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
10221
10222     case TREE_VEC:
10223       {
10224         int i;
10225         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
10226           return 1;
10227         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
10228           return 1;
10229         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
10230           if (unify (tparms, targs,
10231                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
10232                      UNIFY_ALLOW_NONE))
10233             return 1;
10234         return 0;
10235       }
10236
10237     case RECORD_TYPE:
10238     case UNION_TYPE:
10239       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10240         return 1;
10241
10242       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
10243         {
10244           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10245             return 1;
10246
10247           return unify (tparms, targs,
10248                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
10249                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
10250                         strict);
10251         }
10252
10253       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
10254         {
10255           tree t = NULL_TREE;
10256
10257           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
10258             {
10259               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
10260               t = try_class_unification (tparms, targs,
10261                                          parm, arg);
10262
10263               if (!t)
10264                 {
10265                   /* Fallback to the special case allowed in
10266                      [temp.deduct.call]:
10267
10268                        If P is a class, and P has the form
10269                        template-id, then A can be a derived class of
10270                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
10271                        a class of the form template-id, A can be a
10272                        pointer to a derived class pointed to by the
10273                        deduced A.  */
10274                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
10275
10276                   if (!t)
10277                     return 1;
10278                 }
10279             }
10280           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
10281                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
10282                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
10283             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
10284                Then, we should unify `int' and `U'.  */
10285             t = arg;
10286           else
10287             /* There's no chance of unification succeeding.  */
10288             return 1;
10289
10290           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10291                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
10292         }
10293       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
10294         return 1;
10295       return 0;
10296
10297     case METHOD_TYPE:
10298     case FUNCTION_TYPE:
10299       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10300         return 1;
10301
10302       /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
10303          match exactly.  We need to check them explicitly here,
10304          because type_unification_real treats them as any other
10305          cvqualified parameter.  */
10306       if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
10307           && (!check_cv_quals_for_unify
10308               (UNIFY_ALLOW_NONE,
10309                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
10310                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
10311         return 1;
10312
10313       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10314                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10315         return 1;
10316       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10317                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, DEDUCE_EXACT,
10318                                     LOOKUP_NORMAL);
10319
10320     case OFFSET_TYPE:
10321       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
10322          deduces the type of the member as a function type. */
10323       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10324         {
10325           tree method_type;
10326           tree fntype;
10327           cp_cv_quals cv_quals;
10328
10329           /* Check top-level cv qualifiers */
10330           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
10331             return 1;
10332
10333           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10334                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10335             return 1;
10336
10337           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
10338           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
10339           fntype =
10340             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
10341                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
10342
10343           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
10344              implicit object parameter and place them on the function
10345              type to be restored later. */
10346           cv_quals =
10347             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
10348           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
10349           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
10350         }
10351
10352       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10353         return 1;
10354       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10355                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10356         return 1;
10357       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10358                     strict);
10359
10360     case CONST_DECL:
10361       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10362         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10363       if (arg != integral_constant_value (parm))
10364         return 1;
10365       return 0;
10366
10367     case FIELD_DECL:
10368     case TEMPLATE_DECL:
10369       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10370       return 1;
10371
10372     default:
10373       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10374
10375       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10376          something like:
10377
10378            template <int I>
10379            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10380
10381          This is a "nondeduced context":
10382
10383            [deduct.type]
10384
10385            The nondeduced contexts are:
10386
10387            --A type that is a template-id in which one or more of
10388              the template-arguments is an expression that references
10389              a template-parameter.
10390
10391          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10392          actually infer any unifications.  */
10393
10394       if (!uses_template_parms (parm)
10395           && !template_args_equal (parm, arg))
10396         return 1;
10397       else
10398         return 0;
10399     }
10400 }
10401 \f
10402 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
10403    required.  */
10404
10405 static void
10406 mark_definable (tree decl)
10407 {
10408   tree clone;
10409   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
10410   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
10411     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
10412 }
10413
10414 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
10415    explicitly instantiated class.  */
10416
10417 void
10418 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
10419 {
10420   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
10421
10422   /* If this entity has already been written out, it's too late to
10423      make any modifications.  */
10424   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
10425     return;
10426
10427   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
10428     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
10429        set correctly by tsubst.  */
10430     TREE_PUBLIC (result) = 1;
10431
10432   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
10433   DECL_COMDAT (result) = 0;
10434
10435   if (extern_p)
10436     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
10437   else
10438     {
10439       mark_definable (result);
10440       /* Always make artificials weak.  */
10441       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
10442         comdat_linkage (result);
10443       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
10444          linkonce sections.  */
10445       else if (TREE_PUBLIC (result))
10446         maybe_make_one_only (result);
10447     }
10448
10449   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
10450      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
10451      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
10452      emitted here.  In neither circumstance do we want
10453      import_export_decl to adjust the linkage.  */
10454   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
10455 }
10456
10457 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
10458
10459    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
10460    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10461    0 if neither is more specialized.
10462
10463    LEN indicates the number of parameters we should consider
10464    (defaulted parameters should not be considered).
10465
10466    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
10467    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
10468    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
10469    the templates will be more specialized if all the *other*
10470    template's arguments deduce against its arguments and at least one
10471    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
10472    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
10473    The arguments used in deduction have reference and top level cv
10474    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
10475    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
10476    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
10477    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
10478    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
10479    we do *not* verify the deduced template argument values can be
10480    substituted into non-deduced contexts, nor do we have to verify
10481    that all template arguments have been deduced.  */
10482
10483 int
10484 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
10485 {
10486   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
10487   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
10488   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
10489   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
10490   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
10491   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
10492   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
10493   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
10494   int better1 = 0;
10495   int better2 = 0;
10496   
10497   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
10498      one is a non-static member function and the other is not a static
10499      member function, remove the first parameter from that function
10500      also.  This situation occurs for operator functions where we
10501      locate both a member function (with this pointer) and non-member
10502      operator (with explicit first operand).  */
10503   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
10504     {
10505       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
10506       args1 = TREE_CHAIN (args1);
10507       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
10508         args2 = TREE_CHAIN (args2);
10509     }
10510   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
10511     {
10512       args2 = TREE_CHAIN (args2);
10513       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
10514         {
10515           len--;
10516           args1 = TREE_CHAIN (args1);
10517         }
10518     }
10519     
10520   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
10521   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
10522     return 0;
10523
10524   /* Consider the return type for a conversion function */
10525   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
10526     {
10527       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
10528       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
10529       len++;
10530     }
10531
10532   processing_template_decl++;
10533
10534   while (len--)
10535     {
10536       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
10537       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
10538       int deduce1, deduce2;
10539       int quals1 = -1;
10540       int quals2 = -1;
10541
10542       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
10543         {
10544           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10545           quals1 = cp_type_quals (arg1);
10546         }
10547
10548       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
10549         {
10550           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10551           quals2 = cp_type_quals (arg2);
10552         }
10553
10554       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
10555         {
10556           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
10557              array/function pointer decay to it.  This is not part of
10558              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
10559              for the function call itself, and with our earlier
10560              implementation of the underspecified partial ordering
10561              rules.  (nathan).  */
10562           if (quals1 >= 0)
10563             {
10564               switch (TREE_CODE (arg1))
10565                 {
10566                 case ARRAY_TYPE:
10567                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10568                   /* FALLTHROUGH. */
10569                 case FUNCTION_TYPE:
10570                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
10571                   break;
10572
10573                 default:
10574                   break;
10575                 }
10576             }
10577           else
10578             {
10579               switch (TREE_CODE (arg2))
10580                 {
10581                 case ARRAY_TYPE:
10582                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10583                   /* FALLTHROUGH. */
10584                 case FUNCTION_TYPE:
10585                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
10586                   break;
10587
10588                 default:
10589                   break;
10590                 }
10591             }
10592         }
10593
10594       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
10595       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
10596
10597       deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
10598       deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
10599
10600       if (!deduce1)
10601         better2 = -1;
10602       if (!deduce2)
10603         better1 = -1;
10604       if (better1 < 0 && better2 < 0)
10605         /* We've failed to deduce something in either direction.
10606            These must be unordered.  */
10607         break;
10608
10609       if (deduce1 && deduce2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
10610         {
10611           /* Deduces in both directions, see if quals can
10612              disambiguate.  Pretend the worse one failed to deduce. */
10613           if ((quals1 & quals2) == quals2)
10614             deduce1 = 0;
10615           if ((quals1 & quals2) == quals1)
10616             deduce2 = 0;
10617         }
10618       if (deduce1 && !deduce2 && !better2)
10619         better2 = 1;
10620       if (deduce2 && !deduce1 && !better1)
10621         better1 = 1;
10622
10623       args1 = TREE_CHAIN (args1);
10624       args2 = TREE_CHAIN (args2);
10625     }
10626
10627   processing_template_decl--;
10628
10629   return (better1 > 0) - (better2 > 0);
10630 }
10631
10632 /* Given two class template specialization list nodes PAT1 and PAT2, return:
10633
10634    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.class.order].
10635    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10636    0 if neither is more specialized.
10637
10638    FULL_ARGS is the full set of template arguments that triggers this
10639    partial ordering.  */
10640
10641 int
10642 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2, tree full_args)
10643 {
10644   tree targs;
10645   int winner = 0;
10646
10647   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
10648      different class template specializations, we may encounter dependent
10649      types in the arguments, and we need our dependency check functions
10650      to behave correctly.  */
10651   ++processing_template_decl;
10652   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1), TREE_PURPOSE (pat1),
10653                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat2)));
10654   if (targs)
10655     --winner;
10656
10657   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2), TREE_PURPOSE (pat2),
10658                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat1)));
10659   if (targs)
10660     ++winner;
10661   --processing_template_decl;
10662
10663   return winner;
10664 }
10665
10666 /* Return the template arguments that will produce the function signature
10667    DECL from the function template FN, with the explicit template
10668    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
10669    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
10670    found.  */
10671
10672 static tree
10673 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
10674 {
10675   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
10676   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
10677   tree decl_type;
10678   tree decl_arg_types;
10679
10680   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
10681      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
10682      FN.  */
10683   decl_type = TREE_TYPE (decl);
10684   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
10685     {
10686       tree tmpl;
10687       tree converted_args;
10688
10689       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10690         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10691       else
10692         /* We can get here for some invalid specializations.  */
10693         return NULL_TREE;
10694
10695       converted_args
10696         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
10697                                   explicit_args, NULL_TREE,
10698                                   tf_none, /*require_all_arguments=*/0));
10699       if (converted_args == error_mark_node)
10700         return NULL_TREE;
10701
10702       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
10703       if (decl_type == error_mark_node)
10704         return NULL_TREE;
10705     }
10706
10707   decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
10708   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
10709   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
10710     decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
10711
10712   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
10713                            decl_arg_types,
10714                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
10715                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
10716                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
10717     return NULL_TREE;
10718
10719   return targs;
10720 }
10721
10722 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
10723    template specialization whose innermost template parameters are
10724    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
10725    ARGS.
10726
10727    For example, suppose we have:
10728
10729      template <class T, class U> struct S {};
10730      template <class T> struct S<T*, int> {};
10731
10732    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
10733    {T}, the PARMS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
10734    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
10735    is bound to `double'.  */
10736
10737 static tree
10738 get_class_bindings (tree tparms, tree parms, tree args)
10739 {
10740   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
10741   tree vec = make_tree_vec (ntparms);
10742
10743   if (unify (tparms, vec, parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
10744              UNIFY_ALLOW_NONE))
10745     return NULL_TREE;
10746
10747   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
10748     if (! TREE_VEC_ELT (vec, i))
10749       return NULL_TREE;
10750
10751   if (verify_class_unification (vec, parms, args))
10752     return NULL_TREE;
10753
10754   return vec;
10755 }
10756
10757 /* In INSTANTIATIONS is a list of <INSTANTIATION, TEMPLATE> pairs.
10758    Pick the most specialized template, and return the corresponding
10759    instantiation, or if there is no corresponding instantiation, the
10760    template itself.  If there is no most specialized template,
10761    error_mark_node is returned.  If there are no templates at all,
10762    NULL_TREE is returned.  */
10763
10764 tree
10765 most_specialized_instantiation (tree instantiations)
10766 {
10767   tree fn, champ;
10768
10769   if (!instantiations)
10770     return NULL_TREE;
10771
10772   ++processing_template_decl;
10773
10774   champ = instantiations;
10775   for (fn = TREE_CHAIN (instantiations); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10776     {
10777       int fate = 0;
10778
10779       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10780                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10781                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10782         fate--;
10783
10784       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10785                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10786                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10787         fate++;
10788
10789       if (fate != 1)
10790         {
10791           if (!fate)
10792             /* Equally specialized, move to next function.  If there
10793                is no next function, nothing's most specialized.  */
10794             fn = TREE_CHAIN (fn);
10795           champ = fn;
10796         }
10797     }
10798
10799   if (champ)
10800     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
10801        instantiation list.  */
10802     for (fn = instantiations; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
10803       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10804                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10805                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
10806           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10807                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10808                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10809         {
10810           champ = NULL_TREE;
10811           break;
10812         }
10813
10814   processing_template_decl--;
10815
10816   if (!champ)
10817     return error_mark_node;
10818
10819   return TREE_PURPOSE (champ) ? TREE_PURPOSE (champ) : TREE_VALUE (champ);
10820 }
10821
10822 /* Return the most specialized of the list of templates in FNS that can
10823    produce an instantiation matching DECL, given the explicit template
10824    arguments EXPLICIT_ARGS.  */
10825
10826 static tree
10827 most_specialized (tree fns, tree decl, tree explicit_args)
10828 {
10829   tree candidates = NULL_TREE;
10830   tree fn, args;
10831
10832   for (fn = fns; fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10833     {
10834       tree candidate = TREE_VALUE (fn);
10835
10836       args = get_bindings (candidate, decl, explicit_args, /*check_ret=*/true);
10837       if (args)
10838         candidates = tree_cons (NULL_TREE, candidate, candidates);
10839     }
10840
10841   return most_specialized_instantiation (candidates);
10842 }
10843
10844 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
10845    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
10846
10847    For example, given:
10848
10849      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
10850
10851    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
10852    the full template.  This function will not trace past partial
10853    specializations, however.  For example, given in addition:
10854
10855      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
10856
10857    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
10858    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
10859
10860 tree
10861 most_general_template (tree decl)
10862 {
10863   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
10864      an immediate specialization.  */
10865   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
10866     {
10867       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
10868         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10869
10870         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
10871            template friend.  */
10872         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
10873           return NULL_TREE;
10874       } else
10875         return NULL_TREE;
10876     }
10877
10878   /* Look for more and more general templates.  */
10879   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10880     {
10881       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
10882          (See cp-tree.h for details.)  */
10883       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
10884         break;
10885
10886       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
10887           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
10888         break;
10889
10890       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
10891       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
10892           && DECL_CONTEXT (decl)
10893           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
10894         break;
10895
10896       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10897     }
10898
10899   return decl;
10900 }
10901
10902 /* Return the most specialized of the class template specializations
10903    of TMPL which can produce an instantiation matching ARGS, or
10904    error_mark_node if the choice is ambiguous.  */
10905
10906 static tree
10907 most_specialized_class (tree tmpl, tree args)
10908 {
10909   tree list = NULL_TREE;
10910   tree t;
10911   tree champ;
10912   int fate;
10913
10914   tmpl = most_general_template (tmpl);
10915   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
10916     {
10917       tree spec_args
10918         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args);
10919       if (spec_args)
10920         {
10921           list = tree_cons (TREE_PURPOSE (t), TREE_VALUE (t), list);
10922           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
10923         }
10924     }
10925
10926   if (! list)
10927     return NULL_TREE;
10928
10929   t = list;
10930   champ = t;
10931   t = TREE_CHAIN (t);
10932   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
10933     {
10934       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10935       if (fate == 1)
10936         ;
10937       else
10938         {
10939           if (fate == 0)
10940             {
10941               t = TREE_CHAIN (t);
10942               if (! t)
10943                 return error_mark_node;
10944             }
10945           champ = t;
10946         }
10947     }
10948
10949   for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
10950     {
10951       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10952       if (fate != 1)
10953         return error_mark_node;
10954     }
10955
10956   return champ;
10957 }
10958
10959 /* Explicitly instantiate DECL.  */
10960
10961 void
10962 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
10963 {
10964   tree result = NULL_TREE;
10965   int extern_p = 0;
10966
10967   if (!decl)
10968     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
10969        an appropriate message.  */
10970     return;
10971   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
10972     {
10973       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
10974       return;
10975     }
10976   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
10977     {
10978       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
10979          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
10980          the latter, the DECL we get back will be marked as a
10981          template instantiation, and the appropriate
10982          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
10983          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
10984          should handle VAR_DECLs as it currently handles
10985          FUNCTION_DECLs.  */
10986       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
10987       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
10988         {
10989           error ("no matching template for %qD found", decl);
10990           return;
10991         }
10992     }
10993   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
10994     {
10995       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
10996       return;
10997     }
10998   else
10999     result = decl;
11000
11001   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
11002      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
11003      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
11004      until we get here.  */
11005
11006   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
11007     {
11008       /* DR 259 [temp.spec].
11009
11010          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11011          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11012          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11013
11014          For a given set of template parameters, if an explicit
11015          instantiation of a template appears after a declaration of an
11016          explicit specialization for that template, the explicit
11017          instantiation has no effect.  */
11018       return;
11019     }
11020   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
11021     {
11022       /* [temp.spec]
11023
11024          No program shall explicitly instantiate any template more
11025          than once.
11026
11027          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
11028          the first instantiation was `extern' and the second is not,
11029          and EXTERN_P for the opposite case.  */
11030       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
11031         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
11032       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
11033          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
11034       if (extern_p)
11035         return;
11036     }
11037   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
11038     {
11039       error ("no matching template for %qD found", result);
11040       return;
11041     }
11042   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
11043     {
11044       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
11045       return;
11046     }
11047
11048   if (storage == NULL_TREE)
11049     ;
11050   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11051     {
11052       if (pedantic && !in_system_header)
11053         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
11054                  "instantiations");
11055       extern_p = 1;
11056     }
11057   else
11058     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
11059   
11060   check_explicit_instantiation_namespace (result);
11061   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
11062   if (! extern_p)
11063     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1, 
11064                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11065 }
11066
11067 void
11068 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
11069 {
11070   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
11071   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
11072   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
11073   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
11074   if (! extern_p)
11075     {
11076       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
11077       rest_of_type_compilation (t, 1);
11078     }
11079 }
11080
11081 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
11082    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
11083 static void
11084 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
11085 {
11086   tree storage = *(tree *) data;
11087
11088   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
11089       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
11090     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
11091 }
11092
11093 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
11094    (a member function or a static member variable) of an
11095    explicitly instantiated class template.  */
11096 static void
11097 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
11098 {
11099   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
11100   if (! extern_p)
11101     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1, 
11102                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
11103 }
11104
11105 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
11106    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
11107    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
11108    since the standard is unclear (as detailed below).  */
11109
11110 void
11111 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
11112 {
11113   int extern_p = 0;
11114   int nomem_p = 0;
11115   int static_p = 0;
11116   int previous_instantiation_extern_p = 0;
11117
11118   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
11119     t = TREE_TYPE (t);
11120
11121   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
11122     {
11123       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
11124       return;
11125     }
11126
11127   complete_type (t);
11128
11129   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
11130     {
11131       if (complain & tf_error)
11132         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
11133                t);
11134       return;
11135     }
11136
11137   if (storage != NULL_TREE)
11138     {
11139       if (pedantic && !in_system_header)
11140         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations",
11141                 storage);
11142
11143       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
11144         nomem_p = 1;
11145       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11146         extern_p = 1;
11147       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
11148         static_p = 1;
11149       else
11150         {
11151           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
11152                  storage);
11153           extern_p = 0;
11154         }
11155     }
11156
11157   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
11158     {
11159       /* DR 259 [temp.spec].
11160
11161          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11162          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11163          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11164
11165          For a given set of template parameters, if an explicit
11166          instantiation of a template appears after a declaration of an
11167          explicit specialization for that template, the explicit
11168          instantiation has no effect.  */
11169       return;
11170     }
11171   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
11172     {
11173       /* [temp.spec]
11174
11175          No program shall explicitly instantiate any template more
11176          than once.
11177
11178          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
11179          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
11180          These cases are OK.  */
11181       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
11182
11183       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
11184           && (complain & tf_error))
11185         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
11186
11187       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
11188       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
11189         return;
11190     }
11191
11192   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
11193   mark_class_instantiated (t, extern_p);
11194
11195   if (nomem_p)
11196     return;
11197
11198   {
11199     tree tmp;
11200
11201     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
11202        declarations, and not the definitions, of members are
11203        instantiated, we have here:
11204
11205          [temp.explicit]
11206
11207          The explicit instantiation of a class template specialization
11208          implies the instantiation of all of its members not
11209          previously explicitly specialized in the translation unit
11210          containing the explicit instantiation.
11211
11212        Of course, we can't instantiate member template classes, since
11213        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
11214        is unclear on whether the instantiation of the members are
11215        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
11216        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
11217
11218     if (! static_p)
11219       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11220         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
11221             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11222           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11223
11224     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11225       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11226         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11227
11228     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11229       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11230                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11231   }
11232 }
11233
11234 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11235    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11236    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11237    should occur for DECL, not the most general template.
11238
11239    One reason for doing this is a scenario like this:
11240
11241      template <class T>
11242      void f(const T&, int i);
11243
11244      void g() { f(3, 7); }
11245
11246      template <class T>
11247      void f(const T& t, const int i) { }
11248
11249    Note that when the template is first instantiated, with
11250    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11251    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11252    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11253
11254 static void
11255 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11256 {
11257   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11258      template.  */
11259   tree args;
11260   tree code_pattern;
11261
11262   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11263   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11264
11265   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11266      correctly.  */
11267   push_access_scope (decl);
11268
11269   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11270     {
11271       tree decl_parm;
11272       tree pattern_parm;
11273       tree specs;
11274       int args_depth;
11275       int parms_depth;
11276
11277       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11278       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
11279       if (args_depth > parms_depth)
11280         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11281
11282       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11283                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11284       if (specs)
11285         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11286                                                     specs);
11287
11288       /* Merge parameter declarations.  */
11289       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
11290                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11291       pattern_parm
11292         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11293                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11294       while (decl_parm)
11295         {
11296           tree parm_type;
11297           tree attributes;
11298
11299           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11300             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11301           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11302                               NULL_TREE);
11303           parm_type = type_decays_to (parm_type);
11304           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11305             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11306           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
11307           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
11308             {
11309               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
11310               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
11311             }
11312           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11313           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11314         }
11315
11316       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11317       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11318           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11319         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11320       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11321         DECL_INLINE (decl) = 1;
11322     }
11323   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11324     DECL_INITIAL (decl) =
11325       tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
11326                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11327   else
11328     gcc_unreachable ();
11329
11330   pop_access_scope (decl);
11331 }
11332
11333 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11334    substituted to get DECL.  */
11335
11336 tree
11337 template_for_substitution (tree decl)
11338 {
11339   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11340
11341   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11342      for the instantiation.  This is not always the most general
11343      template.  Consider, for example:
11344
11345         template <class T>
11346         struct S { template <class U> void f();
11347                    template <> void f<int>(); };
11348
11349      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
11350      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
11351   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
11352             more general template.  */
11353          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11354            /* We must also deal with friend templates.  Given:
11355
11356                 template <class T> struct S {
11357                   template <class U> friend void f() {};
11358                 };
11359
11360               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
11361               so far as the language is concerned, but that's still
11362               where we get the pattern for the instantiation from.  On
11363               other hand, if the definition comes outside the class, say:
11364
11365                 template <class T> struct S {
11366                   template <class U> friend void f();
11367                 };
11368                 template <class U> friend void f() {}
11369
11370               we don't need to look any further.  That's what the check for
11371               DECL_INITIAL is for.  */
11372           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
11373               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11374               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
11375     {
11376       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
11377          were a definition, we should be using it!  Note that we
11378          cannot restructure the loop to just keep going until we find
11379          a template with a definition, since that might go too far if
11380          a specialization was declared, but not defined.  */
11381       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
11382                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
11383
11384       /* Fetch the more general template.  */
11385       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
11386     }
11387
11388   return tmpl;
11389 }
11390
11391 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
11392    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
11393    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
11394    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
11395    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
11396    explicitly instantiated class template.  */
11397
11398 tree
11399 instantiate_decl (tree d, int defer_ok, 
11400                   bool expl_inst_class_mem_p)
11401 {
11402   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
11403   tree gen_args;
11404   tree args;
11405   tree td;
11406   tree code_pattern;
11407   tree spec;
11408   tree gen_tmpl;
11409   bool pattern_defined;
11410   int need_push;
11411   location_t saved_loc = input_location;
11412   bool external_p;
11413
11414   /* This function should only be used to instantiate templates for
11415      functions and static member variables.  */
11416   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11417               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
11418
11419   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
11420      are instantiated right away.  That allows for better code in the
11421      case that an expression refers to the value of the variable --
11422      if the variable has a constant value the referring expression can
11423      take advantage of that fact.  */
11424   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11425     defer_ok = 0;
11426
11427   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
11428      functions they cloned.  */
11429   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
11430     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
11431
11432   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
11433     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
11434        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
11435        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
11436        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
11437        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
11438     return d;
11439
11440   /* If we already have a specialization of this declaration, then
11441      there's no reason to instantiate it.  Note that
11442      retrieve_specialization gives us both instantiations and
11443      specializations, so we must explicitly check
11444      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
11445   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
11446   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
11447   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
11448                                   /*class_specializations_p=*/false);
11449   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
11450     return spec;
11451
11452   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
11453   if (! push_tinst_level (d))
11454     return d;
11455
11456   timevar_push (TV_PARSE);
11457
11458   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11459      for the instantiation.  */
11460   td = template_for_substitution (d);
11461   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
11462
11463   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
11464       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
11465     /* In the case of a friend template whose definition is provided
11466        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
11467        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
11468     args = get_innermost_template_args
11469       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
11470   else
11471     args = gen_args;
11472
11473   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11474     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
11475   else
11476     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
11477
11478   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
11479   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
11480
11481   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
11482      the linkage of D, remember that a definition is available for
11483      this entity.  */
11484   if (pattern_defined
11485       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11486       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
11487     mark_definable (d);
11488
11489   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11490
11491   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
11492      and no definition is available, treat it like an implicit
11493      instantiation.  */ 
11494   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p 
11495       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)) 
11496     {
11497       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
11498       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
11499       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
11500     }
11501
11502   if (!defer_ok)
11503     {
11504       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
11505          about ignoring cv qualifiers.  */
11506       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
11507       tree type = TREE_TYPE (gen);
11508
11509       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11510          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
11511          right context.  */
11512       push_access_scope (d);
11513
11514       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
11515         {
11516           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11517           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
11518                   tf_error | tf_warning, d);
11519           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
11520              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
11521              The function arguments are the same as the decl_arguments
11522              without the top level cv qualifiers.  */
11523           type = TREE_TYPE (type);
11524         }
11525       tsubst (type, gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11526
11527       pop_access_scope (d);
11528     }
11529
11530   /* Check to see whether we know that this template will be
11531      instantiated in some other file, as with "extern template"
11532      extension.  */
11533   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
11534   /* In general, we do not instantiate such templates...  */
11535   if (external_p
11536       /* ... but we instantiate inline functions so that we can inline
11537          them and ... */
11538       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_INLINE (d))
11539       /* ... we instantiate static data members whose values are
11540          needed in integral constant expressions.  */
11541       && ! (TREE_CODE (d) == VAR_DECL 
11542             && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (d)))
11543     goto out;
11544   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
11545      forbidden from doing so.  */
11546   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
11547          template.  */
11548       ! pattern_defined 
11549       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
11550       || defer_ok
11551       /* If this is a static data member that will be defined
11552          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
11553          member, but we do want to instantiate the initializer so that
11554          we can substitute that elsewhere.  */
11555       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
11556     {
11557       /* The definition of the static data member is now required so
11558          we must substitute the initializer.  */
11559       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
11560           && !DECL_INITIAL (d) 
11561           && DECL_INITIAL (code_pattern))
11562         {
11563           tree ns;
11564           tree init;
11565
11566           ns = decl_namespace_context (d);
11567           push_nested_namespace (ns);
11568           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11569           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), 
11570                               args,
11571                               tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
11572           DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
11573           finish_static_data_member_decl (d, init, 
11574                                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
11575                                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
11576           pop_nested_class ();
11577           pop_nested_namespace (ns);
11578         }
11579
11580       /* We restore the source position here because it's used by
11581          add_pending_template.  */
11582       input_location = saved_loc;
11583
11584       if (at_eof && !pattern_defined
11585           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
11586         /* [temp.explicit]
11587
11588            The definition of a non-exported function template, a
11589            non-exported member function template, or a non-exported
11590            member function or static data member of a class template
11591            shall be present in every translation unit in which it is
11592            explicitly instantiated.  */
11593         pedwarn
11594           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
11595
11596       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
11597          when marked as "extern template".  */
11598       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
11599         add_pending_template (d);
11600       goto out;
11601     }
11602   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
11603      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
11604   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
11605     {
11606       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
11607          requested instantiation in the PCH it is still possible that
11608          an instantiation will be required in a file that includes the
11609          PCH.  */
11610       if (pch_file)
11611         add_pending_template (d);
11612       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
11613          job, even though we'll not be emitting a copy of this
11614          function.  */
11615       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11616             && flag_inline_trees
11617             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
11618         goto out;
11619     }
11620
11621   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
11622   if (need_push)
11623     push_to_top_level ();
11624
11625   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
11626      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
11627   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
11628
11629   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
11630      by a subsequent redeclaration.  */
11631   regenerate_decl_from_template (d, td);
11632
11633   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
11634      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
11635   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11636
11637   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11638     {
11639       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
11640          since we've reset the type of the declaration.  */
11641       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
11642       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
11643
11644       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
11645          initializer.  That function will defer actual emission until
11646          we have a chance to determine linkage.  */
11647       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
11648
11649       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
11650       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11651       cp_finish_decl (d, DECL_INITIAL (d), NULL_TREE, 0);
11652       pop_nested_class ();
11653     }
11654   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11655     {
11656       htab_t saved_local_specializations;
11657       tree subst_decl;
11658       tree tmpl_parm;
11659       tree spec_parm;
11660
11661       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
11662          template from within the body of another.  */
11663       saved_local_specializations = local_specializations;
11664
11665       /* Set up the list of local specializations.  */
11666       local_specializations = htab_create (37,
11667                                            hash_local_specialization,
11668                                            eq_local_specializations,
11669                                            NULL);
11670
11671       /* Set up context.  */
11672       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
11673
11674       /* Create substitution entries for the parameters.  */
11675       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
11676       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
11677       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
11678       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
11679         {
11680           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11681           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
11682           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
11683         }
11684       while (tmpl_parm)
11685         {
11686           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11687           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
11688           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
11689         }
11690       gcc_assert (!spec_parm);
11691
11692       /* Substitute into the body of the function.  */
11693       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
11694                    tf_error | tf_warning, tmpl);
11695
11696       /* We don't need the local specializations any more.  */
11697       htab_delete (local_specializations);
11698       local_specializations = saved_local_specializations;
11699
11700       /* Finish the function.  */
11701       d = finish_function (0);
11702       expand_or_defer_fn (d);
11703     }
11704
11705   /* We're not deferring instantiation any more.  */
11706   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
11707
11708   if (need_push)
11709     pop_from_top_level ();
11710
11711 out:
11712   input_location = saved_loc;
11713   pop_deferring_access_checks ();
11714   pop_tinst_level ();
11715
11716   timevar_pop (TV_PARSE);
11717
11718   return d;
11719 }
11720
11721 /* Run through the list of templates that we wish we could
11722    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
11723    number of times we retry pending template instantiation.  */
11724
11725 void
11726 instantiate_pending_templates (int retries)
11727 {
11728   tree *t;
11729   tree last = NULL_TREE;
11730   int reconsider;
11731   location_t saved_loc = input_location;
11732   int saved_in_system_header = in_system_header;
11733
11734   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
11735      may require further template instantiations.  We place a limit here
11736      to avoid infinite loop.  */
11737   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
11738     {
11739       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
11740             " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
11741             " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)",
11742             max_tinst_depth, TREE_VALUE (pending_templates));
11743       return;
11744     }
11745
11746   do
11747     {
11748       reconsider = 0;
11749
11750       t = &pending_templates;
11751       while (*t)
11752         {
11753           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
11754
11755           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
11756
11757           if (TYPE_P (instantiation))
11758             {
11759               tree fn;
11760
11761               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11762                 {
11763                   instantiate_class_template (instantiation);
11764                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
11765                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
11766                          fn;
11767                          fn = TREE_CHAIN (fn))
11768                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
11769                         instantiate_decl (fn, 
11770                                           /*defer_ok=*/0,
11771                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11772                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11773                     reconsider = 1;
11774                 }
11775
11776               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11777                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11778                    need to consider it again in the future.  */
11779                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11780               else
11781                 {
11782                   last = *t;
11783                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11784                 }
11785             }
11786           else
11787             {
11788               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11789                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11790                 {
11791                   instantiation 
11792                     = instantiate_decl (instantiation,
11793                                         /*defer_ok=*/0,
11794                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11795                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11796                     reconsider = 1;
11797                 }
11798
11799               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11800                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11801                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11802                    need to consider it again in the future.  */
11803                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11804               else
11805                 {
11806                   last = *t;
11807                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11808                 }
11809             }
11810           tinst_depth = 0;
11811           current_tinst_level = NULL_TREE;
11812         }
11813       last_pending_template = last;
11814     }
11815   while (reconsider);
11816
11817   input_location = saved_loc;
11818   in_system_header = saved_in_system_header;
11819 }
11820
11821 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
11822    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
11823    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
11824    instantiate_decl.  */
11825
11826 static tree
11827 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
11828 {
11829   tree inits = NULL_TREE;
11830
11831   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11832     {
11833       tree decl;
11834       tree init;
11835
11836       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11837                           NULL_TREE);
11838       decl = expand_member_init (decl);
11839       if (decl && !DECL_P (decl))
11840         in_base_initializer = 1;
11841
11842       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11843                           NULL_TREE);
11844       in_base_initializer = 0;
11845
11846       if (decl)
11847         {
11848           init = build_tree_list (decl, init);
11849           TREE_CHAIN (init) = inits;
11850           inits = init;
11851         }
11852     }
11853   return inits;
11854 }
11855
11856 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
11857
11858 static void
11859 set_current_access_from_decl (tree decl)
11860 {
11861   if (TREE_PRIVATE (decl))
11862     current_access_specifier = access_private_node;
11863   else if (TREE_PROTECTED (decl))
11864     current_access_specifier = access_protected_node;
11865   else
11866     current_access_specifier = access_public_node;
11867 }
11868
11869 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
11870    is the instantiation (which should have been created with
11871    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
11872
11873 static void
11874 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
11875 {
11876   tree e;
11877
11878   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
11879     {
11880       tree value;
11881       tree decl;
11882
11883       decl = TREE_VALUE (e);
11884       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
11885          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
11886       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
11887                            args, tf_error | tf_warning,
11888                            NULL_TREE);
11889
11890       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
11891       set_current_access_from_decl (decl);
11892
11893       /* Actually build the enumerator itself.  */
11894       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
11895     }
11896
11897   finish_enum (newtag);
11898   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
11899     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
11900 }
11901
11902 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
11903    its type -- but without substituting the innermost set of template
11904    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
11905    the type.  */
11906
11907 tree
11908 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
11909 {
11910   tree fn_type;
11911   tree tmpl;
11912   tree targs;
11913   tree tparms;
11914   int parm_depth;
11915
11916   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11917   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
11918   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
11919   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
11920
11921   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
11922      of parameters.  */
11923   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
11924
11925   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
11926
11927   if (parm_depth == 1)
11928     /* No substitution is necessary.  */
11929     ;
11930   else
11931     {
11932       int i, save_access_control;
11933       tree partial_args;
11934
11935       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
11936          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
11937       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
11938       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
11939         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
11940                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
11941       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
11942                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
11943                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
11944
11945       /* Disable access control as this function is used only during
11946          name-mangling.  */
11947       save_access_control = flag_access_control;
11948       flag_access_control = 0;
11949
11950       ++processing_template_decl;
11951       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
11952          appropriate function type.  */
11953       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
11954       --processing_template_decl;
11955
11956       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
11957          innermost set of parameters.  This step is important if the
11958          innermost set of template parameters contains value
11959          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
11960       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
11961       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
11962
11963       flag_access_control = save_access_control;
11964     }
11965
11966   return fn_type;
11967 }
11968
11969 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
11970    the last one involved in diagnostics.  */
11971 int
11972 problematic_instantiation_changed (void)
11973 {
11974   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
11975 }
11976
11977 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
11978 void
11979 record_last_problematic_instantiation (void)
11980 {
11981   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
11982 }
11983
11984 tree
11985 current_instantiation (void)
11986 {
11987   return current_tinst_level;
11988 }
11989
11990 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
11991    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
11992    warning messages under control of COMPLAIN.  */
11993
11994 static int
11995 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
11996 {
11997   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
11998     return 0;
11999   else if (POINTER_TYPE_P (type))
12000     return 0;
12001   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
12002     return 0;
12003   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12004     return 0;
12005   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
12006     return 0;
12007
12008   if (complain & tf_error)
12009     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
12010   return 1;
12011 }
12012
12013 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
12014    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
12015
12016 static bool
12017 dependent_type_p_r (tree type)
12018 {
12019   tree scope;
12020
12021   /* [temp.dep.type]
12022
12023      A type is dependent if it is:
12024
12025      -- a template parameter. Template template parameters are types
12026         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
12027         them here.  */
12028   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
12029       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12030     return true;
12031   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
12032         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
12033         names a dependent type.  */
12034   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
12035     return true;
12036   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
12037         dependent.  */
12038   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
12039   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
12040   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
12041     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
12042             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
12043                                            (type)));
12044   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
12045            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
12046     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12047   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
12048            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
12049     {
12050       tree arg_type;
12051
12052       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
12053         return true;
12054       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
12055            arg_type;
12056            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
12057         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
12058           return true;
12059       return false;
12060     }
12061   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
12062         size is specified by a constant expression that is
12063         value-dependent.  */
12064   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
12065     {
12066       if (TYPE_DOMAIN (type)
12067           && ((value_dependent_expression_p
12068                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
12069               || (type_dependent_expression_p
12070                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
12071         return true;
12072       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12073     }
12074
12075   /* -- a template-id in which either the template name is a template
12076      parameter ...  */
12077   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12078     return true;
12079   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
12080         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
12081   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
12082            && (any_dependent_template_arguments_p
12083                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
12084     return true;
12085
12086   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
12087      expression is not type-dependent, then it should already been
12088      have resolved.  */
12089   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
12090     return true;
12091
12092   /* The standard does not specifically mention types that are local
12093      to template functions or local classes, but they should be
12094      considered dependent too.  For example:
12095
12096        template <int I> void f() {
12097          enum E { a = I };
12098          S<sizeof (E)> s;
12099        }
12100
12101      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
12102      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
12103   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12104   if (scope && TYPE_P (scope))
12105     return dependent_type_p (scope);
12106   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
12107     return type_dependent_expression_p (scope);
12108
12109   /* Other types are non-dependent.  */
12110   return false;
12111 }
12112
12113 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
12114    [temp.dep.type].  */
12115
12116 bool
12117 dependent_type_p (tree type)
12118 {
12119   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
12120      any dependent types.  */
12121   if (!processing_template_decl)
12122     return false;
12123
12124   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
12125      in question; in that case, the type is dependent.  */
12126   if (!type)
12127     return true;
12128
12129   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
12130   if (type == error_mark_node)
12131     return false;
12132
12133   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
12134      do so now.  */
12135   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
12136     {
12137       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
12138       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
12139     }
12140
12141   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
12142 }
12143
12144 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
12145
12146 static bool
12147 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
12148 {
12149   tree scope;
12150   tree name;
12151
12152   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
12153
12154   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12155     return true;
12156
12157   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
12158   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
12159
12160   /* [temp.dep.expr]
12161
12162      An id-expression is type-dependent if it contains a
12163      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
12164      dependent type.  */
12165   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
12166      qualifying type is the current class, then we must peek
12167      inside it.  */
12168   if (DECL_P (name)
12169       && currently_open_class (scope)
12170       && !criterion (name))
12171     return false;
12172   if (dependent_type_p (scope))
12173     return true;
12174
12175   return false;
12176 }
12177
12178 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
12179    [temp.dep.constexpr] */
12180
12181 bool
12182 value_dependent_expression_p (tree expression)
12183 {
12184   if (!processing_template_decl)
12185     return false;
12186
12187   /* A name declared with a dependent type.  */
12188   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
12189     return true;
12190
12191   switch (TREE_CODE (expression))
12192     {
12193     case IDENTIFIER_NODE:
12194       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
12195       return true;
12196
12197     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12198       /* A non-type template parm.  */
12199       return true;
12200
12201     case CONST_DECL:
12202       /* A non-type template parm.  */
12203       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12204         return true;
12205       return false;
12206
12207     case VAR_DECL:
12208        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
12209           with an expression that is value-dependent.  */
12210       if (DECL_INITIAL (expression)
12211           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
12212           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
12213         return true;
12214       return false;
12215
12216     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12217     case STATIC_CAST_EXPR:
12218     case CONST_CAST_EXPR:
12219     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12220     case CAST_EXPR:
12221       /* These expressions are value-dependent if the type to which
12222          the cast occurs is dependent or the expression being casted
12223          is value-dependent.  */
12224       {
12225         tree type = TREE_TYPE (expression);
12226
12227         if (dependent_type_p (type))
12228           return true;
12229
12230         /* A functional cast has a list of operands.  */
12231         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12232         if (!expression)
12233           {
12234             /* If there are no operands, it must be an expression such
12235                as "int()". This should not happen for aggregate types
12236                because it would form non-constant expressions.  */
12237             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
12238
12239             return false;
12240           }
12241
12242         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
12243           {
12244             for (; expression; expression = TREE_CHAIN (expression))
12245               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (expression)))
12246                 return true;
12247             return false;
12248           }
12249
12250         return value_dependent_expression_p (expression);
12251       }
12252
12253     case SIZEOF_EXPR:
12254     case ALIGNOF_EXPR:
12255       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
12256          type-dependent.  */
12257       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12258       if (TYPE_P (expression))
12259         return dependent_type_p (expression);
12260       return type_dependent_expression_p (expression);
12261
12262     case SCOPE_REF:
12263       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
12264
12265     case COMPONENT_REF:
12266       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
12267               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
12268
12269     case CALL_EXPR:
12270       /* A CALL_EXPR is value-dependent if any argument is
12271          value-dependent.  Why do we have to handle CALL_EXPRs in this
12272          function at all?  First, some function calls, those for which
12273          value_dependent_expression_p is true, man appear in constant
12274          expressions.  Second, there appear to be bugs which result in
12275          other CALL_EXPRs reaching this point. */
12276       {
12277         tree function = TREE_OPERAND (expression, 0);
12278         tree args = TREE_OPERAND (expression, 1);
12279
12280         if (value_dependent_expression_p (function))
12281           return true;
12282
12283         if (! args)
12284           return false;
12285
12286         if (TREE_CODE (args) == TREE_LIST)
12287           {
12288             for (; args; args = TREE_CHAIN (args))
12289               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (args)))
12290                 return true;
12291             return false;
12292           }
12293
12294         return value_dependent_expression_p (args);
12295       }
12296
12297     default:
12298       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
12299          value-dependent.  */
12300       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12301         {
12302         case tcc_reference:
12303         case tcc_unary:
12304           return (value_dependent_expression_p
12305                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12306
12307         case tcc_comparison:
12308         case tcc_binary:
12309           return ((value_dependent_expression_p
12310                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12311                   || (value_dependent_expression_p
12312                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12313
12314         case tcc_expression:
12315           {
12316             int i;
12317             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12318               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12319                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12320                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12321                  make the expression dependent.  */
12322               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12323                   && (value_dependent_expression_p
12324                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12325                 return true;
12326             return false;
12327           }
12328
12329         default:
12330           break;
12331         }
12332     }
12333
12334   /* The expression is not value-dependent.  */
12335   return false;
12336 }
12337
12338 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
12339    [temp.dep.expr].  */
12340
12341 bool
12342 type_dependent_expression_p (tree expression)
12343 {
12344   if (!processing_template_decl)
12345     return false;
12346
12347   if (expression == error_mark_node)
12348     return false;
12349
12350   /* An unresolved name is always dependent.  */
12351   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12352     return true;
12353
12354   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
12355   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
12356       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
12357       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
12358       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
12359       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
12360       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
12361       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
12362     return false;
12363
12364   /* The types of these expressions depends only on the type to which
12365      the cast occurs.  */
12366   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
12367       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
12368       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
12369       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
12370       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
12371     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
12372
12373   /* The types of these expressions depends only on the type created
12374      by the expression.  */
12375   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
12376       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
12377     {
12378       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
12379          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
12380          operand 1.  */
12381       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
12382       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
12383         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
12384            as well.  */
12385         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
12386                || value_dependent_expression_p
12387                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
12388       else
12389         return dependent_type_p (type);
12390     }
12391
12392   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
12393       && dependent_scope_ref_p (expression,
12394                                 type_dependent_expression_p))
12395     return true;
12396
12397   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
12398       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
12399       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
12400       && (any_dependent_template_arguments_p
12401           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
12402     return true;
12403
12404   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
12405       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12406     return false;
12407
12408   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
12409     {
12410       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
12411         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
12412       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
12413           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
12414         {
12415           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12416             return true;
12417           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
12418           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12419             return false;
12420         }
12421       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
12422       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
12423         return false;
12424
12425       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
12426         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
12427
12428       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12429         {
12430           if (any_dependent_template_arguments_p
12431               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
12432             return true;
12433           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12434         }
12435       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
12436                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
12437
12438       while (expression)
12439         {
12440           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
12441             return true;
12442           expression = OVL_NEXT (expression);
12443         }
12444       return false;
12445     }
12446
12447   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
12448   
12449   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
12450 }
12451
12452 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
12453    contains a type-dependent expression.  */
12454
12455 bool
12456 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
12457 {
12458   while (args)
12459     {
12460       tree arg = TREE_VALUE (args);
12461
12462       if (type_dependent_expression_p (arg))
12463         return true;
12464       args = TREE_CHAIN (args);
12465     }
12466   return false;
12467 }
12468
12469 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
12470
12471 static bool
12472 dependent_template_arg_p (tree arg)
12473 {
12474   if (!processing_template_decl)
12475     return false;
12476
12477   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
12478       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12479     return dependent_template_p (arg);
12480   else if (TYPE_P (arg))
12481     return dependent_type_p (arg);
12482   else
12483     return (type_dependent_expression_p (arg)
12484             || value_dependent_expression_p (arg));
12485 }
12486
12487 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
12488    any dependent arguments.  */
12489
12490 bool
12491 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
12492 {
12493   int i;
12494   int j;
12495
12496   if (!args)
12497     return false;
12498
12499   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
12500     {
12501       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
12502       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
12503         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
12504           return true;
12505     }
12506
12507   return false;
12508 }
12509
12510 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
12511
12512 bool
12513 dependent_template_p (tree tmpl)
12514 {
12515   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
12516     {
12517       while (tmpl)
12518         {
12519           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
12520             return true;
12521           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
12522         }
12523       return false;
12524     }
12525
12526   /* Template template parameters are dependent.  */
12527   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
12528       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12529     return true;
12530   /* So are names that have not been looked up.  */
12531   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
12532       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
12533     return true;
12534   /* So are member templates of dependent classes.  */
12535   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
12536     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
12537   return false;
12538 }
12539
12540 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
12541
12542 bool
12543 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
12544 {
12545   return (dependent_template_p (tmpl)
12546           || any_dependent_template_arguments_p (args));
12547 }
12548
12549 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
12550    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
12551    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
12552    templates and therefore should be used only in extremely limited
12553    situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this peering to the currently
12554    open classes hierarchy (which is required when comparing types).  */
12555
12556 tree
12557 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
12558 {
12559   tree scope;
12560   tree name;
12561   tree decl;
12562   int quals;
12563   tree pushed_scope;
12564
12565   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
12566
12567   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12568   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
12569
12570   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
12571      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
12572   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12573     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
12574   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
12575      TYPENAME_TYPE.  */
12576   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12577     return error_mark_node;
12578   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
12579      resolving the name.  */
12580   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12581     return type;
12582   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
12583      to look inside it.  */
12584   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
12585     return error_mark_node;
12586   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
12587      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
12588   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
12589   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
12590      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
12591      longer be considered a dependent type.  */
12592   pushed_scope = push_scope (scope);
12593   /* Look up the declaration.  */
12594   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
12595   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
12596   quals = cp_type_quals (type);
12597   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
12598      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
12599   if (!decl)
12600     type = error_mark_node;
12601   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
12602            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
12603     type = TREE_TYPE (decl);
12604   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
12605            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
12606     {
12607       tree tmpl;
12608       tree args;
12609       /* Obtain the template and the arguments.  */
12610       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
12611       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
12612       /* Instantiate the template.  */
12613       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
12614                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
12615     }
12616   else
12617     type = error_mark_node;
12618   /* Qualify the resulting type.  */
12619   if (type != error_mark_node && quals)
12620     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
12621   /* Leave the SCOPE.  */
12622   if (pushed_scope)
12623     pop_scope (pushed_scope);
12624
12625   return type;
12626 }
12627
12628 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
12629    for EXPR that can be used to compute the types of larger
12630    expressions containing EXPR.  */
12631
12632 tree
12633 build_non_dependent_expr (tree expr)
12634 {
12635   tree inner_expr;
12636
12637   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
12638      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
12639   if (null_ptr_cst_p (expr))
12640     return expr;
12641   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
12642      types.  */
12643   inner_expr = (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR ?
12644                 TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
12645   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
12646       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
12647     return expr;
12648   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
12649   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
12650     return expr;
12651   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
12652      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
12653      cannot be used to initialize a "char *".  */
12654   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
12655     return expr;
12656   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
12657      reason to create a new node.  */
12658   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
12659     return expr;
12660   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
12661      There is at least one place where we want to know that a
12662      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
12663      expression, there are special rules if the second or third
12664      argument is a throw-expression.  */
12665   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
12666     return expr;
12667
12668   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
12669     return build3 (COND_EXPR,
12670                    TREE_TYPE (expr),
12671                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12672                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
12673                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
12674                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
12675                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
12676   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
12677       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
12678     return build2 (COMPOUND_EXPR,
12679                    TREE_TYPE (expr),
12680                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12681                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
12682
12683   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
12684
12685      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
12686      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
12687      example:
12688
12689        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
12690
12691      In the body of "f", the expression for "g" will have
12692      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
12693      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
12694      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
12695      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
12696      stripped here.  */
12697   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
12698 }
12699
12700 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
12701    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
12702    equivalent non-dependent expressions.  */
12703
12704 tree
12705 build_non_dependent_args (tree args)
12706 {
12707   tree a;
12708   tree new_args;
12709
12710   new_args = NULL_TREE;
12711   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
12712     new_args = tree_cons (NULL_TREE,
12713                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
12714                           new_args);
12715   return nreverse (new_args);
12716 }
12717
12718 #include "gt-cp-pt.h"