OSDN Git Service

PR c++/23099
[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 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
676    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
677
678 void
679 maybe_process_partial_specialization (tree type)
680 {
681   /* TYPE maybe an ERROR_MARK_NODE.  */
682   tree context = TYPE_P (type) ? TYPE_CONTEXT (type) : NULL_TREE;
683
684   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
685     {
686       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
687          specialization of a template class such as:
688
689            template <> class C<int>;
690
691          or:
692
693            template <class T> class C<T*>;
694
695          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
696
697       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
698           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
699         {
700           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
701           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
702           if (processing_template_decl)
703             push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type));
704         }
705       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
706         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
707     }
708   else if (CLASS_TYPE_P (type)
709            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
710            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
711            && context && CLASS_TYPE_P (context)
712            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
713     {
714       /* This is for an explicit specialization of member class
715          template according to [temp.expl.spec/18]:
716
717            template <> template <class U> class C<int>::D;
718
719          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
720          Otherwise this is just a member class template declared
721          earlier like:
722
723            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
724            template <> template <class U> class C<int>::D;
725
726          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
727          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
728          and `C<T>::D' may not exist.  */
729
730       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
731           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
732         {
733           tree t;
734
735           if (current_namespace
736               != decl_namespace_context (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)))
737             {
738               pedwarn ("specializing %q#T in different namespace", type);
739               pedwarn ("  from definition of %q+#D",
740                        CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
741             }
742
743           /* Check for invalid specialization after instantiation:
744
745                template <> template <> class C<int>::D<int>;
746                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
747
748           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS
749                  (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)));
750                t; t = TREE_CHAIN (t))
751             if (TREE_VALUE (t) != type
752                 && TYPE_CONTEXT (TREE_VALUE (t)) == context)
753               error ("specialization %qT after instantiation %qT",
754                      type, TREE_VALUE (t));
755
756           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
757              have one level of template argument for the innermost
758              class template.  */
759           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
760           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
761             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
762         }
763     }
764   else if (processing_specialization)
765     error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
766 }
767
768 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
769    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
770    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
771
772 static inline bool
773 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
774 {
775   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
776           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
777           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
778              parameter.  */
779           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
780           /* The optimized lookup depends on the fact that the
781              template arguments for the member function template apply
782              purely to the containing class, which is not true if the
783              containing class is an explicit or partial
784              specialization.  */
785           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
786           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
787           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
788           /* It is possible to have a template that is not a member
789              template and is not a member of a template class:
790
791              template <typename T>
792              struct S { friend A::f(); };
793
794              Here, the friend function is a template, but the context does
795              not have template information.  The optimized lookup relies
796              on having ARGS be the template arguments for both the class
797              and the function template.  */
798           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
799 }
800
801 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
802    specialization is either an instantiation or an explicit
803    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
804    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
805    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
806    templates with more than one level of parameters.
807
808    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
809    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
810    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
811
812 static tree
813 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args,
814                          bool class_specializations_p)
815 {
816   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
817
818   /* There should be as many levels of arguments as there are
819      levels of parameters.  */
820   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
821               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
822
823   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
824     {
825       tree class_template;
826       tree class_specialization;
827       VEC(tree,gc) *methods;
828       tree fns;
829       int idx;
830
831       /* The template arguments actually apply to the containing
832          class.  Find the class specialization with those
833          arguments.  */
834       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
835       class_specialization
836         = retrieve_specialization (class_template, args,
837                                    /*class_specializations_p=*/false);
838       if (!class_specialization)
839         return NULL_TREE;
840       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
841          for the specialization.  */
842       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
843       if (idx == -1)
844         return NULL_TREE;
845       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
846          for the one that has an instance of TMPL.  */
847       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
848       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
849         {
850           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
851           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl)
852             return fn;
853         }
854       return NULL_TREE;
855     }
856   else
857     {
858       tree *sp;
859       tree *head;
860
861       /* Class templates store their instantiations on the
862          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS list; other templates use the
863          DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS list.  */
864       if (!class_specializations_p
865           && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == TYPE_DECL)
866         sp = &DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
867       else
868         sp = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
869       head = sp;
870       /* Iterate through the list until we find a matching template.  */
871       while (*sp != NULL_TREE)
872         {
873           tree spec = *sp;
874
875           if (comp_template_args (TREE_PURPOSE (spec), args))
876             {
877               /* Use the move-to-front heuristic to speed up future
878                  searches.  */
879               if (spec != *head)
880                 {
881                   *sp = TREE_CHAIN (*sp);
882                   TREE_CHAIN (spec) = *head;
883                   *head = spec;
884                 }
885               return TREE_VALUE (spec);
886             }
887           sp = &TREE_CHAIN (spec);
888         }
889     }
890
891   return NULL_TREE;
892 }
893
894 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
895
896 static tree
897 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
898 {
899   tree spec = htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
900                                    htab_hash_pointer (tmpl));
901   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
902 }
903
904 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
905
906 int
907 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
908 {
909   tree t;
910
911   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
912     {
913       for (t = decl;
914            t != NULL_TREE;
915            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
916         if (t == tmpl)
917           return 1;
918     }
919   else
920     {
921       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
922
923       for (t = TREE_TYPE (decl);
924            t != NULL_TREE;
925            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
926              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
927         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
928           return 1;
929     }
930
931   return 0;
932 }
933
934 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
935    FRIEND according to [temp.friend].  */
936
937 bool
938 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend)
939 {
940   bool need_template = true;
941   int template_depth;
942
943   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
944               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
945
946   /* For [temp.friend/6] when FRIEND is an ordinary member function
947      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
948      if this.  */
949   if (TREE_CODE (friend) == FUNCTION_DECL
950       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend)
951       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend))
952     {
953       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
954       friend = DECL_TI_TEMPLATE (friend);
955       need_template = false;
956     }
957   else if (TREE_CODE (friend) == TEMPLATE_DECL
958            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend))
959     need_template = false;
960
961   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
962   if (TREE_CODE (friend) != TEMPLATE_DECL)
963     return false;
964
965   if (is_specialization_of (decl, friend))
966     return true;
967
968   /* [temp.friend/6]
969      A member of a class template may be declared to be a friend of a
970      non-template class.  In this case, the corresponding member of
971      every specialization of the class template is a friend of the
972      class granting friendship.
973
974      For example, given a template friend declaration
975
976        template <class T> friend void A<T>::f();
977
978      the member function below is considered a friend
979
980        template <> struct A<int> {
981          void f();
982        };
983
984      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
985      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
986      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
987
988   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend));
989   if (template_depth
990       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
991       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
992                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend))))
993     {
994       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
995          a few tricky cases, such as when FRIEND's are
996
997            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
998            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
999
1000          and DECL's are
1001
1002            void A<int>::g(int);
1003            template <int> void A<int>::h();
1004
1005          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1006          the context of DECL.  This is required for template substitution
1007          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1008          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1009
1010       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1011       tree args = NULL_TREE;
1012       int current_depth = 0;
1013
1014       while (current_depth < template_depth)
1015         {
1016           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1017             {
1018               if (current_depth == 0)
1019                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1020               else
1021                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1022               current_depth++;
1023             }
1024           context = TYPE_CONTEXT (context);
1025         }
1026
1027       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1028         {
1029           bool is_template;
1030           tree friend_type;
1031           tree decl_type;
1032           tree friend_args_type;
1033           tree decl_args_type;
1034
1035           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1036              non-templates.  */
1037           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1038                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1039           if (need_template ^ is_template)
1040             return false;
1041           else if (is_template)
1042             {
1043               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1044               tree friend_parms
1045                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1046                                          args, tf_none);
1047               if (!comp_template_parms
1048                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1049                       friend_parms))
1050                 return false;
1051
1052               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1053             }
1054           else
1055             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1056
1057           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend), args,
1058                                               tf_none, NULL_TREE);
1059           if (friend_type == error_mark_node)
1060             return false;
1061
1062           /* Check if return types match.  */
1063           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1064             return false;
1065
1066           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1067              `this' parameter.  */
1068           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1069           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1070           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend))
1071             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1072           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1073             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1074
1075           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1076         }
1077       else
1078         {
1079           /* DECL is a TYPE_DECL */
1080           bool is_template;
1081           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1082
1083           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1084              non-templates.  */
1085           is_template
1086             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1087               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1088
1089           if (need_template ^ is_template)
1090             return false;
1091           else if (is_template)
1092             {
1093               tree friend_parms;
1094               /* If both are templates, check the name of the two
1095                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1096               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1097                   != DECL_NAME (friend))
1098                 return false;
1099
1100               /* Now check template parameter list.  */
1101               friend_parms
1102                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1103                                          args, tf_none);
1104               return comp_template_parms
1105                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1106                  friend_parms);
1107             }
1108           else
1109             return (DECL_NAME (decl)
1110                     == DECL_NAME (friend));
1111         }
1112     }
1113   return false;
1114 }
1115
1116 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1117    the indicated ARGS.  Returns SPEC, or an equivalent prior
1118    declaration, if available.  */
1119
1120 static tree
1121 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args)
1122 {
1123   tree fn;
1124
1125   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1126
1127   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1128       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1129     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1130        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1131        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1132        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1133        with default function arguments.  In particular, given
1134        something like this:
1135
1136           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1137
1138        the default argument expression is not substituted for in an
1139        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1140     return spec;
1141
1142   fn = retrieve_specialization (tmpl, args,
1143                                 /*class_specializations_p=*/false);
1144   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1145      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1146      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1147      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1148      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1149   if (fn == spec)
1150     return spec;
1151   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1152     {
1153       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1154         {
1155           if (TREE_USED (fn)
1156               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1157             {
1158               error ("specialization of %qD after instantiation",
1159                      fn);
1160               return spec;
1161             }
1162           else
1163             {
1164               /* This situation should occur only if the first
1165                  specialization is an implicit instantiation, the
1166                  second is an explicit specialization, and the
1167                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1168                  situation can occur if we have implicitly
1169                  instantiated a member function and then specialized
1170                  it later.
1171
1172                  We can also wind up here if a friend declaration that
1173                  looked like an instantiation turns out to be a
1174                  specialization:
1175
1176                    template <class T> void foo(T);
1177                    class S { friend void foo<>(int) };
1178                    template <> void foo(int);
1179
1180                  We transform the existing DECL in place so that any
1181                  pointers to it become pointers to the updated
1182                  declaration.
1183
1184                  If there was a definition for the template, but not
1185                  for the specialization, we want this to look as if
1186                  there were no definition, and vice versa.  */
1187               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1188               duplicate_decls (spec, fn);
1189
1190               return fn;
1191             }
1192         }
1193       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1194         {
1195           if (!duplicate_decls (spec, fn) && DECL_INITIAL (spec))
1196             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1197                line number so any errors match this new
1198                definition.  */
1199             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1200
1201           return fn;
1202         }
1203     }
1204
1205   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1206      template it is specializing.  */
1207   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1208       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1209     DECL_CONTEXT (spec) = decl_namespace_context (tmpl);
1210
1211   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1212     DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl)
1213       = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl));
1214
1215   return spec;
1216 }
1217
1218 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1219    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1220    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.  */
1221
1222 bool
1223 reregister_specialization (tree spec, tree tmpl, tree new_spec)
1224 {
1225   tree* s;
1226
1227   for (s = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
1228        *s != NULL_TREE;
1229        s = &TREE_CHAIN (*s))
1230     if (TREE_VALUE (*s) == spec)
1231       {
1232         if (!new_spec)
1233           *s = TREE_CHAIN (*s);
1234         else
1235           TREE_VALUE (*s) = new_spec;
1236         return 1;
1237       }
1238
1239   return 0;
1240 }
1241
1242 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1243    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1244    DECL).  */
1245
1246 static int
1247 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1248 {
1249   return TREE_VALUE ((tree) p1) == (tree) p2;
1250 }
1251
1252 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1253
1254 static hashval_t
1255 hash_local_specialization (const void* p1)
1256 {
1257   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((tree) p1));
1258 }
1259
1260 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1261    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1262
1263 static void
1264 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1265 {
1266   void **slot;
1267
1268   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1269                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1270   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1271 }
1272
1273 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1274
1275 void
1276 print_candidates (tree fns)
1277 {
1278   tree fn;
1279
1280   const char *str = "candidates are:";
1281
1282   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1283     {
1284       tree f;
1285
1286       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1287         error ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1288       str = "               ";
1289     }
1290 }
1291
1292 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1293    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1294    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1295    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1296    TEMPLATE_ID are non-members.
1297
1298    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1299    specialization of a member template.
1300
1301    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1302    template classes that appeared in the name of the function. See
1303    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1304
1305    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1306    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1307
1308    If it is impossible to determine the result, an error message is
1309    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1310
1311 static tree
1312 determine_specialization (tree template_id,
1313                           tree decl,
1314                           tree* targs_out,
1315                           int need_member_template,
1316                           int template_count)
1317 {
1318   tree fns;
1319   tree targs;
1320   tree explicit_targs;
1321   tree candidates = NULL_TREE;
1322   tree templates = NULL_TREE;
1323   int header_count;
1324   struct cp_binding_level *b;
1325
1326   *targs_out = NULL_TREE;
1327
1328   if (template_id == error_mark_node)
1329     return error_mark_node;
1330
1331   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1332   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1333
1334   if (fns == error_mark_node)
1335     return error_mark_node;
1336
1337   /* Check for baselinks.  */
1338   if (BASELINK_P (fns))
1339     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1340
1341   if (!is_overloaded_fn (fns))
1342     {
1343       error ("%qD is not a function template", fns);
1344       return error_mark_node;
1345     }
1346
1347   /* Count the number of template headers specified for this
1348      specialization.  */
1349   header_count = 0;
1350   for (b = current_binding_level;
1351        b->kind == sk_template_parms;
1352        b = b->level_chain)
1353     ++header_count;
1354
1355   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1356     {
1357       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1358
1359       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1360         {
1361           tree decl_arg_types;
1362           tree fn_arg_types;
1363
1364           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1365
1366           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1367           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1368           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1369               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1370             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1371
1372           /* Check that the number of function parameters matches.
1373              For example,
1374                template <class T> void f(int i = 0);
1375                template <> void f<int>();
1376              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1377              by get_bindings below.  */
1378
1379           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1380           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1381             continue;
1382
1383           /* For a non-static member function, we need to make sure that
1384              the const qualification is the same. This can be done by
1385              checking the 'this' in the argument list.  */
1386           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1387               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1388                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1389             continue;
1390
1391           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1392              the number of template headers appearing in the specialization
1393              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1394              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1395              member functions. Consider the following code:
1396
1397              template <> void A<int>::f(int);
1398              template <> template <> void A<int>::f(int);
1399
1400              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1401              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1402              member function, whilst the second line specializes "f" which
1403              is a template member function. So both lines are syntactically
1404              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1405              them.
1406
1407              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1408              against the declarations. We count the number of template
1409              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1410              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1411              plus there must be another header for the member template
1412              itself).
1413
1414              Notice that if header_count is zero, this is not a
1415              specialization but rather a template instantiation, so there
1416              is no check we can perform here.  */
1417           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1418             continue;
1419
1420           /* Check that the number of template arguments at the
1421              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1422           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1423               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1424               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1425                   != TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (current_template_parms))))
1426             continue;
1427
1428           /* See whether this function might be a specialization of this
1429              template.  */
1430           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1431
1432           if (!targs)
1433             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1434                specialize TMPL will produce DECL.  */
1435             continue;
1436
1437           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1438           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1439         }
1440       else if (need_member_template)
1441         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1442            specialization of a member template.  */
1443         ;
1444       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1445         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1446            cases.  */
1447         ;
1448       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1449         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1450            be a specialization of that.  */
1451         ;
1452       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1453         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1454         ;
1455       else
1456         {
1457           tree decl_arg_types;
1458
1459           /* This is an ordinary member function.  However, since
1460              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1461              template class.  For example,
1462
1463                template <typename T> struct S { void f(); };
1464                template <> void S<int>::f() {}
1465
1466              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1467              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1468              might be in business.  */
1469
1470           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1471             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1472                of a template class.  This is not a candidate.  */
1473             continue;
1474
1475           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1476                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1477             /* The return types differ.  */
1478             continue;
1479
1480           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1481           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1482           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1483               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1484             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1485
1486           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1487                          decl_arg_types))
1488             /* They match!  */
1489             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1490         }
1491     }
1492
1493   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1494     {
1495       /* We have:
1496
1497            [temp.expl.spec]
1498
1499            It is possible for a specialization with a given function
1500            signature to be instantiated from more than one function
1501            template.  In such cases, explicit specification of the
1502            template arguments must be used to uniquely identify the
1503            function template specialization being specialized.
1504
1505          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1506          determine which of the candidate templates is most
1507          specialized.  However, we, also have:
1508
1509            [temp.func.order]
1510
1511            Partial ordering of overloaded function template
1512            declarations is used in the following contexts to select
1513            the function template to which a function template
1514            specialization refers:
1515
1516            -- when an explicit specialization refers to a function
1517               template.
1518
1519          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1520          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1521          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1522          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1523          the EDG front-end has that behavior, and John Spicer claims
1524          that the committee simply forgot to delete the wording in
1525          [temp.expl.spec].  */
1526      tree tmpl = most_specialized (templates, decl, explicit_targs);
1527      if (tmpl && tmpl != error_mark_node)
1528        {
1529          targs = get_bindings (tmpl, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1530          templates = tree_cons (targs, tmpl, NULL_TREE);
1531        }
1532     }
1533
1534   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1535     {
1536       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1537              "declaration", template_id, decl);
1538       return error_mark_node;
1539     }
1540   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1541            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1542            || (templates && candidates))
1543     {
1544       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1545              template_id, decl);
1546       chainon (candidates, templates);
1547       print_candidates (candidates);
1548       return error_mark_node;
1549     }
1550
1551   /* We have one, and exactly one, match.  */
1552   if (candidates)
1553     {
1554       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1555          template class.  */
1556       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (TREE_VALUE (candidates)));
1557       return DECL_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (candidates));
1558     }
1559
1560   /* It was a specialization of a template.  */
1561   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1562   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1563     {
1564       *targs_out = copy_node (targs);
1565       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
1566                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1567                            TREE_PURPOSE (templates));
1568     }
1569   else
1570     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1571   return TREE_VALUE (templates);
1572 }
1573
1574 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1575    but with the default argument values filled in from those in the
1576    TMPL_TYPES.  */
1577
1578 static tree
1579 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1580                                       tree tmpl_types)
1581 {
1582   tree new_spec_types;
1583
1584   if (!spec_types)
1585     return NULL_TREE;
1586
1587   if (spec_types == void_list_node)
1588     return void_list_node;
1589
1590   /* Substitute into the rest of the list.  */
1591   new_spec_types =
1592     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1593                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1594
1595   /* Add the default argument for this parameter.  */
1596   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1597                          TREE_VALUE (spec_types),
1598                          new_spec_types);
1599 }
1600
1601 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1602    from the template it specializes.  (That way, code like:
1603
1604      template <class T> void f(T = 3);
1605      template <> void f(double);
1606      void g () { f (); }
1607
1608    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1609    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1610    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1611
1612 static void
1613 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
1614 {
1615   tree tmpl;
1616   tree spec_types;
1617   tree tmpl_types;
1618   tree new_spec_types;
1619   tree old_type;
1620   tree new_type;
1621   tree t;
1622   tree object_type = NULL_TREE;
1623   tree in_charge = NULL_TREE;
1624   tree vtt = NULL_TREE;
1625
1626   /* See if there's anything we need to do.  */
1627   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
1628   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
1629   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
1630     if (TREE_PURPOSE (t))
1631       break;
1632   if (!t)
1633     return;
1634
1635   old_type = TREE_TYPE (decl);
1636   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
1637
1638   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1639     {
1640       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
1641          CV quals.  */
1642       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
1643       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1644       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
1645
1646       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
1647         {
1648           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
1649              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
1650           in_charge = spec_types;
1651           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1652         }
1653       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
1654         {
1655           vtt = spec_types;
1656           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1657         }
1658     }
1659
1660   /* Compute the merged default arguments.  */
1661   new_spec_types =
1662     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
1663
1664   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
1665   if (object_type)
1666     {
1667       if (vtt)
1668         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
1669                                          TREE_VALUE (vtt),
1670                                          new_spec_types);
1671
1672       if (in_charge)
1673         /* Put the in-charge parameter back.  */
1674         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
1675                                          TREE_VALUE (in_charge),
1676                                          new_spec_types);
1677
1678       new_type = build_method_type_directly (object_type,
1679                                              TREE_TYPE (old_type),
1680                                              new_spec_types);
1681     }
1682   else
1683     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
1684                                     new_spec_types);
1685   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
1686                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
1687   new_type = build_exception_variant (new_type,
1688                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
1689   TREE_TYPE (decl) = new_type;
1690 }
1691
1692 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
1693    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
1694    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
1695    instantiation at this point.
1696
1697    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
1698    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
1699    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
1700    recoverable.
1701
1702    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
1703
1704    2: The function has a definition.
1705    4: The function is a friend.
1706
1707    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1708    template classes that appeared in the name of the function.  For
1709    example, in
1710
1711      template <class T> struct S { void f(); };
1712      void S<int>::f();
1713
1714    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
1715    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
1716
1717      template <class T> struct S {};
1718      template <> struct S<int> { void f(); }
1719      template <> void S<int>::f();
1720
1721    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
1722    invalid; there should be no template <>.)
1723
1724    If the function is a specialization, it is marked as such via
1725    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
1726    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
1727    for that template.  */
1728
1729 tree
1730 check_explicit_specialization (tree declarator,
1731                                tree decl,
1732                                int template_count,
1733                                int flags)
1734 {
1735   int have_def = flags & 2;
1736   int is_friend = flags & 4;
1737   int specialization = 0;
1738   int explicit_instantiation = 0;
1739   int member_specialization = 0;
1740   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
1741   tree dname = DECL_NAME (decl);
1742   tmpl_spec_kind tsk;
1743
1744   if (is_friend)
1745     {
1746       if (!processing_specialization)
1747         tsk = tsk_none;
1748       else
1749         tsk = tsk_excessive_parms;
1750     }
1751   else
1752     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
1753
1754   switch (tsk)
1755     {
1756     case tsk_none:
1757       if (processing_specialization)
1758         {
1759           specialization = 1;
1760           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1761         }
1762       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1763         {
1764           if (is_friend)
1765             /* This could be something like:
1766
1767                template <class T> void f(T);
1768                class S { friend void f<>(int); }  */
1769             specialization = 1;
1770           else
1771             {
1772               /* This case handles bogus declarations like template <>
1773                  template <class T> void f<int>(); */
1774
1775               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1776                      declarator);
1777               return decl;
1778             }
1779         }
1780       break;
1781
1782     case tsk_invalid_member_spec:
1783       /* The error has already been reported in
1784          check_specialization_scope.  */
1785       return error_mark_node;
1786
1787     case tsk_invalid_expl_inst:
1788       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
1789
1790       /* Fall through.  */
1791
1792     case tsk_expl_inst:
1793       if (have_def)
1794         error ("definition provided for explicit instantiation");
1795
1796       explicit_instantiation = 1;
1797       break;
1798
1799     case tsk_excessive_parms:
1800     case tsk_insufficient_parms:
1801       if (tsk == tsk_excessive_parms)
1802         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
1803                decl);
1804       else if (template_header_count)
1805         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
1806       else
1807         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
1808               "%<template <>%>", decl);
1809
1810       /* Fall through.  */
1811     case tsk_expl_spec:
1812       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1813       if (ctype)
1814         member_specialization = 1;
1815       else
1816         specialization = 1;
1817       break;
1818
1819     case tsk_template:
1820       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1821         {
1822           /* This case handles bogus declarations like template <>
1823              template <class T> void f<int>(); */
1824
1825           if (uses_template_parms (declarator))
1826             error ("function template partial specialization %qD "
1827                    "is not allowed", declarator);
1828           else
1829             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1830                    declarator);
1831           return decl;
1832         }
1833
1834       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
1835         /* This is a specialization of a member template, without
1836            specialization the containing class.  Something like:
1837
1838              template <class T> struct S {
1839                template <class U> void f (U);
1840              };
1841              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
1842
1843            That's a specialization -- but of the entire template.  */
1844         specialization = 1;
1845       break;
1846
1847     default:
1848       gcc_unreachable ();
1849     }
1850
1851   if (specialization || member_specialization)
1852     {
1853       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1854       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
1855         if (TREE_PURPOSE (t))
1856           {
1857             pedwarn
1858               ("default argument specified in explicit specialization");
1859             break;
1860           }
1861       if (current_lang_name == lang_name_c)
1862         error ("template specialization with C linkage");
1863     }
1864
1865   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
1866     {
1867       tree tmpl = NULL_TREE;
1868       tree targs = NULL_TREE;
1869
1870       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
1871       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
1872         {
1873           tree fns;
1874
1875           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
1876           if (ctype)
1877             fns = dname;
1878           else
1879             {
1880               /* If there is no class context, the explicit instantiation
1881                  must be at namespace scope.  */
1882               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
1883
1884               /* Find the namespace binding, using the declaration
1885                  context.  */
1886               fns = namespace_binding (dname, CP_DECL_CONTEXT (decl));
1887               if (!fns || !is_overloaded_fn (fns))
1888                 {
1889                   error ("%qD is not a template function", dname);
1890                   fns = error_mark_node;
1891                 }
1892             }
1893
1894           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
1895         }
1896
1897       if (declarator == error_mark_node)
1898         return error_mark_node;
1899
1900       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
1901         {
1902           if (!explicit_instantiation)
1903             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
1904                but the error will already have been flagged by
1905                check_specialization_scope.  */
1906             return error_mark_node;
1907           else
1908             {
1909               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
1910                  class scope, e.g.:
1911
1912                    class C { template void f(); }
1913
1914                    This case is caught by the parser.  However, on
1915                    something like:
1916
1917                    template class C { void f(); };
1918
1919                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
1920                    issued later.  */
1921               ;
1922             }
1923
1924           return decl;
1925         }
1926       else if (ctype != NULL_TREE
1927                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
1928                    IDENTIFIER_NODE))
1929         {
1930           /* Find the list of functions in ctype that have the same
1931              name as the declared function.  */
1932           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
1933           tree fns = NULL_TREE;
1934           int idx;
1935
1936           if (constructor_name_p (name, ctype))
1937             {
1938               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
1939
1940               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (ctype)
1941                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
1942                 {
1943                   /* From [temp.expl.spec]:
1944
1945                      If such an explicit specialization for the member
1946                      of a class template names an implicitly-declared
1947                      special member function (clause _special_), the
1948                      program is ill-formed.
1949
1950                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
1951                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
1952                   return error_mark_node;
1953                 }
1954
1955               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
1956             }
1957
1958           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
1959             {
1960               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
1961               if (idx >= 0)
1962                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
1963             }
1964           else
1965             {
1966               VEC(tree,gc) *methods;
1967               tree ovl;
1968
1969               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
1970                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
1971                  int' which will be a specialization of `operator T'.
1972                  So, we find *all* the conversion operators, and then
1973                  select from them.  */
1974               fns = NULL_TREE;
1975
1976               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
1977               if (methods)
1978                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
1979                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
1980                      ++idx)
1981                   {
1982                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
1983                       /* There are no more conversion functions.  */
1984                       break;
1985
1986                     /* Glue all these conversion functions together
1987                        with those we already have.  */
1988                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
1989                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
1990                   }
1991             }
1992
1993           if (fns == NULL_TREE)
1994             {
1995               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
1996               return error_mark_node;
1997             }
1998           else
1999             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2000         }
2001
2002       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2003          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2004          member function, we cannot tell apriori whether the
2005          instantiation is for a member template, or just a member
2006          function of a template class.  Even if a member template is
2007          being instantiated, the member template arguments may be
2008          elided if they can be deduced from the rest of the
2009          declaration.  */
2010       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2011                                        &targs,
2012                                        member_specialization,
2013                                        template_count);
2014
2015       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2016         /* We couldn't figure out what this declaration was
2017            specializing.  */
2018         return error_mark_node;
2019       else
2020         {
2021           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2022
2023           if (explicit_instantiation)
2024             {
2025               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2026                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2027
2028               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2029               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2030
2031               if (arg_depth > parm_depth)
2032                 {
2033                   /* If TMPL is not the most general template (for
2034                      example, if TMPL is a friend template that is
2035                      injected into namespace scope), then there will
2036                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2037                      here.  */
2038                   int i;
2039                   tree new_targs;
2040
2041                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2042                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2043                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2044                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2045                   targs = new_targs;
2046                 }
2047
2048               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2049             }
2050
2051           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2052              turns out to be specializing a static member function,
2053              make DECL a static member function as well.  */
2054           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2055               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2056             revert_static_member_fn (decl);
2057
2058           /* If this is a specialization of a member template of a
2059              template class.  In we want to return the TEMPLATE_DECL,
2060              not the specialization of it.  */
2061           if (tsk == tsk_template)
2062             {
2063               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2064               DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) = NULL_TREE;
2065               if (have_def)
2066                 {
2067                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2068                   DECL_SOURCE_LOCATION (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2069                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2070                   /* We want to use the argument list specified in the
2071                      definition, not in the original declaration.  */
2072                   DECL_ARGUMENTS (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2073                     = DECL_ARGUMENTS (decl);
2074                 }
2075               return tmpl;
2076             }
2077
2078           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2079           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2080
2081           /* Inherit default function arguments from the template
2082              DECL is specializing.  */
2083           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2084
2085           /* This specialization has the same protection as the
2086              template it specializes.  */
2087           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2088           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2089
2090           /* The specialization has the same visibility as the
2091              template it specializes.  */
2092           if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (gen_tmpl))
2093             {
2094               DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (decl) = 1;
2095               DECL_VISIBILITY (decl) = DECL_VISIBILITY (gen_tmpl);
2096             }
2097
2098           if (is_friend && !have_def)
2099             /* This is not really a declaration of a specialization.
2100                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2101                a request for an instantiation, either.  */
2102             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2103           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2104             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2105                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2106                versions in V3 ABI.  */
2107             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2108
2109           /* Register this specialization so that we can find it
2110              again.  */
2111           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs);
2112         }
2113     }
2114
2115   return decl;
2116 }
2117
2118 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2119    parameters.  These are represented in the same format used for
2120    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2121
2122 int
2123 comp_template_parms (tree parms1, tree parms2)
2124 {
2125   tree p1;
2126   tree p2;
2127
2128   if (parms1 == parms2)
2129     return 1;
2130
2131   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2132        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2133        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2134     {
2135       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2136       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2137       int i;
2138
2139       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2140       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2141
2142       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2143         return 0;
2144
2145       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2146         {
2147           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2148           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2149
2150           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2151             return 0;
2152
2153           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
2154             continue;
2155           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2156             return 0;
2157         }
2158     }
2159
2160   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2161     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2162        other.  */
2163     return 0;
2164
2165   return 1;
2166 }
2167
2168 /* Complain if DECL shadows a template parameter.
2169
2170    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
2171    scope (including nested scopes).  */
2172
2173 void
2174 check_template_shadow (tree decl)
2175 {
2176   tree olddecl;
2177
2178   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
2179      parameter.  */
2180   if (!current_template_parms)
2181     return;
2182
2183   /* Figure out what we're shadowing.  */
2184   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
2185     decl = OVL_CURRENT (decl);
2186   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
2187
2188   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
2189      anything, let alone a template parameter.  */
2190   if (!olddecl)
2191     return;
2192
2193   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
2194      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
2195      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
2196      node.  */
2197   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
2198     return;
2199
2200   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
2201      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
2202      inline member templates.  */
2203   if (decl == olddecl
2204       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
2205     return;
2206
2207   error ("declaration of %q+#D", decl);
2208   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
2209 }
2210
2211 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
2212    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
2213
2214 static tree
2215 build_template_parm_index (int index,
2216                            int level,
2217                            int orig_level,
2218                            tree decl,
2219                            tree type)
2220 {
2221   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
2222   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
2223   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
2224   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
2225   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
2226   TREE_TYPE (t) = type;
2227   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
2228   TREE_INVARIANT (t) = TREE_INVARIANT (decl);
2229   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
2230
2231   return t;
2232 }
2233
2234 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
2235    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
2236    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
2237    new one is created.  */
2238
2239 static tree
2240 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels)
2241 {
2242   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
2243       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
2244           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
2245     {
2246       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
2247       tree decl, t;
2248
2249       decl = build_decl (TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
2250       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
2251       TREE_INVARIANT (decl) = TREE_INVARIANT (orig_decl);
2252       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
2253       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2254       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2255
2256       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
2257                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
2258                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
2259                                      decl, type);
2260       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
2261
2262         /* Template template parameters need this.  */
2263       if (TREE_CODE (decl) != CONST_DECL)
2264         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl)
2265           = DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index));
2266     }
2267
2268   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
2269 }
2270
2271 /* Process information from new template parameter NEXT and append it to the
2272    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
2273    IS_NON_TYPE is true.  */
2274
2275 tree
2276 process_template_parm (tree list, tree next, bool is_non_type)
2277 {
2278   tree parm;
2279   tree decl = 0;
2280   tree defval;
2281   int idx;
2282
2283   parm = next;
2284   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
2285   defval = TREE_PURPOSE (parm);
2286
2287   if (list)
2288     {
2289       tree p = TREE_VALUE (tree_last (list));
2290
2291       if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
2292         idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
2293       else
2294         idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
2295       ++idx;
2296     }
2297   else
2298     idx = 0;
2299
2300   if (is_non_type)
2301     {
2302       parm = TREE_VALUE (parm);
2303
2304       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2305
2306       /* [temp.param]
2307
2308          The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
2309          ignored when determining its type.  */
2310       TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
2311
2312       /* A template parameter is not modifiable.  */
2313       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
2314       TREE_INVARIANT (parm) = 1;
2315       TREE_READONLY (parm) = 1;
2316       if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
2317         TREE_TYPE (parm) = void_type_node;
2318       decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
2319       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
2320       TREE_INVARIANT (decl) = 1;
2321       TREE_READONLY (decl) = 1;
2322       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
2323         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2324                                      processing_template_decl,
2325                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2326     }
2327   else
2328     {
2329       tree t;
2330       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
2331
2332       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2333         {
2334           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
2335           /* This is for distinguishing between real templates and template
2336              template parameters */
2337           TREE_TYPE (parm) = t;
2338           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
2339           decl = parm;
2340         }
2341       else
2342         {
2343           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
2344           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
2345           decl = build_decl (TYPE_DECL, parm, t);
2346         }
2347
2348       TYPE_NAME (t) = decl;
2349       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
2350       parm = decl;
2351       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
2352         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2353                                      processing_template_decl,
2354                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2355     }
2356   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2357   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2358   pushdecl (decl);
2359   parm = build_tree_list (defval, parm);
2360   return chainon (list, parm);
2361 }
2362
2363 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
2364    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
2365    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
2366    as PARM_DECLs.  */
2367
2368 tree
2369 end_template_parm_list (tree parms)
2370 {
2371   int nparms;
2372   tree parm, next;
2373   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
2374
2375   current_template_parms
2376     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
2377                  saved_parmlist, current_template_parms);
2378
2379   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
2380     {
2381       next = TREE_CHAIN (parm);
2382       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
2383       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
2384     }
2385
2386   --processing_template_parmlist;
2387
2388   return saved_parmlist;
2389 }
2390
2391 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
2392
2393 void
2394 end_template_decl (void)
2395 {
2396   reset_specialization ();
2397
2398   if (! processing_template_decl)
2399     return;
2400
2401   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
2402   finish_scope ();
2403
2404   --processing_template_decl;
2405   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
2406 }
2407
2408 /* Given a template argument vector containing the template PARMS.
2409    The innermost PARMS are given first.  */
2410
2411 tree
2412 current_template_args (void)
2413 {
2414   tree header;
2415   tree args = NULL_TREE;
2416   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2417   int l = length;
2418
2419   /* If there is only one level of template parameters, we do not
2420      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
2421      TREE_VEC containing the arguments.  */
2422   if (length > 1)
2423     args = make_tree_vec (length);
2424
2425   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
2426     {
2427       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
2428       int i;
2429
2430       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
2431       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
2432         {
2433           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
2434
2435           /* T will be a list if we are called from within a
2436              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
2437              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
2438           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
2439             {
2440               t = TREE_VALUE (t);
2441
2442               if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
2443                   || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
2444                 t = TREE_TYPE (t);
2445               else
2446                 t = DECL_INITIAL (t);
2447               TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
2448             }
2449         }
2450
2451       if (length > 1)
2452         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
2453       else
2454         args = a;
2455     }
2456
2457   return args;
2458 }
2459
2460 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
2461    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
2462    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
2463
2464 static tree
2465 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
2466 {
2467   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
2468   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
2469   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
2470   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
2471   if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
2472     {
2473       DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl) = DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl);
2474       DECL_CONSTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2475       DECL_DESTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_DESTRUCTOR_P (decl);
2476       DECL_NONCONVERTING_P (tmpl) = DECL_NONCONVERTING_P (decl);
2477       DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (tmpl) = DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (decl);
2478       if (DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl))
2479         SET_OVERLOADED_OPERATOR_CODE (tmpl,
2480                                       DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl));
2481     }
2482
2483   return tmpl;
2484 }
2485
2486 struct template_parm_data
2487 {
2488   /* The level of the template parameters we are currently
2489      processing.  */
2490   int level;
2491
2492   /* The index of the specialization argument we are currently
2493      processing.  */
2494   int current_arg;
2495
2496   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
2497      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
2498      of the arguments processed so far.  */
2499   int* parms;
2500
2501   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
2502      elements are nonzero if the argument makes use of template
2503      parameters of this level.  */
2504   int* arg_uses_template_parms;
2505 };
2506
2507 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
2508    parameter in a partial specialization is used in the explicit
2509    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
2510    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
2511    appropriately.  */
2512
2513 static int
2514 mark_template_parm (tree t, void* data)
2515 {
2516   int level;
2517   int idx;
2518   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
2519
2520   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2521     {
2522       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2523       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
2524     }
2525   else
2526     {
2527       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2528       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
2529     }
2530
2531   if (level == tpd->level)
2532     {
2533       tpd->parms[idx] = 1;
2534       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
2535     }
2536
2537   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
2538      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
2539   return 0;
2540 }
2541
2542 /* Process the partial specialization DECL.  */
2543
2544 static tree
2545 process_partial_specialization (tree decl)
2546 {
2547   tree type = TREE_TYPE (decl);
2548   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
2549   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
2550   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
2551   tree inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
2552   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
2553   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
2554   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2555   int  i;
2556   int did_error_intro = 0;
2557   struct template_parm_data tpd;
2558   struct template_parm_data tpd2;
2559
2560   /* We check that each of the template parameters given in the
2561      partial specialization is used in the argument list to the
2562      specialization.  For example:
2563
2564        template <class T> struct S;
2565        template <class T> struct S<T*>;
2566
2567      The second declaration is OK because `T*' uses the template
2568      parameter T, whereas
2569
2570        template <class T> struct S<int>;
2571
2572      is no good.  Even trickier is:
2573
2574        template <class T>
2575        struct S1
2576        {
2577           template <class U>
2578           struct S2;
2579           template <class U>
2580           struct S2<T>;
2581        };
2582
2583      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
2584      full-specialization.  Of course,
2585
2586           template <class U>
2587           struct S2<T (*)(U)>;
2588
2589      or some such would have been OK.  */
2590   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2591   tpd.parms = alloca (sizeof (int) * ntparms);
2592   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
2593
2594   tpd.arg_uses_template_parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2595   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2596   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2597     {
2598       tpd.current_arg = i;
2599       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
2600                               &mark_template_parm,
2601                               &tpd,
2602                               NULL);
2603     }
2604   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2605     if (tpd.parms[i] == 0)
2606       {
2607         /* One of the template parms was not used in the
2608            specialization.  */
2609         if (!did_error_intro)
2610           {
2611             error ("template parameters not used in partial specialization:");
2612             did_error_intro = 1;
2613           }
2614
2615         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
2616       }
2617
2618   /* [temp.class.spec]
2619
2620      The argument list of the specialization shall not be identical to
2621      the implicit argument list of the primary template.  */
2622   if (comp_template_args
2623       (inner_args,
2624        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
2625                                                    (maintmpl)))))
2626     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
2627
2628   /* [temp.class.spec]
2629
2630      A partially specialized non-type argument expression shall not
2631      involve template parameters of the partial specialization except
2632      when the argument expression is a simple identifier.
2633
2634      The type of a template parameter corresponding to a specialized
2635      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
2636      specialization.  */
2637   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
2638   tpd2.parms = 0;
2639   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2640     {
2641       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
2642       if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
2643           !TYPE_P (arg)
2644           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
2645           /* This next line is the `argument expression is not just a
2646              simple identifier' condition and also the `specialized
2647              non-type argument' bit.  */
2648           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
2649         {
2650           if (tpd.arg_uses_template_parms[i])
2651             error ("template argument %qE involves template parameter(s)", arg);
2652           else
2653             {
2654               /* Look at the corresponding template parameter,
2655                  marking which template parameters its type depends
2656                  upon.  */
2657               tree type =
2658                 TREE_TYPE (TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms,
2659                                                      i)));
2660
2661               if (!tpd2.parms)
2662                 {
2663                   /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
2664                   tpd2.arg_uses_template_parms
2665                     = alloca (sizeof (int) * nargs);
2666                   /* The number of parameters here is the number in the
2667                      main template, which, as checked in the assertion
2668                      above, is NARGS.  */
2669                   tpd2.parms = alloca (sizeof (int) * nargs);
2670                   tpd2.level =
2671                     TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
2672                 }
2673
2674               /* Mark the template parameters.  But this time, we're
2675                  looking for the template parameters of the main
2676                  template, not in the specialization.  */
2677               tpd2.current_arg = i;
2678               tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
2679               memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2680               for_each_template_parm (type,
2681                                       &mark_template_parm,
2682                                       &tpd2,
2683                                       NULL);
2684
2685               if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
2686                 {
2687                   /* The type depended on some template parameters.
2688                      If they are fully specialized in the
2689                      specialization, that's OK.  */
2690                   int j;
2691                   for (j = 0; j < nargs; ++j)
2692                     if (tpd2.parms[j] != 0
2693                         && tpd.arg_uses_template_parms [j])
2694                       {
2695                         error ("type %qT of template argument %qE depends "
2696                                "on template parameter(s)",
2697                                type,
2698                                arg);
2699                         break;
2700                       }
2701                 }
2702             }
2703         }
2704     }
2705
2706   if (retrieve_specialization (maintmpl, specargs,
2707                                /*class_specializations_p=*/true))
2708     /* We've already got this specialization.  */
2709     return decl;
2710
2711   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
2712     = tree_cons (inner_args, inner_parms,
2713                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
2714   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
2715   return decl;
2716 }
2717
2718 /* Check that a template declaration's use of default arguments is not
2719    invalid.  Here, PARMS are the template parameters.  IS_PRIMARY is
2720    nonzero if DECL is the thing declared by a primary template.
2721    IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial specialization.  */
2722
2723 static void
2724 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, int is_partial)
2725 {
2726   const char *msg;
2727   int last_level_to_check;
2728   tree parm_level;
2729
2730   /* [temp.param]
2731
2732      A default template-argument shall not be specified in a
2733      function template declaration or a function template definition, nor
2734      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
2735      class template.  */
2736
2737   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
2738     /* You can't have a function template declaration in a local
2739        scope, nor you can you define a member of a class template in a
2740        local scope.  */
2741     return;
2742
2743   if (current_class_type
2744       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
2745       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2746       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
2747          or a member function.  */
2748       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2749           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
2750           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
2751           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
2752           : false)
2753       /* And, if it was a member function, it really was defined in
2754          the scope of the class.  */
2755       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2756           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
2757     /* We already checked these parameters when the template was
2758        declared, so there's no need to do it again now.  This function
2759        was defined in class scope, but we're processing it's body now
2760        that the class is complete.  */
2761     return;
2762
2763   /* [temp.param]
2764
2765      If a template-parameter has a default template-argument, all
2766      subsequent template-parameters shall have a default
2767      template-argument supplied.  */
2768   for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2769     {
2770       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2771       int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2772       int seen_def_arg_p = 0;
2773       int i;
2774
2775       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2776         {
2777           tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
2778           if (TREE_PURPOSE (parm))
2779             seen_def_arg_p = 1;
2780           else if (seen_def_arg_p)
2781             {
2782               error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
2783               /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
2784                  there should have been a default argument.  */
2785               TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
2786             }
2787         }
2788     }
2789
2790   if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL || is_partial || !is_primary)
2791     /* For an ordinary class template, default template arguments are
2792        allowed at the innermost level, e.g.:
2793          template <class T = int>
2794          struct S {};
2795        but, in a partial specialization, they're not allowed even
2796        there, as we have in [temp.class.spec]:
2797
2798          The template parameter list of a specialization shall not
2799          contain default template argument values.
2800
2801        So, for a partial specialization, or for a function template,
2802        we look at all of them.  */
2803     ;
2804   else
2805     /* But, for a primary class template that is not a partial
2806        specialization we look at all template parameters except the
2807        innermost ones.  */
2808     parms = TREE_CHAIN (parms);
2809
2810   /* Figure out what error message to issue.  */
2811   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2812     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
2813   else if (is_partial)
2814     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
2815   else
2816     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2817
2818   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
2819     /* If we're inside a class definition, there's no need to
2820        examine the parameters to the class itself.  On the one
2821        hand, they will be checked when the class is defined, and,
2822        on the other, default arguments are valid in things like:
2823          template <class T = double>
2824          struct S { template <class U> void f(U); };
2825        Here the default argument for `S' has no bearing on the
2826        declaration of `f'.  */
2827     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
2828   else
2829     /* Check everything.  */
2830     last_level_to_check = 0;
2831
2832   for (parm_level = parms;
2833        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
2834        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2835     {
2836       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2837       int i;
2838       int ntparms;
2839
2840       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2841       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2842         if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
2843           {
2844             if (msg)
2845               {
2846                 error (msg, decl);
2847                 msg = 0;
2848               }
2849
2850             /* Clear out the default argument so that we are not
2851                confused later.  */
2852             TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
2853           }
2854
2855       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
2856          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
2857       if (msg)
2858         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2859     }
2860 }
2861
2862 /* Worker for push_template_decl_real, called via
2863    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
2864    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
2865    parameter of that level, return nonzero.  */
2866
2867 static int
2868 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
2869 {
2870   int this_level = *(int *)data;
2871   int level;
2872
2873   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2874     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2875   else
2876     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2877   return level == this_level;
2878 }
2879
2880 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
2881    parameters given by current_template_args, or reuses a
2882    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
2883    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
2884
2885    If IS_FRIEND is nonzero, DECL is a friend declaration.  */
2886
2887 tree
2888 push_template_decl_real (tree decl, int is_friend)
2889 {
2890   tree tmpl;
2891   tree args;
2892   tree info;
2893   tree ctx;
2894   int primary;
2895   int is_partial;
2896   int new_template_p = 0;
2897   /* True if the template is a member template, in the sense of
2898      [temp.mem].  */
2899   bool member_template_p = false;
2900
2901   if (decl == error_mark_node)
2902     return decl;
2903
2904   /* See if this is a partial specialization.  */
2905   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2906                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
2907                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
2908
2909   is_friend |= (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl));
2910
2911   if (is_friend)
2912     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
2913        the type of which it is a friend.  */
2914     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
2915   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
2916            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
2917     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
2918        it is defined.  */
2919     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
2920   else
2921     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
2922        is assumed to be a member of the class.  */
2923     ctx = current_scope ();
2924
2925   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
2926     ctx = NULL_TREE;
2927
2928   if (!DECL_CONTEXT (decl))
2929     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
2930
2931   /* See if this is a primary template.  */
2932   primary = template_parm_scope_p ();
2933
2934   if (primary)
2935     {
2936       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
2937         member_template_p = true;
2938       if (current_lang_name == lang_name_c)
2939         error ("template with C linkage");
2940       else if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
2941                && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
2942         error ("template class without a name");
2943       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2944         {
2945           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2946             {
2947               /* [temp.mem]
2948
2949                  A destructor shall not be a member template.  */
2950               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
2951               return error_mark_node;
2952             }
2953           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
2954               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
2955                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
2956                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
2957                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
2958                       == void_list_node)))
2959             {
2960               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
2961
2962                  An allocation function can be a function
2963                  template. ... Template allocation functions shall
2964                  have two or more parameters.  */
2965               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
2966               return decl;
2967             }
2968         }
2969       else if ((DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
2970                 && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
2971                || (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL && ctx && CLASS_TYPE_P (ctx)))
2972         /* OK */;
2973       else
2974         {
2975           error ("template declaration of %q#D", decl);
2976           return error_mark_node;
2977         }
2978     }
2979
2980   /* Check to see that the rules regarding the use of default
2981      arguments are not being violated.  */
2982   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
2983                            primary, is_partial);
2984
2985   if (is_partial)
2986     return process_partial_specialization (decl);
2987
2988   args = current_template_args ();
2989
2990   if (!ctx
2991       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
2992       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
2993       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
2994     {
2995       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2996           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
2997           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
2998         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
2999       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
3000          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
3001          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
3002       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3003                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3004                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3005         {
3006           /* Since a template declaration already existed for this
3007              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
3008              that the redeclaration is valid.  */
3009           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
3010                                     current_template_parms);
3011           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
3012              one we already had.  */
3013           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3014         }
3015       else
3016         {
3017           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3018                                       member_template_p);
3019           new_template_p = 1;
3020
3021           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3022               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
3023             {
3024               /* A specialization of a member template of a template
3025                  class.  */
3026               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
3027               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
3028               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
3029             }
3030         }
3031     }
3032   else
3033     {
3034       tree a, t, current, parms;
3035       int i;
3036
3037       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3038         {
3039           if ((IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)))
3040                || TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) == ENUMERAL_TYPE)
3041               && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3042               && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3043             tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3044           else
3045             {
3046               error ("%qD does not declare a template type", decl);
3047               return decl;
3048             }
3049         }
3050       else if (!DECL_LANG_SPECIFIC (decl) || !DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
3051         {
3052           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
3053           return decl;
3054         }
3055       else
3056         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3057
3058       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
3059           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
3060           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
3061           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
3062         {
3063           tree new_tmpl;
3064
3065           /* The declaration is a specialization of a member
3066              template, declared outside the class.  Therefore, the
3067              innermost template arguments will be NULL, so we
3068              replace them with the arguments determined by the
3069              earlier call to check_explicit_specialization.  */
3070           args = DECL_TI_ARGS (decl);
3071
3072           new_tmpl
3073             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3074                                    member_template_p);
3075           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
3076           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3077           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
3078           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
3079           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
3080             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3081
3082           register_specialization (new_tmpl,
3083                                    most_general_template (tmpl),
3084                                    args);
3085           return decl;
3086         }
3087
3088       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
3089
3090       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3091       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
3092       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
3093         {
3094           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
3095                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
3096         }
3097       else
3098         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
3099           {
3100             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
3101             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3102
3103             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
3104               {
3105                 if (current == decl)
3106                   error ("got %d template parameters for %q#D",
3107                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
3108                 else
3109                   error ("got %d template parameters for %q#T",
3110                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
3111                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
3112                 return error_mark_node;
3113               }
3114
3115             /* Perhaps we should also check that the parms are used in the
3116                appropriate qualifying scopes in the declarator?  */
3117
3118             if (current == decl)
3119               current = ctx;
3120             else
3121               current = TYPE_CONTEXT (current);
3122           }
3123     }
3124
3125   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
3126   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3127
3128   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
3129      that we do not try to push a global template friend declared in a
3130      template class; such a thing may well depend on the template
3131      parameters of the class.  */
3132   if (new_template_p && !ctx
3133       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
3134     {
3135       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl);
3136       if (tmpl == error_mark_node)
3137         return error_mark_node;
3138
3139       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
3140       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3141         {
3142           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
3143           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
3144         }
3145     }
3146
3147   if (primary)
3148     {
3149       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
3150       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
3151         {
3152           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
3153
3154           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
3155              depends on innermost template operands.  */
3156
3157           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
3158                                          depth))
3159             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
3160         }
3161     }
3162
3163   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
3164      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
3165      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
3166      argument levels if necessary.  */
3167   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
3168     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
3169
3170   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3171
3172   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
3173     {
3174       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
3175       if ((!ctx || TREE_CODE (ctx) != FUNCTION_DECL)
3176           && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3177           /* Don't change the name if we've already set it up.  */
3178           && !IDENTIFIER_TEMPLATE (DECL_NAME (decl)))
3179         DECL_NAME (decl) = classtype_mangled_name (TREE_TYPE (decl));
3180     }
3181   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
3182     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
3183
3184   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
3185 }
3186
3187 tree
3188 push_template_decl (tree decl)
3189 {
3190   return push_template_decl_real (decl, 0);
3191 }
3192
3193 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
3194    template PARMS, e.g.:
3195
3196      template <class T> struct S;
3197      template <class T> struct S {};  */
3198
3199 void
3200 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
3201 {
3202   tree tmpl;
3203   tree tmpl_parms;
3204   int i;
3205
3206   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
3207     {
3208       error ("%qT is not a template type", type);
3209       return;
3210     }
3211
3212   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
3213   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
3214     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
3215        about here; there are no new template parameters for the nested
3216        type.  */
3217     return;
3218
3219   if (!parms)
3220     {
3221       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
3222              tmpl);
3223       return;
3224     }
3225
3226   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3227   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3228
3229   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
3230     {
3231       error ("previous declaration %q+D", tmpl);
3232       error ("used %d template parameter(s) instead of %d",
3233              TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
3234              TREE_VEC_LENGTH (parms));
3235       return;
3236     }
3237
3238   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
3239     {
3240       tree tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3241       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3242       tree tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3243       tree parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3244
3245       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
3246          TEMPLATE_DECL.  */
3247       if (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
3248           || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
3249               && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm))))
3250         {
3251           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
3252           error ("redeclared here as %q#D", parm);
3253           return;
3254         }
3255
3256       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
3257         {
3258           /* We have in [temp.param]:
3259
3260              A template-parameter may not be given default arguments
3261              by two different declarations in the same scope.  */
3262           error ("redefinition of default argument for %q#D", parm);
3263           error ("%J  original definition appeared here", tmpl_parm);
3264           return;
3265         }
3266
3267       if (parm_default != NULL_TREE)
3268         /* Update the previous template parameters (which are the ones
3269            that will really count) with the new default value.  */
3270         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
3271       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
3272         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
3273            parameters for any members.  */
3274         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
3275     }
3276 }
3277
3278 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
3279    (possibly simplified) expression.  */
3280
3281 tree
3282 fold_non_dependent_expr (tree expr)
3283 {
3284   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
3285      it.  We're supposed to treat:
3286
3287        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
3288        template <typename T> void f(T[2]);
3289
3290      as two declarations of the same function, for example.  */
3291   if (processing_template_decl
3292       && !type_dependent_expression_p (expr)
3293       && !value_dependent_expression_p (expr))
3294     {
3295       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
3296
3297       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
3298       processing_template_decl = 0;
3299       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
3300                                     /*args=*/NULL_TREE,
3301                                     tf_error,
3302                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
3303                                     /*function_p=*/false);
3304       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
3305     }
3306   return expr;
3307 }
3308
3309 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
3310    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
3311    Extract the innest constant expression.
3312
3313    This is basically a more powerful version of
3314    integral_constant_value, which can be used also in templates where
3315    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
3316    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
3317
3318 tree
3319 fold_decl_constant_value (tree expr)
3320 {
3321   tree const_expr = expr;
3322   do
3323     {
3324       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
3325       const_expr = integral_constant_value (expr);
3326     }
3327   while (expr != const_expr);
3328
3329   return expr;
3330 }
3331
3332 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
3333    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
3334    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
3335    and check that the resulting function has external linkage.  */
3336
3337 static tree
3338 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
3339 {
3340   tree fns = expr;
3341   tree fn, fn_no_ptr;
3342
3343   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
3344   if (fn == error_mark_node)
3345     return error_mark_node;
3346
3347   fn_no_ptr = fn;
3348   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
3349     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
3350
3351   /* [temp.arg.nontype]/1
3352
3353      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3354      shall be one of:
3355      [...]
3356      -- the address of an object or function with external linkage.  */
3357   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
3358     {
3359       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3360              "because function %qD has not external linkage",
3361              expr, type, fn_no_ptr);
3362       return NULL_TREE;
3363     }
3364
3365   return fn;
3366 }
3367
3368 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
3369    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
3370    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
3371    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
3372    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
3373    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
3374    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
3375    must be non-dependent.
3376
3377    The conversion follows the special rules described in
3378    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
3379    conversion.
3380
3381    This function is called twice for each template argument (see
3382    lookup_template_class for a more accurate description of this
3383    problem). This means that we need to handle expressions which
3384    are not valid in a C++ source, but can be created from the
3385    first call (for instance, casts to perform conversions). These
3386    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
3387
3388 static tree
3389 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
3390 {
3391   tree expr_type;
3392
3393   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
3394      This special-case is not needed for correctness (we would easily
3395      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
3396      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
3397      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
3398   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
3399     {
3400       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3401              "because string literals can never be used in this context",
3402              expr, type);
3403       return NULL_TREE;
3404     }
3405
3406   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
3407      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
3408      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
3409      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
3410      so that access checking can be performed when the template is
3411      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
3412      convert the argument.  */
3413   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
3414   expr_type = TREE_TYPE (expr);
3415
3416   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
3417      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
3418      which is the tree that we built on the first call (see
3419      below when coercing to reference to object or to reference to
3420      function). We just strip everything and get to the arg.
3421      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
3422      for examples.  */
3423   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
3424     {
3425       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
3426         {
3427           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
3428              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
3429              could actually change the type to something more cv-qualified,
3430              and this is not folded by convert_from_reference.  */
3431           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3432           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
3433           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
3434           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
3435           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
3436                       (TREE_TYPE (expr_type),
3437                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
3438
3439           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
3440           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3441         }
3442
3443       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
3444          parameter is a pointer to object, through decay and
3445          qualification conversion. Let's strip everything.  */
3446       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3447         {
3448           STRIP_NOPS (expr);
3449           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
3450           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
3451           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
3452              an array. Otherwise, it is part of the original argument
3453              in the source code.  */
3454           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
3455             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3456           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3457         }
3458     }
3459
3460   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
3461
3462      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
3463      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
3464      (_conv.integral_) are applied.  */
3465   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3466     {
3467       if (!INTEGRAL_TYPE_P (expr_type))
3468         return error_mark_node;
3469
3470       expr = fold_decl_constant_value (expr);
3471       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
3472          do not fold into integer constants.  */
3473       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
3474         {
3475           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3476                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
3477           return NULL_TREE;
3478         }
3479
3480       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
3481          because we already know that the expression is of integral
3482          type.  */
3483       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
3484       if (expr == error_mark_node)
3485         return error_mark_node;
3486
3487       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
3488       expr = fold (expr);
3489     }
3490   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
3491
3492      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
3493      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
3494      conversion (_conv.array_) are applied.  */
3495   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3496     {
3497       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
3498
3499          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3500          shall be one of: [...]
3501
3502          -- the name of a non-type template-parameter;
3503          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
3504             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
3505             refers to a function or array, or if the corresponding
3506             template-parameter is a reference.
3507
3508         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
3509         for a parameter of type pointer-to-object.  */
3510       bool constant_address_p =
3511         (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR
3512          || TREE_CODE (expr_type) == ARRAY_TYPE
3513          || (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr)));
3514
3515       expr = decay_conversion (expr);
3516       if (expr == error_mark_node)
3517         return error_mark_node;
3518
3519       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3520       if (expr == error_mark_node)
3521         return error_mark_node;
3522
3523       if (!constant_address_p)
3524         {
3525             error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3526                   "because it is not a constant pointer", expr, type);
3527             return NULL_TREE;
3528         }
3529     }
3530   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
3531
3532      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
3533      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
3534      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
3535      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
3536      template-argument, which must be an lvalue.  */
3537   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
3538     {
3539       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
3540                                                       expr_type))
3541         return error_mark_node;
3542
3543       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
3544         {
3545           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3546                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
3547           return NULL_TREE;
3548         }
3549
3550       if (!real_lvalue_p (expr))
3551         {
3552           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3553                  "because it is not a lvalue", expr, type);
3554           return NULL_TREE;
3555         }
3556
3557       /* [temp.arg.nontype]/1
3558
3559          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3560          shall be one of: [...]
3561
3562          -- the address of an object or function with external linkage.  */
3563       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
3564         {
3565           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3566                  "because object %qD has not external linkage",
3567                  expr, type, expr);
3568           return NULL_TREE;
3569         }
3570
3571       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3572     }
3573   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
3574
3575      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
3576      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
3577      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
3578      pointer to such), the matching function is selected from the set
3579      (_over.over_).  */
3580   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
3581     {
3582       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
3583          context information to decay the pointer.
3584          ??? Why static5.C requires decay and subst1.C works fine
3585          even without it?  */
3586       if (!type_unknown_p (expr_type))
3587         {
3588           expr = decay_conversion (expr);
3589           if (expr == error_mark_node)
3590             return error_mark_node;
3591         }
3592
3593       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
3594       if (!expr || expr == error_mark_node)
3595         return expr;
3596     }
3597   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
3598
3599      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
3600      conversions apply. If the template-argument represents a set of
3601      overloaded functions, the matching function is selected from the set
3602      (_over.over_).  */
3603   else if (TYPE_REFFN_P (type))
3604     {
3605       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3606         {
3607           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3608                  "because it is a pointer", expr, type);
3609           inform ("try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
3610           return NULL_TREE;
3611         }
3612
3613       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
3614       if (!expr || expr == error_mark_node)
3615         return expr;
3616
3617       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3618     }
3619   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
3620
3621      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
3622      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
3623      overloaded member functions, the matching member function is selected
3624      from the set (_over.over_).  */
3625   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
3626     {
3627       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
3628       if (expr == error_mark_node)
3629         return error_mark_node;
3630
3631       /* There is no way to disable standard conversions in
3632          resolve_address_of_overloaded_function (called by
3633          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
3634          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
3635          to reject this conversion here.
3636
3637          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
3638          it would still be better to reject them here so that we can
3639          provide a superior diagnostic.  */
3640       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
3641         {
3642           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
3643           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
3644           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3645                  "because it is of type %qT", expr, type,
3646                  TREE_TYPE (expr));
3647           inform ("standard conversions are not allowed in this context");
3648           return NULL_TREE;
3649         }
3650     }
3651   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
3652
3653      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
3654      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
3655   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
3656     {
3657       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3658       if (expr == error_mark_node)
3659         return expr;
3660     }
3661   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
3662   else
3663     gcc_unreachable ();
3664
3665   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
3666      right type?  */
3667   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
3668   return expr;
3669 }
3670
3671
3672 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
3673    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
3674    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
3675    or PARM_DECL.
3676
3677    ARG_PARMS may contain more parameters than PARM_PARMS.  If this is
3678    the case, then extra parameters must have default arguments.
3679
3680    Consider the example:
3681      template <class T, class Allocator = allocator> class vector;
3682      template<template <class U> class TT> class C;
3683
3684    C<vector> is a valid instantiation.  PARM_PARMS for the above code
3685    contains a TYPE_DECL (for U),  ARG_PARMS contains two TYPE_DECLs (for
3686    T and Allocator) and OUTER_ARGS contains the argument that is used to
3687    substitute the TT parameter.  */
3688
3689 static int
3690 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
3691                                 tree arg_parms,
3692                                 tsubst_flags_t complain,
3693                                 tree in_decl,
3694                                 tree outer_args)
3695 {
3696   int nparms, nargs, i;
3697   tree parm, arg;
3698
3699   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
3700   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
3701
3702   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
3703   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
3704
3705   /* The rule here is opposite of coerce_template_parms.  */
3706   if (nargs < nparms
3707       || (nargs > nparms
3708           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, nparms)) == NULL_TREE))
3709     return 0;
3710
3711   for (i = 0; i < nparms; ++i)
3712     {
3713       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
3714       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
3715
3716       if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
3717           || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
3718         return 0;
3719
3720       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
3721         return 0;
3722
3723       switch (TREE_CODE (parm))
3724         {
3725         case TYPE_DECL:
3726           break;
3727
3728         case TEMPLATE_DECL:
3729           /* We encounter instantiations of templates like
3730                template <template <template <class> class> class TT>
3731                class C;  */
3732           {
3733             tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3734             tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3735
3736             if (!coerce_template_template_parms
3737                 (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
3738               return 0;
3739           }
3740           break;
3741
3742         case PARM_DECL:
3743           /* The tsubst call is used to handle cases such as
3744
3745                template <int> class C {};
3746                template <class T, template <T> class TT> class D {};
3747                D<int, C> d;
3748
3749              i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
3750           if (!dependent_type_p (TREE_TYPE (arg))
3751               && !same_type_p
3752                     (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
3753                              TREE_TYPE (arg)))
3754             return 0;
3755           break;
3756
3757         default:
3758           gcc_unreachable ();
3759         }
3760     }
3761   return 1;
3762 }
3763
3764 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
3765    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
3766    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
3767    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
3768    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
3769    the full set of template arguments deduced so far.  */
3770
3771 static tree
3772 convert_template_argument (tree parm,
3773                            tree arg,
3774                            tree args,
3775                            tsubst_flags_t complain,
3776                            int i,
3777                            tree in_decl)
3778 {
3779   tree val;
3780   tree inner_args;
3781   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
3782
3783   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3784
3785   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
3786       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
3787     {
3788       /* The template argument was the name of some
3789          member function.  That's usually
3790          invalid, but static members are OK.  In any
3791          case, grab the underlying fields/functions
3792          and issue an error later if required.  */
3793       arg = TREE_VALUE (arg);
3794       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
3795     }
3796
3797   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
3798   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
3799                    || requires_tmpl_type);
3800
3801   is_tmpl_type = ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
3802                    && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
3803                   || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3804                   || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
3805
3806   if (is_tmpl_type
3807       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3808           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
3809     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
3810
3811   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
3812
3813   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
3814       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
3815     {
3816       pedwarn ("to refer to a type member of a template parameter, "
3817                "use %<typename %E%>", arg);
3818
3819       arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
3820                                 TREE_OPERAND (arg, 1),
3821                                 typename_type,
3822                                 complain & tf_error);
3823       is_type = 1;
3824     }
3825   if (is_type != requires_type)
3826     {
3827       if (in_decl)
3828         {
3829           if (complain & tf_error)
3830             {
3831               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3832                      "parameter list for %qD",
3833                      i + 1, in_decl);
3834               if (is_type)
3835                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
3836                        TREE_TYPE (parm),
3837                        (is_tmpl_type ? DECL_NAME (arg) : arg));
3838               else if (requires_tmpl_type)
3839                 error ("  expected a class template, got %qE", arg);
3840               else
3841                 error ("  expected a type, got %qE", arg);
3842             }
3843         }
3844       return error_mark_node;
3845     }
3846   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
3847     {
3848       if (in_decl && (complain & tf_error))
3849         {
3850           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
3851                  "parameter list for %qD",
3852                  i + 1, in_decl);
3853           if (is_tmpl_type)
3854             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
3855           else
3856             error ("  expected a class template, got %qT", arg);
3857         }
3858       return error_mark_node;
3859     }
3860
3861   if (is_type)
3862     {
3863       if (requires_tmpl_type)
3864         {
3865           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
3866             /* The number of argument required is not known yet.
3867                Just accept it for now.  */
3868             val = TREE_TYPE (arg);
3869           else
3870             {
3871               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3872               tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3873
3874               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
3875                                                   complain, in_decl,
3876                                                   inner_args))
3877                 {
3878                   val = arg;
3879
3880                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
3881                      TEMPLATE_DECL.  */
3882                   if (val != error_mark_node
3883                       && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
3884                     val = TREE_TYPE (val);
3885                 }
3886               else
3887                 {
3888                   if (in_decl && (complain & tf_error))
3889                     {
3890                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
3891                              "template parameter list for %qD",
3892                              i + 1, in_decl);
3893                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
3894                              parm, arg);
3895                     }
3896
3897                   val = error_mark_node;
3898                 }
3899             }
3900         }
3901       else
3902         val = arg;
3903     }
3904   else
3905     {
3906       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
3907
3908       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
3909         return error_mark_node;
3910
3911       if (!uses_template_parms (arg) && !uses_template_parms (t))
3912         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
3913            will report errors, which we don't want when complain
3914            is zero.  More importantly, digest_init will try too
3915            hard to convert things: for example, `0' should not be
3916            converted to pointer type at this point according to
3917            the standard.  Accepting this is not merely an
3918            extension, since deciding whether or not these
3919            conversions can occur is part of determining which
3920            function template to call, or whether a given explicit
3921            argument specification is valid.  */
3922         val = convert_nontype_argument (t, arg);
3923       else
3924         val = arg;
3925
3926       if (val == NULL_TREE)
3927         val = error_mark_node;
3928       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
3929         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  arg, t);
3930     }
3931
3932   return val;
3933 }
3934
3935 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
3936    return a vector containing the innermost resulting template
3937    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
3938    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
3939
3940    If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is nonzero, all arguments must be
3941    provided in ARGLIST, or else trailing parameters must have default
3942    values.  If REQUIRE_ALL_ARGUMENTS is zero, we will attempt argument
3943    deduction for any unspecified trailing arguments.  */
3944
3945 static tree
3946 coerce_template_parms (tree parms,
3947                        tree args,
3948                        tree in_decl,
3949                        tsubst_flags_t complain,
3950                        int require_all_arguments)
3951 {
3952   int nparms, nargs, i, lost = 0;
3953   tree inner_args;
3954   tree new_args;
3955   tree new_inner_args;
3956
3957   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
3958   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
3959   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
3960
3961   if (nargs > nparms
3962       || (nargs < nparms
3963           && require_all_arguments
3964           && TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs)) == NULL_TREE))
3965     {
3966       if (complain & tf_error)
3967         {
3968           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
3969                  nargs, nparms);
3970
3971           if (in_decl)
3972             error ("provided for %q+D", in_decl);
3973         }
3974
3975       return error_mark_node;
3976     }
3977
3978   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
3979   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
3980   for (i = 0; i < nparms; i++)
3981     {
3982       tree arg;
3983       tree parm;
3984
3985       /* Get the Ith template parameter.  */
3986       parm = TREE_VEC_ELT (parms, i);
3987
3988       /* Calculate the Ith argument.  */
3989       if (i < nargs)
3990         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
3991       else if (require_all_arguments)
3992         /* There must be a default arg in this case.  */
3993         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
3994                                    complain, in_decl);
3995       else
3996         break;
3997
3998       gcc_assert (arg);
3999       if (arg == error_mark_node)
4000         {
4001           if (complain & tf_error)
4002             error ("template argument %d is invalid", i + 1);
4003         }
4004       else
4005         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
4006                                          arg, new_args, complain, i,
4007                                          in_decl);
4008
4009       if (arg == error_mark_node)
4010         lost++;
4011       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = arg;
4012     }
4013
4014   if (lost)
4015     return error_mark_node;
4016
4017   return new_inner_args;
4018 }
4019
4020 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
4021
4022 static int
4023 template_args_equal (tree ot, tree nt)
4024 {
4025   if (nt == ot)
4026     return 1;
4027
4028   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
4029     /* For member templates */
4030     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
4031   else if (TYPE_P (nt))
4032     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
4033   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
4034     return 0;
4035   else
4036     return cp_tree_equal (ot, nt);
4037 }
4038
4039 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
4040    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
4041
4042 int
4043 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
4044 {
4045   int i;
4046
4047   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
4048     return 0;
4049
4050   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
4051     {
4052       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
4053       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
4054
4055       if (! template_args_equal (ot, nt))
4056         return 0;
4057     }
4058   return 1;
4059 }
4060
4061 /* Given class template name and parameter list, produce a user-friendly name
4062    for the instantiation.  */
4063
4064 static char *
4065 mangle_class_name_for_template (const char* name, tree parms, tree arglist)
4066 {
4067   static struct obstack scratch_obstack;
4068   static char *scratch_firstobj;
4069   int i, nparms;
4070
4071   if (!scratch_firstobj)
4072     gcc_obstack_init (&scratch_obstack);
4073   else
4074     obstack_free (&scratch_obstack, scratch_firstobj);
4075   scratch_firstobj = obstack_alloc (&scratch_obstack, 1);
4076
4077 #define ccat(C) obstack_1grow (&scratch_obstack, (C));
4078 #define cat(S)  obstack_grow (&scratch_obstack, (S), strlen (S))
4079
4080   cat (name);
4081   ccat ('<');
4082   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4083   arglist = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
4084   gcc_assert (nparms == TREE_VEC_LENGTH (arglist));
4085   for (i = 0; i < nparms; i++)
4086     {
4087       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4088       tree arg = TREE_VEC_ELT (arglist, i);
4089
4090       if (i)
4091         ccat (',');
4092
4093       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
4094         {
4095           cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4096           continue;
4097         }
4098       else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4099         {
4100           if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
4101             {
4102               /* Already substituted with real template.  Just output
4103                  the template name here */
4104               tree context = DECL_CONTEXT (arg);
4105               if (context)
4106                 {
4107                   /* The template may be defined in a namespace, or
4108                      may be a member template.  */
4109                   gcc_assert (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL
4110                               || CLASS_TYPE_P (context));
4111                   cat (decl_as_string (DECL_CONTEXT (arg),
4112                                       TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4113                   cat ("::");
4114                 }
4115               cat (IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (arg)));
4116             }
4117           else
4118             /* Output the parameter declaration.  */
4119             cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4120           continue;
4121         }
4122       else
4123         gcc_assert (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL);
4124
4125       /* No need to check arglist against parmlist here; we did that
4126          in coerce_template_parms, called from lookup_template_class.  */
4127       cat (expr_as_string (arg, TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4128     }
4129   {
4130     char *bufp = obstack_next_free (&scratch_obstack);
4131     int offset = 0;
4132     while (bufp[offset - 1] == ' ')
4133       offset--;
4134     obstack_blank_fast (&scratch_obstack, offset);
4135
4136     /* B<C<char> >, not B<C<char>> */
4137     if (bufp[offset - 1] == '>')
4138       ccat (' ');
4139   }
4140   ccat ('>');
4141   ccat ('\0');
4142   return (char *) obstack_base (&scratch_obstack);
4143 }
4144
4145 static tree
4146 classtype_mangled_name (tree t)
4147 {
4148   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t)
4149       /* Specializations have already had their names set up in
4150          lookup_template_class.  */
4151       && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
4152     {
4153       tree tmpl = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
4154
4155       /* For non-primary templates, the template parameters are
4156          implicit from their surrounding context.  */
4157       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4158         {
4159           tree name = DECL_NAME (tmpl);
4160           char *mangled_name = mangle_class_name_for_template
4161             (IDENTIFIER_POINTER (name),
4162              DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
4163              CLASSTYPE_TI_ARGS (t));
4164           tree id = get_identifier (mangled_name);
4165           IDENTIFIER_TEMPLATE (id) = name;
4166           return id;
4167         }
4168     }
4169
4170   return TYPE_IDENTIFIER (t);
4171 }
4172
4173 static void
4174 add_pending_template (tree d)
4175 {
4176   tree ti = (TYPE_P (d)
4177              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
4178              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
4179   tree pt;
4180   int level;
4181
4182   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
4183     return;
4184
4185   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
4186      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
4187      Compensate.  */
4188   level = !(current_tinst_level && TINST_DECL (current_tinst_level) == d);
4189
4190   if (level)
4191     push_tinst_level (d);
4192
4193   pt = tree_cons (current_tinst_level, d, NULL_TREE);
4194   if (last_pending_template)
4195     TREE_CHAIN (last_pending_template) = pt;
4196   else
4197     pending_templates = pt;
4198
4199   last_pending_template = pt;
4200
4201   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
4202
4203   if (level)
4204     pop_tinst_level ();
4205 }
4206
4207
4208 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
4209    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
4210    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
4211
4212 tree
4213 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
4214 {
4215   tree type;
4216
4217   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
4218     return error_mark_node;
4219
4220   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
4221   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
4222                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
4223
4224   if (BASELINK_P (fns))
4225     {
4226       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
4227                                          unknown_type_node,
4228                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
4229                                          arglist);
4230       return fns;
4231     }
4232
4233   type = TREE_TYPE (fns);
4234   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
4235     type = unknown_type_node;
4236
4237   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
4238 }
4239
4240 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
4241    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
4242    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
4243    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
4244    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
4245    DECL is returned.  */
4246
4247 tree
4248 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
4249 {
4250   return (decl != NULL_TREE
4251           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4252           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
4253           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4254           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
4255     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
4256 }
4257
4258 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
4259    parameters, find the desired type.
4260
4261    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
4262
4263    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
4264    instantiate.
4265
4266    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
4267    the class we are looking up.
4268
4269    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
4270
4271    If the template class is really a local class in a template
4272    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
4273    being instantiated.
4274
4275    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
4276    template-id: the first time from the parser, while creating the
4277    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
4278    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
4279    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
4280    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
4281
4282 tree
4283 lookup_template_class (tree d1,
4284                        tree arglist,
4285                        tree in_decl,
4286                        tree context,
4287                        int entering_scope,
4288                        tsubst_flags_t complain)
4289 {
4290   tree template = NULL_TREE, parmlist;
4291   tree t;
4292
4293   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
4294
4295   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
4296     {
4297       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
4298       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
4299         template = value;
4300       else
4301         {
4302           if (context)
4303             push_decl_namespace (context);
4304           template = lookup_name (d1, /*prefer_type=*/0);
4305           template = maybe_get_template_decl_from_type_decl (template);
4306           if (context)
4307             pop_decl_namespace ();
4308         }
4309       if (template)
4310         context = DECL_CONTEXT (template);
4311     }
4312   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && IS_AGGR_TYPE (TREE_TYPE (d1)))
4313     {
4314       tree type = TREE_TYPE (d1);
4315
4316       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
4317          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
4318       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
4319         type = TREE_TYPE (type);
4320
4321       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4322         {
4323           template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4324           d1 = DECL_NAME (template);
4325         }
4326     }
4327   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
4328            || (TYPE_P (d1) && IS_AGGR_TYPE (d1)))
4329     {
4330       template = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
4331       d1 = DECL_NAME (template);
4332     }
4333   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
4334            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
4335     {
4336       template = d1;
4337       d1 = DECL_NAME (template);
4338       context = DECL_CONTEXT (template);
4339     }
4340
4341   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
4342   if (! template)
4343     {
4344       if (complain & tf_error)
4345         error ("%qT is not a template", d1);
4346       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4347     }
4348
4349   if (TREE_CODE (template) != TEMPLATE_DECL
4350          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
4351             the user.  */
4352       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (template)
4353           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)))
4354     {
4355       if (complain & tf_error)
4356         {
4357           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
4358           if (in_decl)
4359             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
4360         }
4361       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4362     }
4363
4364   complain &= ~tf_user;
4365
4366   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (template))
4367     {
4368       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
4369          template arguments */
4370
4371       tree parm;
4372       tree arglist2;
4373
4374       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (template);
4375
4376       /* Consider an example where a template template parameter declared as
4377
4378            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
4379
4380          The template parameter level of T and U are one level larger than
4381          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
4382          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
4383          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
4384          available when not appearing as default template argument, can be
4385          obtained from `current_template_args ()'.
4386
4387          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
4388          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
4389          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
4390          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
4391
4392       if (current_template_parms)
4393         arglist = add_to_template_args (current_template_args (), arglist);
4394
4395       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, template,
4396                                         complain, /*require_all_args=*/1);
4397       if (arglist2 == error_mark_node
4398           || (!uses_template_parms (arglist2)
4399               && check_instantiated_args (template, arglist2, complain)))
4400         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4401
4402       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (template), arglist2);
4403       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
4404     }
4405   else
4406     {
4407       tree template_type = TREE_TYPE (template);
4408       tree gen_tmpl;
4409       tree type_decl;
4410       tree found = NULL_TREE;
4411       int arg_depth;
4412       int parm_depth;
4413       int is_partial_instantiation;
4414
4415       gen_tmpl = most_general_template (template);
4416       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
4417       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
4418       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4419
4420       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
4421         {
4422           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
4423              For example, given:
4424
4425                template <class T> struct S1 {
4426                  template <class U> struct S2 {};
4427                  template <class U> struct S2<U*> {};
4428                 };
4429
4430              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
4431              TEMPLATE will be `template <class T> template
4432              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
4433              arguments.  */
4434           arglist
4435             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (template)),
4436                                            arglist);
4437           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4438         }
4439
4440       /* Now we should have enough arguments.  */
4441       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
4442
4443       /* From here on, we're only interested in the most general
4444          template.  */
4445       template = gen_tmpl;
4446
4447       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
4448          actually tsubst'd into the definition to create the
4449          instantiation.  */
4450       if (parm_depth > 1)
4451         {
4452           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
4453           int i;
4454           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4455
4456           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
4457
4458           for (i = saved_depth,
4459                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (template);
4460                i > 0 && t != NULL_TREE;
4461                --i, t = TREE_CHAIN (t))
4462             {
4463               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
4464                                               arglist, template,
4465                                               complain, /*require_all_args=*/1);
4466
4467               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
4468               if (a == error_mark_node)
4469                 {
4470                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4471                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4472                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4473                 }
4474
4475               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
4476
4477               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
4478                  that coerce_template_parms will see only the arguments
4479                  corresponding to the template parameters it is
4480                  examining.  */
4481               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4482             }
4483
4484           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4485           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4486
4487           arglist = bound_args;
4488         }
4489       else
4490         arglist
4491           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
4492                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4493                                    template,
4494                                    complain, /*require_all_args=*/1);
4495
4496       if (arglist == error_mark_node)
4497         /* We were unable to bind the arguments.  */
4498         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4499
4500       /* In the scope of a template class, explicit references to the
4501          template class refer to the type of the template, not any
4502          instantiation of it.  For example, in:
4503
4504            template <class T> class C { void f(C<T>); }
4505
4506          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
4507          class, however, such a reference is an instantiation.  */
4508       if (comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
4509                               arglist))
4510         {
4511           found = template_type;
4512
4513           if (!entering_scope && PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4514             {
4515               tree ctx;
4516
4517               for (ctx = current_class_type;
4518                    ctx && TREE_CODE (ctx) != NAMESPACE_DECL;
4519                    ctx = (TYPE_P (ctx)
4520                           ? TYPE_CONTEXT (ctx)
4521                           : DECL_CONTEXT (ctx)))
4522                 if (TYPE_P (ctx) && same_type_p (ctx, template_type))
4523                   goto found_ctx;
4524
4525               /* We're not in the scope of the class, so the
4526                  TEMPLATE_TYPE is not the type we want after all.  */
4527               found = NULL_TREE;
4528             found_ctx:;
4529             }
4530         }
4531       if (found)
4532         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4533
4534       /* If we already have this specialization, return it.  */
4535       found = retrieve_specialization (template, arglist,
4536                                        /*class_specializations_p=*/false);
4537       if (found)
4538         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4539
4540       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
4541          arguments still involve template parameters.  Note that we set
4542          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
4543          well.  */
4544       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
4545
4546       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
4547          failed.  */
4548       if (!is_partial_instantiation
4549           && check_instantiated_args (template,
4550                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4551                                       complain))
4552         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4553
4554       if (!is_partial_instantiation
4555           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)
4556           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (template)) == NAMESPACE_DECL)
4557         {
4558           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (template),
4559                                       DECL_NAME (template),
4560                                       /*tag_scope=*/ts_global);
4561           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4562         }
4563
4564       context = tsubst (DECL_CONTEXT (template), arglist,
4565                         complain, in_decl);
4566       if (!context)
4567         context = global_namespace;
4568
4569       /* Create the type.  */
4570       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
4571         {
4572           if (!is_partial_instantiation)
4573             {
4574               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
4575               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type));
4576             }
4577           else
4578             /* We don't want to call start_enum for this type, since
4579                the values for the enumeration constants may involve
4580                template parameters.  And, no one should be interested
4581                in the enumeration constants for such a type.  */
4582             t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
4583         }
4584       else
4585         {
4586           t = make_aggr_type (TREE_CODE (template_type));
4587           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
4588             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
4589           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
4590           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
4591
4592           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
4593           if (context == current_function_decl)
4594             pushtag (DECL_NAME (template), t, /*tag_scope=*/ts_current);
4595         }
4596
4597       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
4598          will already be set up.  */
4599       if (!TYPE_NAME (t))
4600         {
4601           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
4602
4603           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (template), t);
4604           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
4605           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
4606           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
4607             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4608         }
4609       else
4610         type_decl = TYPE_NAME (t);
4611
4612       TREE_PRIVATE (type_decl)
4613         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4614       TREE_PROTECTED (type_decl)
4615         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4616       DECL_IN_SYSTEM_HEADER (type_decl)
4617         = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (template);
4618       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
4619         {
4620           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
4621           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
4622         }
4623
4624       /* Set up the template information.  We have to figure out which
4625          template is the immediate parent if this is a full
4626          instantiation.  */
4627       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
4628           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4629         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
4630         found = template;
4631       else
4632         {
4633           /* This is a full instantiation of a member template.  Look
4634              for a partial instantiation of which this is an instance.  */
4635
4636           for (found = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template);
4637                found; found = TREE_CHAIN (found))
4638             {
4639               int success;
4640               tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (found));
4641
4642               /* We only want partial instantiations, here, not
4643                  specializations or full instantiations.  */
4644               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_VALUE (found))
4645                   || !uses_template_parms (TREE_VALUE (found)))
4646                 continue;
4647
4648               /* Temporarily reduce by one the number of levels in the
4649                  ARGLIST and in FOUND so as to avoid comparing the
4650                  last set of arguments.  */
4651               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4652               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found)) --;
4653
4654               /* See if the arguments match.  If they do, then TMPL is
4655                  the partial instantiation we want.  */
4656               success = comp_template_args (TREE_PURPOSE (found), arglist);
4657
4658               /* Restore the argument vectors to their full size.  */
4659               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4660               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found))++;
4661
4662               if (success)
4663                 {
4664                   found = tmpl;
4665                   break;
4666                 }
4667             }
4668
4669           if (!found)
4670             {
4671               /* There was no partial instantiation. This happens
4672                  where C<T> is a member template of A<T> and it's used
4673                  in something like
4674
4675                   template <typename T> struct B { A<T>::C<int> m; };
4676                   B<float>;
4677
4678                  Create the partial instantiation.
4679                */
4680               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4681               found = tsubst (template, arglist, complain, NULL_TREE);
4682               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4683             }
4684         }
4685
4686       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));
4687       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template)
4688         = tree_cons (arglist, t,
4689                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template));
4690
4691       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE
4692           && !is_partial_instantiation)
4693         /* Now that the type has been registered on the instantiations
4694            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
4695            constants may involve the enumeration type itself, we make
4696            sure to register the type first, and then create the
4697            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
4698            constants won't result in recursive calls here; we'll find
4699            the instantiation and exit above.  */
4700         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
4701
4702       /* Reset the name of the type, now that CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO
4703          is set up.  */
4704       if (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE)
4705         DECL_NAME (type_decl) = classtype_mangled_name (t);
4706       if (is_partial_instantiation)
4707         /* If the type makes use of template parameters, the
4708            code that generates debugging information will crash.  */
4709         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
4710
4711       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
4712     }
4713   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
4714 }
4715 \f
4716 struct pair_fn_data
4717 {
4718   tree_fn_t fn;
4719   void *data;
4720   struct pointer_set_t *visited;
4721 };
4722
4723 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
4724
4725 static tree
4726 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
4727 {
4728   tree t = *tp;
4729   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
4730   tree_fn_t fn = pfd->fn;
4731   void *data = pfd->data;
4732
4733   if (TYPE_P (t)
4734       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited))
4735     return error_mark_node;
4736
4737   switch (TREE_CODE (t))
4738     {
4739     case RECORD_TYPE:
4740       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
4741         break;
4742       /* Fall through.  */
4743
4744     case UNION_TYPE:
4745     case ENUMERAL_TYPE:
4746       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
4747         *walk_subtrees = 0;
4748       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
4749                                        fn, data, pfd->visited))
4750         return error_mark_node;
4751       break;
4752
4753     case METHOD_TYPE:
4754       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
4755          explicitly here.  */
4756       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
4757                                   pfd->visited))
4758         return error_mark_node;
4759       /* Fall through.  */
4760
4761     case FUNCTION_TYPE:
4762       /* Check the return type.  */
4763       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4764         return error_mark_node;
4765
4766       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
4767          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
4768          contain expressions that involve template parameters.  But,
4769          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
4770          instantiated, they don't contain template parameters, so
4771          there's no point in looking at them then, either.  */
4772       {
4773         tree parm;
4774
4775         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
4776           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
4777                                       pfd->visited))
4778             return error_mark_node;
4779
4780         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
4781            want walk_tree walking into them itself.  */
4782         *walk_subtrees = 0;
4783       }
4784       break;
4785
4786     case TYPEOF_TYPE:
4787       if (for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
4788                                   pfd->visited))
4789         return error_mark_node;
4790       break;
4791
4792     case FUNCTION_DECL:
4793     case VAR_DECL:
4794       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
4795           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
4796                                      pfd->visited))
4797         return error_mark_node;
4798       /* Fall through.  */
4799
4800     case PARM_DECL:
4801     case CONST_DECL:
4802       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
4803           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
4804                                      pfd->visited))
4805         return error_mark_node;
4806       if (DECL_CONTEXT (t)
4807           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
4808                                      pfd->visited))
4809         return error_mark_node;
4810       break;
4811
4812     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4813       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
4814       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited))
4815         return error_mark_node;
4816       /* Fall through.  */
4817
4818     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
4819     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
4820     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
4821       if (fn && (*fn)(t, data))
4822         return error_mark_node;
4823       else if (!fn)
4824         return error_mark_node;
4825       break;
4826
4827     case TEMPLATE_DECL:
4828       /* A template template parameter is encountered.  */
4829       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
4830           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4831         return error_mark_node;
4832
4833       /* Already substituted template template parameter */
4834       *walk_subtrees = 0;
4835       break;
4836
4837     case TYPENAME_TYPE:
4838       if (!fn
4839           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
4840                                      data, pfd->visited))
4841         return error_mark_node;
4842       break;
4843
4844     case CONSTRUCTOR:
4845       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
4846           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
4847                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
4848                                      pfd->visited))
4849         return error_mark_node;
4850       break;
4851
4852     case INDIRECT_REF:
4853     case COMPONENT_REF:
4854       /* If there's no type, then this thing must be some expression
4855          involving template parameters.  */
4856       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
4857         return error_mark_node;
4858       break;
4859
4860     case MODOP_EXPR:
4861     case CAST_EXPR:
4862     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
4863     case CONST_CAST_EXPR:
4864     case STATIC_CAST_EXPR:
4865     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
4866     case ARROW_EXPR:
4867     case DOTSTAR_EXPR:
4868     case TYPEID_EXPR:
4869     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
4870       if (!fn)
4871         return error_mark_node;
4872       break;
4873
4874     case BASELINK:
4875       /* If we do not handle this case specially, we end up walking
4876          the BINFO hierarchy, which is circular, and therefore
4877          confuses walk_tree.  */
4878       *walk_subtrees = 0;
4879       if (for_each_template_parm (BASELINK_FUNCTIONS (*tp), fn, data,
4880                                   pfd->visited))
4881         return error_mark_node;
4882       break;
4883
4884     default:
4885       break;
4886     }
4887
4888   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
4889   return NULL_TREE;
4890 }
4891
4892 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
4893    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
4894    call FN with the parameter and the DATA.
4895    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
4896    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
4897    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
4898    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
4899    considered to be the function which always returns 1.  */
4900
4901 static int
4902 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
4903                         struct pointer_set_t *visited)
4904 {
4905   struct pair_fn_data pfd;
4906   int result;
4907
4908   /* Set up.  */
4909   pfd.fn = fn;
4910   pfd.data = data;
4911
4912   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
4913      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
4914      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
4915      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
4916      visited list.)  */
4917   if (visited)
4918     pfd.visited = visited;
4919   else
4920     pfd.visited = pointer_set_create ();
4921   result = walk_tree (&t,
4922                       for_each_template_parm_r,
4923                       &pfd,
4924                       pfd.visited) != NULL_TREE;
4925
4926   /* Clean up.  */
4927   if (!visited)
4928     {
4929       pointer_set_destroy (pfd.visited);
4930       pfd.visited = 0;
4931     }
4932
4933   return result;
4934 }
4935
4936 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
4937
4938 int
4939 uses_template_parms (tree t)
4940 {
4941   bool dependent_p;
4942   int saved_processing_template_decl;
4943
4944   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
4945   if (!saved_processing_template_decl)
4946     processing_template_decl = 1;
4947   if (TYPE_P (t))
4948     dependent_p = dependent_type_p (t);
4949   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
4950     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
4951   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
4952     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
4953                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
4954   else if (DECL_P (t)
4955            || EXPR_P (t)
4956            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
4957            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
4958            || TREE_CODE (t) == BASELINK
4959            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
4960            || CONSTANT_CLASS_P (t))
4961     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
4962                    || value_dependent_expression_p (t));
4963   else
4964     {
4965       gcc_assert (t == error_mark_node);
4966       dependent_p = false;
4967     }
4968
4969   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
4970
4971   return dependent_p;
4972 }
4973
4974 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
4975
4976 int
4977 uses_template_parms_level (tree t, int level)
4978 {
4979   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL);
4980 }
4981
4982 static int tinst_depth;
4983 extern int max_tinst_depth;
4984 #ifdef GATHER_STATISTICS
4985 int depth_reached;
4986 #endif
4987 static int tinst_level_tick;
4988 static int last_template_error_tick;
4989
4990 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
4991    for diagnostics and to restore it later.  */
4992
4993 int
4994 push_tinst_level (tree d)
4995 {
4996   tree new;
4997
4998   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
4999     {
5000       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
5001          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
5002          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
5003       if (uses_template_parms (d))
5004         return 0;
5005
5006       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
5007       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
5008              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
5009              max_tinst_depth, d);
5010
5011       print_instantiation_context ();
5012
5013       return 0;
5014     }
5015
5016   new = make_node (TINST_LEVEL);
5017   TINST_DECL (new) = d;
5018   TINST_LOCATION (new) = input_location;
5019   TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (new) = in_system_header;
5020   TREE_CHAIN (new) = current_tinst_level;
5021   current_tinst_level = new;
5022
5023   ++tinst_depth;
5024 #ifdef GATHER_STATISTICS
5025   if (tinst_depth > depth_reached)
5026     depth_reached = tinst_depth;
5027 #endif
5028
5029   ++tinst_level_tick;
5030   return 1;
5031 }
5032
5033 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
5034    context.  */
5035
5036 void
5037 pop_tinst_level (void)
5038 {
5039   tree old = current_tinst_level;
5040
5041   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
5042      this instantiation.  */
5043   input_location = TINST_LOCATION (old);
5044   in_system_header = TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (old);
5045   current_tinst_level = TREE_CHAIN (old);
5046   --tinst_depth;
5047   ++tinst_level_tick;
5048 }
5049
5050 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
5051    instantiation context in which the instantiation was requested, which
5052    is one step out from LEVEL.  */
5053
5054 static void
5055 reopen_tinst_level (tree level)
5056 {
5057   tree t;
5058
5059   tinst_depth = 0;
5060   for (t = level; t; t = TREE_CHAIN (t))
5061     ++tinst_depth;
5062
5063   current_tinst_level = level;
5064   pop_tinst_level ();
5065 }
5066
5067 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
5068    vector of template arguments, as for tsubst.
5069
5070    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
5071
5072 static tree
5073 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
5074 {
5075   tree new_friend;
5076
5077   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
5078       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
5079       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
5080     /* This was a friend declared with an explicit template
5081        argument list, e.g.:
5082
5083        friend void f<>(T);
5084
5085        to indicate that f was a template instantiation, not a new
5086        function declaration.  Now, we have to figure out what
5087        instantiation of what template.  */
5088     {
5089       tree template_id, arglist, fns;
5090       tree new_args;
5091       tree tmpl;
5092       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
5093
5094       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
5095          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
5096          current cless with same name.  */
5097       push_nested_namespace (ns);
5098       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
5099                          tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5100       pop_nested_namespace (ns);
5101       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
5102                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5103       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
5104
5105       new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5106       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
5107                                        &new_args,
5108                                        /*need_member_template=*/0,
5109                                        TREE_VEC_LENGTH (args));
5110       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
5111     }
5112
5113   new_friend = tsubst (decl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5114
5115   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
5116      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
5117      the language.  For example, we might have had:
5118
5119      template <class T> struct S {
5120        template <class U> friend void f(T, U);
5121      };
5122
5123      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
5124      instantiation of anything.  */
5125   if (new_friend == error_mark_node)
5126     return error_mark_node;
5127
5128   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
5129   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
5130     {
5131       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
5132       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
5133         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
5134     }
5135
5136   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
5137      is not a template instantiation and should not be mangled like
5138      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
5139      later if we need it.  */
5140   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
5141     {
5142       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
5143       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
5144     }
5145
5146   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
5147     {
5148       tree old_decl;
5149       tree new_friend_template_info;
5150       tree new_friend_result_template_info;
5151       tree ns;
5152       int  new_friend_is_defn;
5153
5154       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
5155          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
5156          possible.  */
5157       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
5158       new_friend_is_defn =
5159             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
5160                            (template_for_substitution (new_friend)))
5161              != NULL_TREE);
5162       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
5163         {
5164           /* This declaration is a `primary' template.  */
5165           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
5166
5167           new_friend_result_template_info
5168             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
5169         }
5170       else
5171         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
5172
5173       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
5174          current namespace. However, the friend function should go
5175          into the namespace of the template.  */
5176       ns = decl_namespace_context (new_friend);
5177       push_nested_namespace (ns);
5178       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend);
5179       pop_nested_namespace (ns);
5180
5181       if (old_decl != new_friend)
5182         {
5183           /* This new friend declaration matched an existing
5184              declaration.  For example, given:
5185
5186                template <class T> void f(T);
5187                template <class U> class C {
5188                  template <class T> friend void f(T) {}
5189                };
5190
5191              the friend declaration actually provides the definition
5192              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
5193              old_decl will be the out-of-class template declaration,
5194              while new_friend is the in-class definition.
5195
5196              But, if `f' was called before this point, the
5197              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
5198              to `T' but not to `U', references to which might appear
5199              in the definition of `f'.  Previously, the most general
5200              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
5201              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
5202              run through all specialization of `f', adding to their
5203              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
5204              new set of outer arguments, corresponding to the
5205              arguments for this class instantiation.
5206
5207              The same situation can arise with something like this:
5208
5209                friend void f(int);
5210                template <class T> class C {
5211                  friend void f(T) {}
5212                };
5213
5214              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
5215              in the class.  */
5216
5217           if (!new_friend_is_defn)
5218             /* On the other hand, if the in-class declaration does
5219                *not* provide a definition, then we don't want to alter
5220                existing definitions.  We can just leave everything
5221                alone.  */
5222             ;
5223           else
5224             {
5225               /* Overwrite whatever template info was there before, if
5226                  any, with the new template information pertaining to
5227                  the declaration.  */
5228               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
5229
5230               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
5231                 reregister_specialization (new_friend,
5232                                            most_general_template (old_decl),
5233                                            old_decl);
5234               else
5235                 {
5236                   tree t;
5237                   tree new_friend_args;
5238
5239                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
5240                     = new_friend_result_template_info;
5241
5242                   new_friend_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
5243                   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl);
5244                        t != NULL_TREE;
5245                        t = TREE_CHAIN (t))
5246                     {
5247                       tree spec = TREE_VALUE (t);
5248
5249                       DECL_TI_ARGS (spec)
5250                         = add_outermost_template_args (new_friend_args,
5251                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
5252                     }
5253
5254                   /* Now, since specializations are always supposed to
5255                      hang off of the most general template, we must move
5256                      them.  */
5257                   t = most_general_template (old_decl);
5258                   if (t != old_decl)
5259                     {
5260                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t)
5261                         = chainon (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t),
5262                                    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl));
5263                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
5264                     }
5265                 }
5266             }
5267
5268           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
5269              by duplicate_decls.  */
5270           new_friend = old_decl;
5271         }
5272     }
5273   else
5274     {
5275       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
5276       bool dependent_p;
5277
5278       /* In the code
5279            template <class T> class C {
5280              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
5281              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
5282            };
5283          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
5284          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
5285          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
5286          this isn't true for case 2.  */
5287       ++processing_template_decl;
5288       dependent_p = dependent_type_p (context);
5289       --processing_template_decl;
5290
5291       if (!dependent_p
5292           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
5293         return error_mark_node;
5294
5295       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
5296         {
5297           /* Check to see that the declaration is really present, and,
5298              possibly obtain an improved declaration.  */
5299           tree fn = check_classfn (context,
5300                                    new_friend, NULL_TREE);
5301
5302           if (fn)
5303             new_friend = fn;
5304         }
5305     }
5306
5307   return new_friend;
5308 }
5309
5310 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
5311    template arguments, as for tsubst.
5312
5313    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
5314    failure.  */
5315
5316 static tree
5317 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
5318 {
5319   tree friend_type;
5320   tree tmpl;
5321   tree context;
5322
5323   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
5324
5325   if (context)
5326     {
5327       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5328         push_nested_namespace (context);
5329       else
5330         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
5331     }
5332
5333   /* First, we look for a class template.  */
5334   tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/0);
5335
5336   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
5337      situation like this:
5338
5339        template <class T>
5340        struct S {
5341          template <class U>
5342          friend struct S;
5343        };
5344
5345      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
5346      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
5347   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5348     {
5349       tmpl = lookup_name (DECL_NAME (friend_tmpl), /*prefer_type=*/1);
5350       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
5351     }
5352
5353   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5354     {
5355       /* The friend template has already been declared.  Just
5356          check to see that the declarations match, and install any new
5357          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
5358          of course.  We only need the innermost template parameters
5359          because that is all that redeclare_class_template will look
5360          at.  */
5361       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
5362           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
5363         {
5364           tree parms;
5365           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
5366                                          args, tf_error | tf_warning);
5367           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
5368         }
5369
5370       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
5371     }
5372   else
5373     {
5374       /* The friend template has not already been declared.  In this
5375          case, the instantiation of the template class will cause the
5376          injection of this template into the global scope.  */
5377       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5378
5379       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
5380          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
5381          the new type because that is supposed to be the corresponding
5382          template decl, i.e., TMPL.  */
5383       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
5384       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
5385       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
5386       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
5387         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
5388
5389       /* Inject this template into the global scope.  */
5390       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level (tmpl));
5391     }
5392
5393   if (context)
5394     {
5395       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5396         pop_nested_namespace (context);
5397       else
5398         pop_nested_class ();
5399     }
5400
5401   return friend_type;
5402 }
5403
5404 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
5405    Otherwise returns one.  */
5406
5407 static int
5408 can_complete_type_without_circularity (tree type)
5409 {
5410   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
5411     return 0;
5412   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
5413     return 1;
5414   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
5415     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
5416   else if (CLASS_TYPE_P (type)
5417            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
5418     return 0;
5419   else
5420     return 1;
5421 }
5422
5423 tree
5424 instantiate_class_template (tree type)
5425 {
5426   tree template, args, pattern, t, member;
5427   tree typedecl;
5428   tree pbinfo;
5429   tree base_list;
5430
5431   if (type == error_mark_node)
5432     return error_mark_node;
5433
5434   if (TYPE_BEING_DEFINED (type)
5435       || COMPLETE_TYPE_P (type)
5436       || dependent_type_p (type))
5437     return type;
5438
5439   /* Figure out which template is being instantiated.  */
5440   template = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
5441   gcc_assert (TREE_CODE (template) == TEMPLATE_DECL);
5442
5443   /* Figure out which arguments are being used to do the
5444      instantiation.  */
5445   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
5446
5447   /* Determine what specialization of the original template to
5448      instantiate.  */
5449   t = most_specialized_class (template, args);
5450   if (t == error_mark_node)
5451     {
5452       const char *str = "candidates are:";
5453       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
5454       for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (template); t;
5455            t = TREE_CHAIN (t))
5456         {
5457           if (get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args))
5458             {
5459               error ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
5460               str = "               ";
5461             }
5462         }
5463       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5464       return error_mark_node;
5465     }
5466
5467   if (t)
5468     pattern = TREE_TYPE (t);
5469   else
5470     pattern = TREE_TYPE (template);
5471
5472   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
5473      there's nothing we can do.  */
5474   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
5475     return type;
5476
5477   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
5478   if (! push_tinst_level (type))
5479     return type;
5480
5481   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
5482      the process of being defined.  */
5483   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5484
5485   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
5486      it now.  */
5487   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
5488
5489   push_to_top_level ();
5490
5491   if (t)
5492     {
5493       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
5494          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
5495          the arguments appropriate for substitution.  For example,
5496          given:
5497
5498            template <class T> struct S {};
5499            template <class T> struct S<T*> {};
5500
5501          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
5502          present be {int*} but we need {int}.  */
5503       tree inner_args
5504         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t),
5505                               args);
5506
5507       /* If there were multiple levels in ARGS, replacing the
5508          innermost level would alter CLASSTYPE_TI_ARGS, which we don't
5509          want, so we make a copy first.  */
5510       if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
5511         {
5512           args = copy_node (args);
5513           SET_TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args), inner_args);
5514         }
5515       else
5516         args = inner_args;
5517     }
5518
5519   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
5520
5521   /* Set the input location to the template definition. This is needed
5522      if tsubsting causes an error.  */
5523   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (type);
5524   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5525   in_system_header = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (typedecl);
5526
5527   TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (pattern);
5528   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
5529   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
5530   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
5531   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
5532   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
5533   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
5534   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
5535   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
5536   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
5537   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
5538   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
5539   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
5540   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
5541   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
5542     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
5543   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
5544     {
5545       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
5546       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
5547     }
5548
5549   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
5550
5551   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
5552      class; we need to look up the nested class by name before we can
5553      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
5554      class.  */
5555   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
5556               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
5557               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
5558
5559   base_list = NULL_TREE;
5560   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
5561     {
5562       tree pbase_binfo;
5563       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
5564       tree pushed_scope;
5565       int i;
5566
5567       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
5568          the accessibility of types named in dependent bases are
5569          looked up from.  */
5570       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
5571
5572       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
5573          basetypes.  */
5574       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
5575         {
5576           tree base;
5577           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
5578
5579           /* Substitute to figure out the base class.  */
5580           base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, NULL_TREE);
5581           if (base == error_mark_node)
5582             continue;
5583
5584           base_list = tree_cons (access, base, base_list);
5585           if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
5586             TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
5587         }
5588
5589       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
5590       base_list = nreverse (base_list);
5591
5592       if (pushed_scope)
5593         pop_scope (pushed_scope);
5594     }
5595   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
5596      information.  */
5597   xref_basetypes (type, base_list);
5598
5599
5600   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
5601      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
5602      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
5603      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
5604      class.  */
5605   pushclass (type);
5606
5607   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
5608   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
5609        member; member = TREE_CHAIN (member))
5610     {
5611       tree t = TREE_VALUE (member);
5612
5613       if (TREE_PURPOSE (member))
5614         {
5615           if (TYPE_P (t))
5616             {
5617               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
5618
5619               tree tag = t;
5620               tree name = TYPE_IDENTIFIER (tag);
5621               tree newtag;
5622               bool class_template_p;
5623
5624               class_template_p = (TREE_CODE (tag) != ENUMERAL_TYPE
5625                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (tag)
5626                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (tag));
5627               /* If the member is a class template, then -- even after
5628                  substitution -- there may be dependent types in the
5629                  template argument list for the class.  We increment
5630                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
5631                  that function will assume that no types are dependent
5632                  when outside of a template.  */
5633               if (class_template_p)
5634                 ++processing_template_decl;
5635               newtag = tsubst (tag, args, tf_error, NULL_TREE);
5636               if (class_template_p)
5637                 --processing_template_decl;
5638               if (newtag == error_mark_node)
5639                 continue;
5640
5641               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
5642                 {
5643                   if (class_template_p)
5644                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
5645                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
5646                        instantiation (i.e., for the type of a member
5647                        template class nested within a template class.)
5648                        This behavior is required for
5649                        maybe_process_partial_specialization to work
5650                        correctly, but is not accurate in this case;
5651                        the TAG is not an instantiation of anything.
5652                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
5653                        instantiation, but the TYPE is not.) */
5654                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
5655
5656                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
5657                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
5658                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
5659                      this for enums because it will already have been done in
5660                      tsubst_enum.  */
5661                   if (name)
5662                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
5663                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
5664                 }
5665             }
5666           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5667                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
5668             {
5669               /* Build new TYPE_METHODS.  */
5670               tree r;
5671
5672               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5673                 ++processing_template_decl;
5674               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5675               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5676                 --processing_template_decl;
5677               set_current_access_from_decl (r);
5678               grok_special_member_properties (r);
5679               finish_member_declaration (r);
5680             }
5681           else
5682             {
5683               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
5684
5685               if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
5686                 {
5687                   tree r;
5688
5689                   /* The the file and line for this declaration, to
5690                      assist in error message reporting.  Since we
5691                      called push_tinst_level above, we don't need to
5692                      restore these.  */
5693                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5694
5695                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5696                     ++processing_template_decl;
5697                   r = tsubst (t, args, tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5698                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5699                     --processing_template_decl;
5700                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
5701                     {
5702                       /* In [temp.inst]:
5703
5704                            [t]he initialization (and any associated
5705                            side-effects) of a static data member does
5706                            not occur unless the static data member is
5707                            itself used in a way that requires the
5708                            definition of the static data member to
5709                            exist.  
5710
5711                          Therefore, we do not substitute into the
5712                          initialized for the static data member here.  */
5713                       finish_static_data_member_decl 
5714                         (r, 
5715                          /*init=*/NULL_TREE, 
5716                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE, 
5717                          /*flags=*/0);
5718                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5719                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
5720                     }
5721                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
5722                     {
5723                       /* Determine whether R has a valid type and can be
5724                          completed later.  If R is invalid, then it is
5725                          replaced by error_mark_node so that it will not be
5726                          added to TYPE_FIELDS.  */
5727                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
5728                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
5729                         complete_type (rtype);
5730
5731                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
5732                         {
5733                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
5734                           r = error_mark_node;
5735                         }
5736                     }
5737
5738                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
5739                      such a thing will already have been added to the field
5740                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
5741                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
5742                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
5743                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
5744                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
5745                     {
5746                       set_current_access_from_decl (r);
5747                       finish_member_declaration (r);
5748                     }
5749                 }
5750             }
5751         }
5752       else
5753         {
5754           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
5755             {
5756               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
5757
5758               tree friend_type = t;
5759               bool adjust_processing_template_decl = false;
5760
5761               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5762                 {
5763                   /* template <class T> friend class C;  */
5764                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
5765                   adjust_processing_template_decl = true;
5766                 }
5767               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5768                 {
5769                   /* template <class T> friend class C::D;  */
5770                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5771                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5772                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5773                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
5774                   adjust_processing_template_decl = true;
5775                 }
5776               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
5777                 {
5778                   /* This could be either
5779
5780                        friend class T::C;
5781
5782                      when dependent_type_p is false or
5783
5784                        template <class U> friend class T::C;
5785
5786                      otherwise.  */
5787                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
5788                                         tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5789                   /* Bump processing_template_decl for correct
5790                      dependent_type_p calculation.  */
5791                   ++processing_template_decl;
5792                   if (dependent_type_p (friend_type))
5793                     adjust_processing_template_decl = true;
5794                   --processing_template_decl;
5795                 }
5796               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
5797                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
5798                 {
5799                   /* friend class C;
5800
5801                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
5802                      from namespace scope directly, bypassing any name that
5803                      come from dependent base class.  */
5804                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
5805
5806                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
5807                      classes.  */
5808                   push_nested_namespace (ns);
5809                   friend_type =
5810                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
5811                                         /*tag_scope=*/ts_current);
5812                   pop_nested_namespace (ns);
5813                 }
5814               else if (uses_template_parms (friend_type))
5815                 /* friend class C<T>;  */
5816                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
5817                                       tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
5818               /* Otherwise it's
5819
5820                    friend class C;
5821
5822                  where C is already declared or
5823
5824                    friend class C<int>;
5825
5826                  We don't have to do anything in these cases.  */
5827
5828               if (adjust_processing_template_decl)
5829                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
5830                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
5831                    important that we use make_friend_class since it will
5832                    perform some error-checking and output cross-reference
5833                    information.  */
5834                 ++processing_template_decl;
5835
5836               if (friend_type != error_mark_node)
5837                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
5838
5839               if (adjust_processing_template_decl)
5840                 --processing_template_decl;
5841             }
5842           else
5843             {
5844               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
5845               tree r;
5846
5847               /* The the file and line for this declaration, to
5848                  assist in error message reporting.  Since we
5849                  called push_tinst_level above, we don't need to
5850                  restore these.  */
5851               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5852
5853               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5854                 {
5855                   ++processing_template_decl;
5856                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
5857                 }
5858
5859               r = tsubst_friend_function (t, args);
5860               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
5861               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5862                 {
5863                   pop_deferring_access_checks ();
5864                   --processing_template_decl;
5865                 }
5866             }
5867         }
5868     }
5869
5870   /* Set the file and line number information to whatever is given for
5871      the class itself.  This puts error messages involving generated
5872      implicit functions at a predictable point, and the same point
5873      that would be used for non-template classes.  */
5874   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5875
5876   unreverse_member_declarations (type);
5877   finish_struct_1 (type);
5878   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
5879
5880   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
5881      any member functions.  We don't do this earlier because the
5882      default arguments may reference members of the class.  */
5883   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
5884     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
5885       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5886           /* Implicitly generated member functions will not have template
5887              information; they are not instantiations, but instead are
5888              created "fresh" for each instantiation.  */
5889           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
5890         tsubst_default_arguments (t);
5891
5892   popclass ();
5893   pop_from_top_level ();
5894   pop_deferring_access_checks ();
5895   pop_tinst_level ();
5896
5897   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
5898      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
5899      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
5900      the keyed_classes list.  */
5901   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
5902     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
5903
5904   return type;
5905 }
5906
5907 static tree
5908 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5909 {
5910   tree r;
5911
5912   if (!t)
5913     r = t;
5914   else if (TYPE_P (t))
5915     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
5916   else
5917     {
5918       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl);
5919
5920       if (!uses_template_parms (r))
5921         {
5922           /* Sometimes, one of the args was an expression involving a
5923              template constant parameter, like N - 1.  Now that we've
5924              tsubst'd, we might have something like 2 - 1.  This will
5925              confuse lookup_template_class, so we do constant folding
5926              here.  We have to unset processing_template_decl, to fool
5927              tsubst_copy_and_build() into building an actual tree.  */
5928
5929          /* If the TREE_TYPE of ARG is not NULL_TREE, ARG is already
5930             as simple as it's going to get, and trying to reprocess
5931             the trees will break.  Once tsubst_expr et al DTRT for
5932             non-dependent exprs, this code can go away, as the type
5933             will always be set.  */
5934           if (!TREE_TYPE (r))
5935             {
5936               int saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
5937               processing_template_decl = 0;
5938               r = tsubst_copy_and_build (r, /*args=*/NULL_TREE,
5939                                          tf_error, /*in_decl=*/NULL_TREE,
5940                                          /*function_p=*/false);
5941               processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
5942             }
5943           r = fold (r);
5944         }
5945     }
5946   return r;
5947 }
5948
5949 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
5950
5951 static tree
5952 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
5953 {
5954   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
5955   int need_new = 0, i;
5956   tree *elts = alloca (len * sizeof (tree));
5957
5958   for (i = 0; i < len; i++)
5959     {
5960       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
5961       tree new_arg;
5962
5963       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
5964         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
5965       else
5966         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
5967
5968       if (new_arg == error_mark_node)
5969         return error_mark_node;
5970
5971       elts[i] = new_arg;
5972       if (new_arg != orig_arg)
5973         need_new = 1;
5974     }
5975
5976   if (!need_new)
5977     return t;
5978
5979   t = make_tree_vec (len);
5980   for (i = 0; i < len; i++)
5981     TREE_VEC_ELT (t, i) = elts[i];
5982
5983   return t;
5984 }
5985
5986 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
5987    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
5988    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
5989    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
5990    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
5991    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
5992
5993 static tree
5994 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
5995 {
5996   tree r = NULL_TREE;
5997   tree* new_parms;
5998
5999   for (new_parms = &r;
6000        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6001        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
6002          parms = TREE_CHAIN (parms))
6003     {
6004       tree new_vec =
6005         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
6006       int i;
6007
6008       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
6009         {
6010           tree tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
6011           tree default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
6012           tree parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
6013
6014           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
6015           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
6016               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
6017             parm_decl = error_mark_node;
6018           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
6019                                                complain, NULL_TREE);
6020
6021           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
6022           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
6023         }
6024
6025       *new_parms =
6026         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
6027                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
6028                    new_vec, NULL_TREE);
6029     }
6030
6031   return r;
6032 }
6033
6034 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
6035    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
6036    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
6037    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
6038    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
6039
6040 static tree
6041 tsubst_aggr_type (tree t,
6042                   tree args,
6043                   tsubst_flags_t complain,
6044                   tree in_decl,
6045                   int entering_scope)
6046 {
6047   if (t == NULL_TREE)
6048     return NULL_TREE;
6049
6050   switch (TREE_CODE (t))
6051     {
6052     case RECORD_TYPE:
6053       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6054         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6055
6056       /* Else fall through.  */
6057     case ENUMERAL_TYPE:
6058     case UNION_TYPE:
6059       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6060         {
6061           tree argvec;
6062           tree context;
6063           tree r;
6064
6065           /* First, determine the context for the type we are looking
6066              up.  */
6067           context = TYPE_CONTEXT (t);
6068           if (context)
6069             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
6070                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6071
6072           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
6073              type we are trying to find.  For example, given:
6074
6075                template <class T> struct S;
6076                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
6077
6078              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
6079              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
6080              S we only want {double}.  */
6081           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
6082                                          complain, in_decl);
6083           if (argvec == error_mark_node)
6084             return error_mark_node;
6085
6086           r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
6087                                      entering_scope, complain);
6088
6089           return cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
6090         }
6091       else
6092         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
6093         return t;
6094
6095     default:
6096       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
6097     }
6098 }
6099
6100 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
6101    FN), which has the indicated TYPE.  */
6102
6103 tree
6104 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
6105 {
6106   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
6107   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
6108
6109   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
6110      default argument here, not in tsubst.  In the case of
6111      something like:
6112
6113        template <class T>
6114        struct S {
6115          static T t();
6116          void f(T = t());
6117        };
6118
6119      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
6120      rather than in the current class.  */
6121   push_access_scope (fn);
6122   /* The default argument expression should not be considered to be
6123      within the scope of FN.  Since push_access_scope sets
6124      current_function_decl, we must explicitly clear it here.  */
6125   current_function_decl = NULL_TREE;
6126   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
6127   if (cfun)
6128     {
6129       saved_class_ptr = current_class_ptr;
6130       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
6131       saved_class_ref = current_class_ref;
6132       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
6133     }
6134
6135   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
6136   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
6137                      tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
6138   pop_deferring_access_checks();
6139
6140   /* Restore the "this" pointer.  */
6141   if (cfun)
6142     {
6143       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
6144       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
6145     }
6146
6147   pop_access_scope (fn);
6148
6149   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
6150   arg = check_default_argument (type, arg);
6151
6152   return arg;
6153 }
6154
6155 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
6156
6157 static void
6158 tsubst_default_arguments (tree fn)
6159 {
6160   tree arg;
6161   tree tmpl_args;
6162
6163   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
6164
6165   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
6166      its default arguments.  */
6167   if (uses_template_parms (tmpl_args))
6168     return;
6169
6170   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
6171        arg;
6172        arg = TREE_CHAIN (arg))
6173     if (TREE_PURPOSE (arg))
6174       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
6175                                                     TREE_VALUE (arg),
6176                                                     TREE_PURPOSE (arg));
6177 }
6178
6179 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
6180    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
6181    control of COMPLAIN.  */
6182
6183 static tree
6184 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
6185 {
6186   location_t saved_loc;
6187   tree r = NULL_TREE;
6188   tree in_decl = t;
6189
6190   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
6191   saved_loc = input_location;
6192   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6193
6194   switch (TREE_CODE (t))
6195     {
6196     case TEMPLATE_DECL:
6197       {
6198         /* We can get here when processing a member function template,
6199            member class template, and template template parameter of
6200            a template class.  */
6201         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
6202         tree spec;
6203         tree tmpl_args;
6204         tree full_args;
6205
6206         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
6207           {
6208             /* Template template parameter is treated here.  */
6209             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6210             if (new_type == error_mark_node)
6211               return error_mark_node;
6212
6213             r = copy_decl (t);
6214             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6215             TREE_TYPE (r) = new_type;
6216             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
6217               = build_decl (TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
6218             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6219               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6220                                        complain);
6221             TYPE_NAME (new_type) = r;
6222             break;
6223           }
6224
6225         /* We might already have an instance of this template.
6226            The ARGS are for the surrounding class type, so the
6227            full args contain the tsubst'd args for the context,
6228            plus the innermost args from the template decl.  */
6229         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
6230           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
6231           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
6232         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
6233                                           complain, in_decl);
6234         if (full_args == error_mark_node)
6235           return error_mark_node;
6236
6237         /* tsubst_template_args doesn't copy the vector if
6238            nothing changed.  But, *something* should have
6239            changed.  */
6240         gcc_assert (full_args != tmpl_args);
6241
6242         spec = retrieve_specialization (t, full_args,
6243                                         /*class_specializations_p=*/true);
6244         if (spec != NULL_TREE)
6245           {
6246             r = spec;
6247             break;
6248           }
6249
6250         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
6251            original, but will record the current template arguments.
6252            We also create a new function declaration, which is just
6253            like the old one, but points to this new template, rather
6254            than the old one.  */
6255         r = copy_decl (t);
6256         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
6257         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6258
6259         DECL_CONTEXT (r)
6260           = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6261                               complain, in_decl,
6262                               /*entering_scope=*/1);
6263         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
6264
6265         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
6266           {
6267             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6268             if (new_type == error_mark_node)
6269               return error_mark_node;
6270
6271             TREE_TYPE (r) = new_type;
6272             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
6273             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
6274             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
6275           }
6276         else
6277           {
6278             tree new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
6279             if (new_decl == error_mark_node)
6280               return error_mark_node;
6281
6282             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
6283             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
6284             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
6285             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
6286           }
6287
6288         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6289         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
6290         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
6291
6292         /* The template parameters for this new template are all the
6293            template parameters for the old template, except the
6294            outermost level of parameters.  */
6295         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6296           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6297                                    complain);
6298
6299         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
6300           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
6301
6302         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
6303           /* Record this non-type partial instantiation.  */
6304           register_specialization (r, t,
6305                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)));
6306       }
6307       break;
6308
6309     case FUNCTION_DECL:
6310       {
6311         tree ctx;
6312         tree argvec = NULL_TREE;
6313         tree *friends;
6314         tree gen_tmpl;
6315         tree type;
6316         int member;
6317         int args_depth;
6318         int parms_depth;
6319
6320         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
6321         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
6322
6323         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
6324           {
6325             tree spec;
6326             bool dependent_p;
6327
6328             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
6329                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
6330                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
6331                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
6332             ++processing_template_decl;
6333             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
6334             --processing_template_decl;
6335             if (!dependent_p)
6336               return t;
6337
6338             /* Calculate the most general template of which R is a
6339                specialization, and the complete set of arguments used to
6340                specialize R.  */
6341             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
6342             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
6343                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
6344                                            args, complain, in_decl);
6345
6346             /* Check to see if we already have this specialization.  */
6347             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6348                                             /*class_specializations_p=*/false);
6349
6350             if (spec)
6351               {
6352                 r = spec;
6353                 break;
6354               }
6355
6356             /* We can see more levels of arguments than parameters if
6357                there was a specialization of a member template, like
6358                this:
6359
6360                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
6361                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
6362
6363                Here, we'll be substituting into the specialization,
6364                because that's where we can find the code we actually
6365                want to generate, but we'll have enough arguments for
6366                the most general template.
6367
6368                We also deal with the peculiar case:
6369
6370                  template <class T> struct S {
6371                    template <class U> friend void f();
6372                  };
6373                  template <class U> void f() {}
6374                  template S<int>;
6375                  template void f<double>();
6376
6377                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
6378                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
6379                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
6380                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
6381                situations like:
6382
6383                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
6384                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
6385
6386                which we can spot because the pattern will be a
6387                specialization in this case.  */
6388             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6389             parms_depth =
6390               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
6391             if (args_depth > parms_depth
6392                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
6393               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
6394           }
6395         else
6396           {
6397             /* This special case arises when we have something like this:
6398
6399                  template <class T> struct S {
6400                    friend void f<int>(int, double);
6401                  };
6402
6403                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
6404                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
6405                tsubst_friend_function, and we want only to create a
6406                new decl (R) with appropriate types so that we can call
6407                determine_specialization.  */
6408             gen_tmpl = NULL_TREE;
6409           }
6410
6411         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6412           {
6413             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
6414               member = 2;
6415             else
6416               member = 1;
6417             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6418                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
6419           }
6420         else
6421           {
6422             member = 0;
6423             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6424           }
6425         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6426         if (type == error_mark_node)
6427           return error_mark_node;
6428
6429         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
6430            point, as they may not represent instantiations of this
6431            template, and in any case are considered separate under the
6432            discrete model.  */
6433         r = copy_decl (t);
6434         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
6435         TREE_TYPE (r) = type;
6436         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6437         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6438         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6439         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6440         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6441
6442         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
6443           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
6444              case it's the name of one of the template's parameters.  */
6445           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
6446
6447         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
6448                                      complain, t);
6449         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
6450
6451         TREE_STATIC (r) = 0;
6452         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
6453         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6454         /* If this is an instantiation of a function with internal
6455            linkage, we already know what object file linkage will be
6456            assigned to the instantiation.  */
6457         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
6458         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
6459         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6460         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
6461         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
6462         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
6463         TREE_USED (r) = 0;
6464         if (DECL_CLONED_FUNCTION (r))
6465           {
6466             DECL_CLONED_FUNCTION (r) = tsubst (DECL_CLONED_FUNCTION (t),
6467                                                args, complain, t);
6468             TREE_CHAIN (r) = TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r));
6469             TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r)) = r;
6470           }
6471
6472         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
6473            this in the special friend case mentioned above where
6474            GEN_TMPL is NULL.  */
6475         if (gen_tmpl)
6476           {
6477             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
6478               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
6479             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6480             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6481
6482             /* We're not supposed to instantiate default arguments
6483                until they are called, for a template.  But, for a
6484                declaration like:
6485
6486                  template <class T> void f ()
6487                  { extern void g(int i = T()); }
6488
6489                we should do the substitution when the template is
6490                instantiated.  We handle the member function case in
6491                instantiate_class_template since the default arguments
6492                might refer to other members of the class.  */
6493             if (!member
6494                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6495                 && !uses_template_parms (argvec))
6496               tsubst_default_arguments (r);
6497           }
6498
6499         /* Copy the list of befriending classes.  */
6500         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
6501              *friends;
6502              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
6503           {
6504             *friends = copy_node (*friends);
6505             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
6506                                             args, complain,
6507                                             in_decl);
6508           }
6509
6510         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
6511           {
6512             maybe_retrofit_in_chrg (r);
6513             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
6514               grok_ctor_properties (ctx, r);
6515             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
6516                If it isn't, that'll be handled by
6517                clone_constructors_and_destructors.  */
6518             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6519               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
6520           }
6521         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r)))
6522           grok_op_properties (r, (complain & tf_error) != 0);
6523
6524         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
6525           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
6526                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
6527                                             args, complain, in_decl));
6528       }
6529       break;
6530
6531     case PARM_DECL:
6532       {
6533         tree type;
6534
6535         r = copy_node (t);
6536         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
6537           SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
6538
6539         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6540         type = type_decays_to (type);
6541         TREE_TYPE (r) = type;
6542         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6543
6544         if (DECL_INITIAL (r))
6545           {
6546             if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
6547               DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
6548             else
6549               DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
6550                                          complain, in_decl);
6551           }
6552
6553         DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
6554
6555         if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
6556           DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
6557         if (TREE_CHAIN (t))
6558           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
6559                                    complain, TREE_CHAIN (t));
6560       }
6561       break;
6562
6563     case FIELD_DECL:
6564       {
6565         tree type;
6566
6567         r = copy_decl (t);
6568         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6569         if (type == error_mark_node)
6570           return error_mark_node;
6571         TREE_TYPE (r) = type;
6572         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6573
6574         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
6575            finish_member_declaration.  */
6576         DECL_INITIAL (r) = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
6577                                         complain, in_decl);
6578         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6579         if (VOID_TYPE_P (type))
6580           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
6581       }
6582       break;
6583
6584     case USING_DECL:
6585       /* We reach here only for member using decls.  */
6586       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
6587         {
6588           r = do_class_using_decl
6589             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
6590              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
6591           if (!r)
6592             r = error_mark_node;
6593         }
6594       else
6595         {
6596           r = copy_node (t);
6597           TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6598         }
6599       break;
6600
6601     case TYPE_DECL:
6602     case VAR_DECL:
6603       {
6604         tree argvec = NULL_TREE;
6605         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
6606         tree spec;
6607         tree tmpl = NULL_TREE;
6608         tree ctx;
6609         tree type = NULL_TREE;
6610         int local_p;
6611
6612         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6613           {
6614             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6615             if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6616                 || t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
6617               {
6618                 /* If this is the canonical decl, we don't have to
6619                    mess with instantiations, and often we can't (for
6620                    typename, template type parms and such).  Note that
6621                    TYPE_NAME is not correct for the above test if
6622                    we've copied the type for a typedef.  */
6623                 r = TYPE_NAME (type);
6624                 break;
6625               }
6626           }
6627
6628         /* Assume this is a non-local variable.  */
6629         local_p = 0;
6630
6631         if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (t)))
6632           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6633                                   complain,
6634                                   in_decl, /*entering_scope=*/1);
6635         else if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
6636           ctx = DECL_CONTEXT (t);
6637         else
6638           {
6639             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
6640             ctx = NULL_TREE;
6641             local_p = 1;
6642           }
6643
6644         /* Check to see if we already have this specialization.  */
6645         if (!local_p)
6646           {
6647             tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
6648             gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
6649             argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
6650             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6651                                             /*class_specializations_p=*/false);
6652           }
6653         else
6654           spec = retrieve_local_specialization (t);
6655
6656         if (spec)
6657           {
6658             r = spec;
6659             break;
6660           }
6661
6662         r = copy_decl (t);
6663         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6664           {
6665             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6666             if (type == error_mark_node)
6667               return error_mark_node;
6668             type = complete_type (type);
6669             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
6670               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
6671             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
6672           }
6673         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
6674           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
6675         TREE_TYPE (r) = type;
6676         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6677         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6678         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6679         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6680         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6681           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6682
6683         /* Don't try to expand the initializer until someone tries to use
6684            this variable; otherwise we run into circular dependencies.  */
6685         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6686         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
6687           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6688         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
6689
6690         /* Even if the original location is out of scope, the newly
6691            substituted one is not.  */
6692         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6693           {
6694             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
6695             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
6696           }
6697
6698         if (!local_p)
6699           {
6700             /* A static data member declaration is always marked
6701                external when it is declared in-class, even if an
6702                initializer is present.  We mimic the non-template
6703                processing here.  */
6704             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6705
6706             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec);
6707             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
6708             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6709           }
6710         else
6711           register_local_specialization (r, t);
6712
6713         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6714         layout_decl (r, 0);
6715       }
6716       break;
6717
6718     default:
6719       gcc_unreachable ();
6720     }
6721
6722   /* Restore the file and line information.  */
6723   input_location = saved_loc;
6724
6725   return r;
6726 }
6727
6728 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
6729
6730 static tree
6731 tsubst_arg_types (tree arg_types,
6732                   tree args,
6733                   tsubst_flags_t complain,
6734                   tree in_decl)
6735 {
6736   tree remaining_arg_types;
6737   tree type;
6738   tree default_arg;
6739   tree result = NULL_TREE;
6740
6741   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
6742     return arg_types;
6743
6744   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
6745                                           args, complain, in_decl);
6746   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
6747     return error_mark_node;
6748
6749   type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
6750   if (type == error_mark_node)
6751     return error_mark_node;
6752   if (VOID_TYPE_P (type))
6753     {
6754       if (complain & tf_error)
6755         {
6756           error ("invalid parameter type %qT", type);
6757           if (in_decl)
6758             error ("in declaration %q+D", in_decl);
6759         }
6760       return error_mark_node;
6761     }
6762
6763   /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
6764      top-level qualifiers as required.  */
6765   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
6766
6767   /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
6768      mandates that they be instantiated only when needed, which is
6769      done in build_over_call.  */
6770   default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
6771
6772   if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
6773     {
6774       /* We've instantiated a template before its default arguments
6775          have been parsed.  This can happen for a nested template
6776          class, and is not an error unless we require the default
6777          argument in a call of this function.  */
6778       result = tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
6779       VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), result);
6780     }
6781   else
6782     result = hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
6783
6784   return result;
6785 }
6786
6787 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
6788    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
6789    initial substitution of explicitly provided template parameters
6790    during argument deduction forbids substitution into the
6791    exception-specification:
6792
6793      [temp.deduct]
6794
6795      All references in the function type of the function template to  the
6796      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
6797      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
6798      in  the function type of the function template results in an invalid
6799      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
6800      exception specifications is done only when the function is instanti-
6801      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
6802      results in an invalid type.]  */
6803
6804 static tree
6805 tsubst_function_type (tree t,
6806                       tree args,
6807                       tsubst_flags_t complain,
6808                       tree in_decl)
6809 {
6810   tree return_type;
6811   tree arg_types;
6812   tree fntype;
6813
6814   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
6815   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
6816
6817   /* Substitute the return type.  */
6818   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6819   if (return_type == error_mark_node)
6820     return error_mark_node;
6821   /* The standard does not presently indicate that creation of a
6822      function type with an invalid return type is a deduction failure.
6823      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
6824      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
6825   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
6826       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
6827     {
6828       if (complain & tf_error)
6829         {
6830           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
6831             error ("function returning an array");
6832           else
6833             error ("function returning a function");
6834         }
6835       return error_mark_node;
6836     }
6837
6838   /* Substitute the argument types.  */
6839   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
6840                                 complain, in_decl);
6841   if (arg_types == error_mark_node)
6842     return error_mark_node;
6843
6844   /* Construct a new type node and return it.  */
6845   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
6846     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
6847   else
6848     {
6849       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
6850       if (! IS_AGGR_TYPE (r))
6851         {
6852           /* [temp.deduct]
6853
6854              Type deduction may fail for any of the following
6855              reasons:
6856
6857              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
6858              is not a class type.  */
6859           if (complain & tf_error)
6860             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
6861                       r);
6862           return error_mark_node;
6863         }
6864
6865       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
6866                                            TREE_CHAIN (arg_types));
6867     }
6868   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
6869   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
6870
6871   return fntype;
6872 }
6873
6874 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
6875    ARGS into that specification, and return the substituted
6876    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
6877
6878 static tree
6879 tsubst_exception_specification (tree fntype,
6880                                 tree args,
6881                                 tsubst_flags_t complain,
6882                                 tree in_decl)
6883 {
6884   tree specs;
6885   tree new_specs;
6886
6887   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
6888   new_specs = NULL_TREE;
6889   if (specs)
6890     {
6891       if (! TREE_VALUE (specs))
6892         new_specs = specs;
6893       else
6894         while (specs)
6895           {
6896             tree spec;
6897             spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
6898             if (spec == error_mark_node)
6899               return spec;
6900             new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, complain);
6901             specs = TREE_CHAIN (specs);
6902           }
6903     }
6904   return new_specs;
6905 }
6906
6907 /* Substitute into the PARMS of a call-declarator.  */
6908
6909 static tree
6910 tsubst_call_declarator_parms (tree parms,
6911                               tree args,
6912                               tsubst_flags_t complain,
6913                               tree in_decl)
6914 {
6915   tree new_parms;
6916   tree type;
6917   tree defarg;
6918
6919   if (!parms || parms == void_list_node)
6920     return parms;
6921
6922   new_parms = tsubst_call_declarator_parms (TREE_CHAIN (parms),
6923                                             args, complain, in_decl);
6924
6925   /* Figure out the type of this parameter.  */
6926   type = tsubst (TREE_VALUE (parms), args, complain, in_decl);
6927
6928   /* Figure out the default argument as well.  Note that we use
6929      tsubst_expr since the default argument is really an expression.  */
6930   defarg = tsubst_expr (TREE_PURPOSE (parms), args, complain, in_decl);
6931
6932   /* Chain this parameter on to the front of those we have already
6933      processed.  We don't use hash_tree_cons because that function
6934      doesn't check TREE_PARMLIST.  */
6935   new_parms = tree_cons (defarg, type, new_parms);
6936
6937   return new_parms;
6938 }
6939
6940 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
6941    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
6942    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
6943    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
6944    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
6945    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
6946    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
6947    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
6948    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
6949    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
6950    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
6951    yet.
6952
6953    This function is used for dealing with types, decls and the like;
6954    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
6955
6956 static tree
6957 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6958 {
6959   tree type, r;
6960
6961   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
6962       || t == integer_type_node
6963       || t == void_type_node
6964       || t == char_type_node
6965       || t == unknown_type_node
6966       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
6967     return t;
6968
6969   if (DECL_P (t))
6970     return tsubst_decl (t, args, complain);
6971
6972   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
6973     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
6974   else
6975     type = TREE_TYPE (t);
6976
6977   gcc_assert (type != unknown_type_node);
6978
6979   if (type
6980       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
6981       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
6982       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
6983       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
6984     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
6985   if (type == error_mark_node)
6986     return error_mark_node;
6987
6988   switch (TREE_CODE (t))
6989     {
6990     case RECORD_TYPE:
6991     case UNION_TYPE:
6992     case ENUMERAL_TYPE:
6993       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
6994                                /*entering_scope=*/0);
6995
6996     case ERROR_MARK:
6997     case IDENTIFIER_NODE:
6998     case VOID_TYPE:
6999     case REAL_TYPE:
7000     case COMPLEX_TYPE:
7001     case VECTOR_TYPE:
7002     case BOOLEAN_TYPE:
7003     case INTEGER_CST:
7004     case REAL_CST:
7005     case STRING_CST:
7006       return t;
7007
7008     case INTEGER_TYPE:
7009       if (t == integer_type_node)
7010         return t;
7011
7012       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
7013           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
7014         return t;
7015
7016       {
7017         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
7018
7019         /* The array dimension behaves like a non-type template arg,
7020            in that we want to fold it as much as possible.  */
7021         max = tsubst_template_arg (omax, args, complain, in_decl);
7022         max = fold_decl_constant_value (max);
7023
7024         if (integer_zerop (omax))
7025           {
7026             /* Still allow an explicit array of size zero.  */
7027             if (pedantic)
7028               pedwarn ("creating array with size zero");
7029           }
7030         else if (integer_zerop (max)
7031                  || (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
7032                      && INT_CST_LT (max, integer_zero_node)))
7033           {
7034             /* [temp.deduct]
7035
7036                Type deduction may fail for any of the following
7037                reasons:
7038
7039                  Attempting to create an array with a size that is
7040                  zero or negative.  */
7041             if (complain & tf_error)
7042               error ("creating array with size zero (%qE)", max);
7043
7044             return error_mark_node;
7045           }
7046
7047         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
7048       }
7049
7050     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7051     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7052     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7053     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7054       {
7055         int idx;
7056         int level;
7057         int levels;
7058         tree arg = NULL_TREE;
7059
7060         r = NULL_TREE;
7061
7062         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
7063         if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7064             || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
7065             || TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7066           {
7067             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
7068             level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
7069           }
7070         else
7071           {
7072             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
7073             level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
7074           }
7075
7076         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7077         if (level <= levels)
7078           arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
7079
7080         if (arg == error_mark_node)
7081           return error_mark_node;
7082         else if (arg != NULL_TREE)
7083           {
7084             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
7085               {
7086                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
7087                 return cp_build_qualified_type_real
7088                   (arg, cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t),
7089                    complain | tf_ignore_bad_quals);
7090               }
7091             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7092               {
7093                 /* We are processing a type constructed from a
7094                    template template parameter.  */
7095                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
7096                                       args, complain, in_decl);
7097                 if (argvec == error_mark_node)
7098                   return error_mark_node;
7099
7100                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
7101                    are resolving nested-types in the signature of a
7102                    member function templates.  Otherwise ARG is a
7103                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
7104                    instantiated.  */
7105                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7106                   arg = TYPE_NAME (arg);
7107
7108                 r = lookup_template_class (arg,
7109                                            argvec, in_decl,
7110                                            DECL_CONTEXT (arg),
7111                                             /*entering_scope=*/0,
7112                                            complain);
7113                 return cp_build_qualified_type_real
7114                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7115               }
7116             else
7117               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
7118               return arg;
7119           }
7120
7121         if (level == 1)
7122           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
7123              unify.  This means that we don't yet have any information
7124              about the template parameter in question.  */
7125           return t;
7126
7127         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
7128            more deeply nested template.  Make a new version of this
7129            template parameter, but with a lower level.  */
7130         switch (TREE_CODE (t))
7131           {
7132           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7133           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7134           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7135             if (cp_type_quals (t))
7136               {
7137                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
7138                 r = cp_build_qualified_type_real
7139                   (r, cp_type_quals (t),
7140                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7141                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
7142               }
7143             else
7144               {
7145                 r = copy_type (t);
7146                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
7147                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
7148                                                 r, levels);
7149                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
7150                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
7151                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
7152                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
7153
7154                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7155                   {
7156                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
7157                                           complain, in_decl);
7158                     if (argvec == error_mark_node)
7159                       return error_mark_node;
7160
7161                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
7162                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
7163                   }
7164               }
7165             break;
7166
7167           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7168             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels);
7169             break;
7170
7171           default:
7172             gcc_unreachable ();
7173           }
7174
7175         return r;
7176       }
7177
7178     case TREE_LIST:
7179       {
7180         tree purpose, value, chain;
7181
7182         if (t == void_list_node)
7183           return t;
7184
7185         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7186         if (purpose)
7187           {
7188             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
7189             if (purpose == error_mark_node)
7190               return error_mark_node;
7191           }
7192         value = TREE_VALUE (t);
7193         if (value)
7194           {
7195             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
7196             if (value == error_mark_node)
7197               return error_mark_node;
7198           }
7199         chain = TREE_CHAIN (t);
7200         if (chain && chain != void_type_node)
7201           {
7202             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
7203             if (chain == error_mark_node)
7204               return error_mark_node;
7205           }
7206         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7207             && value == TREE_VALUE (t)
7208             && chain == TREE_CHAIN (t))
7209           return t;
7210         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
7211       }
7212
7213     case TREE_BINFO:
7214       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
7215       gcc_unreachable ();
7216
7217     case TREE_VEC:
7218       /* A vector of template arguments.  */
7219       gcc_assert (!type);
7220       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
7221
7222     case POINTER_TYPE:
7223     case REFERENCE_TYPE:
7224       {
7225         enum tree_code code;
7226
7227         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
7228           return t;
7229
7230         code = TREE_CODE (t);
7231
7232
7233         /* [temp.deduct]
7234
7235            Type deduction may fail for any of the following
7236            reasons:
7237
7238            -- Attempting to create a pointer to reference type.
7239            -- Attempting to create a reference to a reference type or
7240               a reference to void.  */
7241         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
7242             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
7243           {
7244             static location_t last_loc;
7245
7246             /* We keep track of the last time we issued this error
7247                message to avoid spewing a ton of messages during a
7248                single bad template instantiation.  */
7249             if (complain & tf_error
7250 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
7251                 && last_loc != input_location
7252 #else
7253                 && (last_loc.line != input_line
7254                     || last_loc.file != input_filename)
7255 #endif
7256                   )
7257               {
7258                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7259                   error ("forming reference to void");
7260                 else
7261                   error ("forming %s to reference type %qT",
7262                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
7263                          type);
7264                 last_loc = input_location;
7265               }
7266
7267             return error_mark_node;
7268           }
7269         else if (code == POINTER_TYPE)
7270           {
7271             r = build_pointer_type (type);
7272             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
7273               r = build_ptrmemfunc_type (r);
7274           }
7275         else
7276           r = build_reference_type (type);
7277         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7278
7279         if (r != error_mark_node)
7280           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
7281           layout_type (r);
7282
7283         return r;
7284       }
7285     case OFFSET_TYPE:
7286       {
7287         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
7288         if (r == error_mark_node || !IS_AGGR_TYPE (r))
7289           {
7290             /* [temp.deduct]
7291
7292                Type deduction may fail for any of the following
7293                reasons:
7294
7295                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7296                   is not a class type.  */
7297             if (complain & tf_error)
7298               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
7299             return error_mark_node;
7300           }
7301         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7302           {
7303             if (complain & tf_error)
7304               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
7305             return error_mark_node;
7306           }
7307         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7308           {
7309             if (complain & tf_error)
7310               error ("creating pointer to member of type void");
7311             return error_mark_node;
7312           }
7313         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
7314         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
7315           {
7316             /* The type of the implicit object parameter gets its
7317                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
7318             tree method_type;
7319             tree this_type = cp_build_qualified_type (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
7320                                                       cp_type_quals (type));
7321             tree memptr;
7322             method_type = build_method_type_directly (this_type,
7323                                                       TREE_TYPE (type),
7324                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
7325             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
7326             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
7327                                                  complain);
7328           }
7329         else
7330           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
7331                                                TYPE_QUALS (t),
7332                                                complain);
7333       }
7334     case FUNCTION_TYPE:
7335     case METHOD_TYPE:
7336       {
7337         tree fntype;
7338         tree specs;
7339         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
7340         if (fntype == error_mark_node)
7341           return error_mark_node;
7342
7343         /* Substitute the exception specification.  */
7344         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
7345                                                 in_decl);
7346         if (specs == error_mark_node)
7347           return error_mark_node;
7348         if (specs)
7349           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
7350         return fntype;
7351       }
7352     case ARRAY_TYPE:
7353       {
7354         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
7355         if (domain == error_mark_node)
7356           return error_mark_node;
7357
7358         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
7359            it will obviously be the same as T.  */
7360         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
7361           return t;
7362
7363         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
7364
7365            [temp.deduct]
7366
7367            The deduction may fail for any of the following reasons:
7368
7369            -- Attempting to create an array with an element type that
7370               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
7371               an abstract class type.  */
7372         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
7373             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
7374             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7375           {
7376             if (complain & tf_error)
7377               error ("creating array of %qT", type);
7378             return error_mark_node;
7379           }
7380         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
7381           {
7382             if (complain & tf_error)
7383               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
7384                      type);
7385             return error_mark_node;
7386           }
7387
7388         r = build_cplus_array_type (type, domain);
7389         return r;
7390       }
7391
7392     case PLUS_EXPR:
7393     case MINUS_EXPR:
7394       {
7395         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7396         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7397
7398         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7399           return error_mark_node;
7400
7401         return fold_build2 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
7402       }
7403
7404     case NEGATE_EXPR:
7405     case NOP_EXPR:
7406       {
7407         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7408         if (e == error_mark_node)
7409           return error_mark_node;
7410
7411         return fold_build1 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
7412       }
7413
7414     case TYPENAME_TYPE:
7415       {
7416         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7417                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7418         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
7419                               complain, in_decl);
7420
7421         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
7422           return error_mark_node;
7423
7424         if (!IS_AGGR_TYPE (ctx))
7425           {
7426             if (complain & tf_error)
7427               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
7428             return error_mark_node;
7429           }
7430         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
7431           {
7432             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
7433                have complete type in order to allow things like:
7434
7435                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
7436
7437                But, such constructs have already been resolved by this
7438                point, so here CTX really should have complete type, unless
7439                it's a partial instantiation.  */
7440             ctx = complete_type (ctx);
7441             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
7442               {
7443                 if (complain & tf_error)
7444                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
7445                 return error_mark_node;
7446               }
7447           }
7448
7449         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
7450                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
7451         if (f == error_mark_node)
7452           return f;
7453         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
7454           {
7455             complain |= tf_ignore_bad_quals;
7456             f = TREE_TYPE (f);
7457           }
7458
7459         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
7460           {
7461             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
7462               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
7463                      t, f);
7464             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
7465               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
7466                      t, f);
7467           }
7468
7469         return cp_build_qualified_type_real
7470           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
7471       }
7472
7473     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7474       {
7475         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7476                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7477         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7478         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
7479
7480         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
7481           return error_mark_node;
7482
7483         if (parm_list)
7484           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
7485         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
7486       }
7487
7488     case INDIRECT_REF:
7489     case ADDR_EXPR:
7490     case CALL_EXPR:
7491       gcc_unreachable ();
7492
7493     case ARRAY_REF:
7494       {
7495         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7496         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7497         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7498           return error_mark_node;
7499
7500         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
7501       }
7502
7503     case SCOPE_REF:
7504       {
7505         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7506         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7507         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7508           return error_mark_node;
7509
7510         return build_nt (TREE_CODE (t), e1, e2);
7511       }
7512
7513     case TYPEOF_TYPE:
7514       {
7515         tree type;
7516
7517         type = finish_typeof (tsubst_expr (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
7518                                            complain, in_decl));
7519         return cp_build_qualified_type_real (type,
7520                                              cp_type_quals (t)
7521                                              | cp_type_quals (type),
7522                                              complain);
7523       }
7524
7525     default:
7526       sorry ("use of %qs in template",
7527              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
7528       return error_mark_node;
7529     }
7530 }
7531
7532 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
7533    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
7534    operator.  */
7535
7536 static tree
7537 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
7538                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7539 {
7540     tree name;
7541     tree qualifying_scope;
7542     tree fns;
7543     tree template_args = 0;
7544     bool template_id_p = false;
7545
7546     /* A baselink indicates a function from a base class.  The
7547        BASELINK_ACCESS_BINFO and BASELINK_BINFO are going to have
7548        non-dependent types; otherwise, the lookup could not have
7549        succeeded.  However, they may indicate bases of the template
7550        class, rather than the instantiated class.
7551
7552        In addition, lookups that were not ambiguous before may be
7553        ambiguous now.  Therefore, we perform the lookup again.  */
7554     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
7555     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7556     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7557       {
7558         template_id_p = true;
7559         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
7560         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
7561         if (template_args)
7562           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7563                                                 complain, in_decl);
7564       }
7565     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
7566     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
7567
7568     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
7569        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
7570        later by overload resolution will be marked as used at that
7571        point.)  */
7572     if (BASELINK_P (baselink))
7573       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7574     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
7575       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
7576
7577     /* Add back the template arguments, if present.  */
7578     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
7579       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
7580         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
7581                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
7582                     template_args);
7583
7584     if (!object_type)
7585       object_type = current_class_type;
7586     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
7587                                                    qualifying_scope,
7588                                                    object_type);
7589 }
7590
7591 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
7592    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
7593    itself; false if more of the postfix-expression follows the
7594    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
7595    of "&".  */
7596
7597 static tree
7598 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
7599                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
7600                      bool done, bool address_p)
7601 {
7602   tree expr;
7603   tree scope;
7604   tree name;
7605   bool is_template;
7606   tree template_args;
7607
7608   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
7609
7610   /* Figure out what name to look up.  */
7611   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
7612   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7613     {
7614       is_template = true;
7615       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
7616       if (template_args)
7617         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7618                                               complain, in_decl);
7619       name = TREE_OPERAND (name, 0);
7620     }
7621   else
7622     {
7623       is_template = false;
7624       template_args = NULL_TREE;
7625     }
7626
7627   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
7628      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
7629      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
7630      substituting will not help.  */
7631   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
7632   if (args)
7633     {
7634       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
7635       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7636     }
7637   else
7638     expr = name;
7639
7640   if (dependent_type_p (scope))
7641     return build_nt (SCOPE_REF, scope, expr);
7642
7643   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
7644     {
7645       expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
7646       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
7647                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
7648         {
7649           if (complain & tf_error)
7650             {
7651               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
7652                      "instantiation yields a type", qualified_id);
7653               inform ("say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
7654             }
7655           return error_mark_node;
7656         }
7657     }
7658
7659   if (DECL_P (expr))
7660     {
7661       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
7662                                            scope);
7663       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
7664       mark_used (expr);
7665     }
7666
7667   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
7668     {
7669       if (complain & tf_error)
7670         qualified_name_lookup_error (scope,
7671                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7672                                      expr);
7673       return error_mark_node;
7674     }
7675
7676   if (is_template)
7677     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
7678
7679   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
7680     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7681                                  expr);
7682   else if (TYPE_P (scope))
7683     {
7684       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
7685               (expr, scope, current_class_type));
7686       expr = finish_qualified_id_expr (scope, expr, done, address_p);
7687     }
7688
7689   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF)
7690     expr = convert_from_reference (expr);
7691
7692   return expr;
7693 }
7694
7695 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
7696    template parms; to finish processing the resultant expression, use
7697    tsubst_expr.  */
7698
7699 static tree
7700 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7701 {
7702   enum tree_code code;
7703   tree r;
7704
7705   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
7706     return t;
7707
7708   code = TREE_CODE (t);
7709
7710   switch (code)
7711     {
7712     case PARM_DECL:
7713       r = retrieve_local_specialization (t);
7714       gcc_assert (r != NULL);
7715       mark_used (r);
7716       return r;
7717
7718     case CONST_DECL:
7719       {
7720         tree enum_type;
7721         tree v;
7722
7723         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
7724           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
7725         /* There is no need to substitute into namespace-scope
7726            enumerators.  */
7727         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
7728           return t;
7729         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
7730         if (args == NULL_TREE)
7731           return integral_constant_value (t);
7732
7733         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
7734            Consider:
7735
7736              template <int I> int f() {
7737              enum E { a = I };
7738              struct S { void g() { E e = a; } };
7739              };
7740
7741            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
7742            clever enough to find f<7>::a.  */
7743         enum_type
7744           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
7745                               /*entering_scope=*/0);
7746
7747         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
7748              v != NULL_TREE;
7749              v = TREE_CHAIN (v))
7750           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
7751             return TREE_VALUE (v);
7752
7753           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
7754              name-lookup found it during preliminary parsing, we
7755              should find it again here during instantiation.  */
7756         gcc_unreachable ();
7757       }
7758       return t;
7759
7760     case FIELD_DECL:
7761       if (DECL_CONTEXT (t))
7762         {
7763           tree ctx;
7764
7765           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
7766                                   /*entering_scope=*/1);
7767           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
7768             {
7769               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
7770               if (!r)
7771                 {
7772                   if (complain & tf_error)
7773                     error ("using invalid field %qD", t);
7774                   return error_mark_node;
7775                 }
7776               return r;
7777             }
7778         }
7779
7780       return t;
7781
7782     case VAR_DECL:
7783     case FUNCTION_DECL:
7784       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
7785           || local_variable_p (t))
7786         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
7787       mark_used (t);
7788       return t;
7789
7790     case BASELINK:
7791       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
7792
7793     case TEMPLATE_DECL:
7794       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
7795         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
7796                        args, complain, in_decl);
7797       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
7798         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
7799       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
7800                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
7801         {
7802           /* Template template argument like the following example need
7803              special treatment:
7804
7805                template <template <class> class TT> struct C {};
7806                template <class T> struct D {
7807                  template <class U> struct E {};
7808                  C<E> c;                                // #1
7809                };
7810                D<int> d;                                // #2
7811
7812              We are processing the template argument `E' in #1 for
7813              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
7814              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
7815              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
7816
7817           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
7818           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
7819         }
7820       else
7821         /* Ordinary template template argument.  */
7822         return t;
7823
7824     case CAST_EXPR:
7825     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
7826     case CONST_CAST_EXPR:
7827     case STATIC_CAST_EXPR:
7828     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
7829     case NOP_EXPR:
7830       return build1
7831         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7832          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7833
7834     case INDIRECT_REF:
7835     case NEGATE_EXPR:
7836     case TRUTH_NOT_EXPR:
7837     case BIT_NOT_EXPR:
7838     case ADDR_EXPR:
7839     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
7840     case SIZEOF_EXPR:
7841     case ALIGNOF_EXPR:
7842     case ARROW_EXPR:
7843     case THROW_EXPR:
7844     case TYPEID_EXPR:
7845     case REALPART_EXPR:
7846     case IMAGPART_EXPR:
7847       return build1
7848         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
7849          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
7850
7851     case COMPONENT_REF:
7852       {
7853         tree object;
7854         tree name;
7855
7856         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7857         name = TREE_OPERAND (t, 1);
7858         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
7859           {
7860             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7861                                 complain, in_decl);
7862             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7863           }
7864         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
7865                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
7866           {
7867             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7868                                      complain, in_decl);
7869             name = TREE_OPERAND (name, 1);
7870             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
7871                                 complain, in_decl);
7872             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
7873             name = build_nt (SCOPE_REF, base, name);
7874           }
7875         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
7876           name = tsubst_baselink (name,
7877                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
7878                                   args, complain,
7879                                   in_decl);
7880         else
7881           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7882         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
7883       }
7884
7885     case PLUS_EXPR:
7886     case MINUS_EXPR:
7887     case MULT_EXPR:
7888     case TRUNC_DIV_EXPR:
7889     case CEIL_DIV_EXPR:
7890     case FLOOR_DIV_EXPR:
7891     case ROUND_DIV_EXPR:
7892     case EXACT_DIV_EXPR:
7893     case BIT_AND_EXPR:
7894     case BIT_IOR_EXPR:
7895     case BIT_XOR_EXPR:
7896     case TRUNC_MOD_EXPR:
7897     case FLOOR_MOD_EXPR:
7898     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
7899     case TRUTH_ORIF_EXPR:
7900     case TRUTH_AND_EXPR:
7901     case TRUTH_OR_EXPR:
7902     case RSHIFT_EXPR:
7903     case LSHIFT_EXPR:
7904     case RROTATE_EXPR:
7905     case LROTATE_EXPR:
7906     case EQ_EXPR:
7907     case NE_EXPR:
7908     case MAX_EXPR:
7909     case MIN_EXPR:
7910     case LE_EXPR:
7911     case GE_EXPR:
7912     case LT_EXPR:
7913     case GT_EXPR:
7914     case COMPOUND_EXPR:
7915     case SCOPE_REF:
7916     case DOTSTAR_EXPR:
7917     case MEMBER_REF:
7918     case PREDECREMENT_EXPR:
7919     case PREINCREMENT_EXPR:
7920     case POSTDECREMENT_EXPR:
7921     case POSTINCREMENT_EXPR:
7922       return build_nt
7923         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7924          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
7925
7926     case ARRAY_REF:
7927       return build_nt
7928         (ARRAY_REF,
7929          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7930          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7931          NULL_TREE, NULL_TREE);
7932
7933     case CALL_EXPR:
7934       return build_nt (code,
7935                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args,
7936                                     complain, in_decl),
7937                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain,
7938                                     in_decl),
7939                        NULL_TREE);
7940
7941     case COND_EXPR:
7942     case MODOP_EXPR:
7943     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
7944       {
7945         r = build_nt
7946           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7947            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7948            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7949         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
7950         return r;
7951       }
7952
7953     case NEW_EXPR:
7954       {
7955         r = build_nt
7956         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
7957          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
7958          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
7959         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7960         return r;
7961       }
7962
7963     case DELETE_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         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
7969         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
7970         return r;
7971       }
7972
7973     case TEMPLATE_ID_EXPR:
7974       {
7975         /* Substituted template arguments */
7976         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
7977         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
7978
7979         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
7980         if (targs)
7981           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
7982
7983         return lookup_template_function (fn, targs);
7984       }
7985
7986     case TREE_LIST:
7987       {
7988         tree purpose, value, chain;
7989
7990         if (t == void_list_node)
7991           return t;
7992
7993         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7994         if (purpose)
7995           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
7996         value = TREE_VALUE (t);
7997         if (value)
7998           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
7999         chain = TREE_CHAIN (t);
8000         if (chain && chain != void_type_node)
8001           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
8002         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8003             && value == TREE_VALUE (t)
8004             && chain == TREE_CHAIN (t))
8005           return t;
8006         return tree_cons (purpose, value, chain);
8007       }
8008
8009     case RECORD_TYPE:
8010     case UNION_TYPE:
8011     case ENUMERAL_TYPE:
8012     case INTEGER_TYPE:
8013     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
8014     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8015     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8016     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
8017     case POINTER_TYPE:
8018     case REFERENCE_TYPE:
8019     case OFFSET_TYPE:
8020     case FUNCTION_TYPE:
8021     case METHOD_TYPE:
8022     case ARRAY_TYPE:
8023     case TYPENAME_TYPE:
8024     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
8025     case TYPEOF_TYPE:
8026     case TYPE_DECL:
8027       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8028
8029     case IDENTIFIER_NODE:
8030       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8031         {
8032           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8033           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8034         }
8035       else
8036         return t;
8037
8038     case CONSTRUCTOR:
8039       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
8040       gcc_unreachable ();
8041
8042     case VA_ARG_EXPR:
8043       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
8044                                           in_decl),
8045                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
8046
8047     case CLEANUP_POINT_EXPR:
8048       /* We shouldn't have built any of these during initial template
8049          generation.  Instead, they should be built during instantiation
8050          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
8051       gcc_unreachable ();
8052
8053     default:
8054       return t;
8055     }
8056 }
8057
8058 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
8059    processing.  */
8060
8061 static tree
8062 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8063 {
8064   tree stmt, tmp;
8065
8066   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8067     return t;
8068
8069   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
8070     input_location = EXPR_LOCATION (t);
8071   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
8072     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
8073
8074   switch (TREE_CODE (t))
8075     {
8076     case STATEMENT_LIST:
8077       {
8078         tree_stmt_iterator i;
8079         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
8080           tsubst_expr (tsi_stmt (i), args, complain, in_decl);
8081         break;
8082       }
8083
8084     case CTOR_INITIALIZER:
8085       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
8086                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
8087       break;
8088
8089     case RETURN_EXPR:
8090       finish_return_stmt (tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 0),
8091                                        args, complain, in_decl));
8092       break;
8093
8094     case EXPR_STMT:
8095       tmp = tsubst_expr (EXPR_STMT_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8096       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
8097         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
8098       else
8099         finish_expr_stmt (tmp);
8100       break;
8101
8102     case USING_STMT:
8103       do_using_directive (tsubst_expr (USING_STMT_NAMESPACE (t),
8104                                        args, complain, in_decl));
8105       break;
8106
8107     case DECL_EXPR:
8108       {
8109         tree decl;
8110         tree init;
8111
8112         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
8113         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
8114           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
8115         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
8116           {
8117             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
8118             tree name = DECL_NAME (decl);
8119             tree decl;
8120
8121             scope = tsubst_expr (scope, args, complain, in_decl);
8122             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
8123                                           /*is_type_p=*/false,
8124                                           /*complain=*/false);
8125             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
8126               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl);
8127             else
8128               do_local_using_decl (decl, scope, name);
8129           }
8130         else
8131           {
8132             init = DECL_INITIAL (decl);
8133             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8134             if (decl != error_mark_node)
8135               {
8136                 if (init)
8137                   DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
8138                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
8139                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
8140                    handle local variables, and since we've already done
8141                    all that needs to be done, that's the right thing to
8142                    do.  */
8143                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
8144                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8145                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8146                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
8147                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
8148                   finish_anon_union (decl);
8149                 else
8150                   {
8151                     maybe_push_decl (decl);
8152                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8153                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
8154                       {
8155                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
8156                            initializer.  */
8157                         const char *const name
8158                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
8159                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
8160                       }
8161                     else
8162                       init = tsubst_expr (init, args, complain, in_decl);
8163                     cp_finish_decl (decl, init, NULL_TREE, 0);
8164                   }
8165               }
8166           }
8167
8168         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
8169            clause of an if/for/while construct.  */
8170         return decl;
8171       }
8172
8173     case FOR_STMT:
8174       stmt = begin_for_stmt ();
8175       tsubst_expr (FOR_INIT_STMT (t), args, complain, in_decl);
8176       finish_for_init_stmt (stmt);
8177       tmp = tsubst_expr (FOR_COND (t), args, complain, in_decl);
8178       finish_for_cond (tmp, stmt);
8179       tmp = tsubst_expr (FOR_EXPR (t), args, complain, in_decl);
8180       finish_for_expr (tmp, stmt);
8181       tsubst_expr (FOR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8182       finish_for_stmt (stmt);
8183       break;
8184
8185     case WHILE_STMT:
8186       stmt = begin_while_stmt ();
8187       tmp = tsubst_expr (WHILE_COND (t), args, complain, in_decl);
8188       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8189       tsubst_expr (WHILE_BODY (t), args, complain, in_decl);
8190       finish_while_stmt (stmt);
8191       break;
8192
8193     case DO_STMT:
8194       stmt = begin_do_stmt ();
8195       tsubst_expr (DO_BODY (t), args, complain, in_decl);
8196       finish_do_body (stmt);
8197       tmp = tsubst_expr (DO_COND (t), args, complain, in_decl);
8198       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8199       break;
8200
8201     case IF_STMT:
8202       stmt = begin_if_stmt ();
8203       tmp = tsubst_expr (IF_COND (t), args, complain, in_decl);
8204       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8205       tsubst_expr (THEN_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8206       finish_then_clause (stmt);
8207
8208       if (ELSE_CLAUSE (t))
8209         {
8210           begin_else_clause (stmt);
8211           tsubst_expr (ELSE_CLAUSE (t), args, complain, in_decl);
8212           finish_else_clause (stmt);
8213         }
8214
8215       finish_if_stmt (stmt);
8216       break;
8217
8218     case BIND_EXPR:
8219       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8220         stmt = begin_function_body ();
8221       else
8222         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8223                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8224
8225       tsubst_expr (BIND_EXPR_BODY (t), args, complain, in_decl);
8226
8227       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8228         finish_function_body (stmt);
8229       else
8230         finish_compound_stmt (stmt);
8231       break;
8232
8233     case BREAK_STMT:
8234       finish_break_stmt ();
8235       break;
8236
8237     case CONTINUE_STMT:
8238       finish_continue_stmt ();
8239       break;
8240
8241     case SWITCH_STMT:
8242       stmt = begin_switch_stmt ();
8243       tmp = tsubst_expr (SWITCH_STMT_COND (t), args, complain, in_decl);
8244       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8245       tsubst_expr (SWITCH_STMT_BODY (t), args, complain, in_decl);
8246       finish_switch_stmt (stmt);
8247       break;
8248
8249     case CASE_LABEL_EXPR:
8250       finish_case_label (tsubst_expr (CASE_LOW (t), args, complain, in_decl),
8251                          tsubst_expr (CASE_HIGH (t), args, complain,
8252                                       in_decl));
8253       break;
8254
8255     case LABEL_EXPR:
8256       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8257       break;
8258
8259     case GOTO_EXPR:
8260       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8261       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8262         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8263            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8264            will have no binding.  */
8265         tmp = tsubst_expr (tmp, args, complain, in_decl);
8266       else
8267         tmp = DECL_NAME (tmp);
8268       finish_goto_stmt (tmp);
8269       break;
8270
8271     case ASM_EXPR:
8272       tmp = finish_asm_stmt
8273         (ASM_VOLATILE_P (t),
8274          tsubst_expr (ASM_STRING (t), args, complain, in_decl),
8275          tsubst_expr (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8276          tsubst_expr (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
8277          tsubst_expr (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8278       {
8279         tree asm_expr = tmp;
8280         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8281           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8282         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8283       }
8284       break;
8285
8286     case TRY_BLOCK:
8287       if (CLEANUP_P (t))
8288         {
8289           stmt = begin_try_block ();
8290           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8291           finish_cleanup_try_block (stmt);
8292           finish_cleanup (tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args,
8293                                        complain, in_decl),
8294                           stmt);
8295         }
8296       else
8297         {
8298           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8299             stmt = begin_function_try_block ();
8300           else
8301             stmt = begin_try_block ();
8302
8303           tsubst_expr (TRY_STMTS (t), args, complain, in_decl);
8304
8305           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8306             finish_function_try_block (stmt);
8307           else
8308             finish_try_block (stmt);
8309
8310           tsubst_expr (TRY_HANDLERS (t), args, complain, in_decl);
8311           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8312             finish_function_handler_sequence (stmt);
8313           else
8314             finish_handler_sequence (stmt);
8315         }
8316       break;
8317
8318     case HANDLER:
8319       {
8320         tree decl;
8321
8322         stmt = begin_handler ();
8323         if (HANDLER_PARMS (t))
8324           {
8325             decl = HANDLER_PARMS (t);
8326             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8327             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8328                this variable.  We've already done all that needs to be
8329                done.  */
8330             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8331           }
8332         else
8333           decl = NULL_TREE;
8334         finish_handler_parms (decl, stmt);
8335         tsubst_expr (HANDLER_BODY (t), args, complain, in_decl);
8336         finish_handler (stmt);
8337       }
8338       break;
8339
8340     case TAG_DEFN:
8341       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8342       break;
8343
8344     default:
8345       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8346
8347       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8348                                     /*function_p=*/false);
8349     }
8350
8351   return NULL_TREE;
8352 }
8353
8354 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8355    call.  Return the substituted version of T.  */
8356
8357 static tree
8358 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
8359                                     tsubst_flags_t complain,
8360                                     tree in_decl)
8361 {
8362   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8363     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8364                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8365   else
8366     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8367                                /*function_p=*/false);
8368
8369   return t;
8370 }
8371
8372 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8373    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8374
8375 tree
8376 tsubst_copy_and_build (tree t,
8377                        tree args,
8378                        tsubst_flags_t complain,
8379                        tree in_decl,
8380                        bool function_p)
8381 {
8382 #define RECUR(NODE) \
8383   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl, /*function_p=*/false)
8384
8385   tree op1;
8386
8387   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8388     return t;
8389
8390   switch (TREE_CODE (t))
8391     {
8392     case USING_DECL:
8393       t = DECL_NAME (t);
8394       /* Fall through.  */
8395     case IDENTIFIER_NODE:
8396       {
8397         tree decl;
8398         cp_id_kind idk;
8399         tree qualifying_class;
8400         bool non_integral_constant_expression_p;
8401         const char *error_msg;
8402
8403         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8404           {
8405             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8406             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8407           }
8408
8409         /* Look up the name.  */
8410         decl = lookup_name (t, 0);
8411
8412         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8413            failure, not NULL_TREE.  */
8414         if (decl == NULL_TREE)
8415           decl = error_mark_node;
8416
8417         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8418                                      &idk,
8419                                      &qualifying_class,
8420                                      /*integral_constant_expression_p=*/false,
8421                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8422                                      &non_integral_constant_expression_p,
8423                                      &error_msg);
8424         if (error_msg)
8425           error (error_msg);
8426         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8427           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8428         return decl;
8429       }
8430
8431     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8432       {
8433         tree object;
8434         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8435         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8436
8437         if (targs)
8438           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8439
8440         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8441           {
8442             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8443             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8444           }
8445         else
8446           object = NULL_TREE;
8447         template = lookup_template_function (template, targs);
8448
8449         if (object)
8450           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template),
8451                          object, template, NULL_TREE);
8452         else
8453           return template;
8454       }
8455
8456     case INDIRECT_REF:
8457       {
8458         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8459
8460         if (REFERENCE_REF_P (t))
8461           {
8462             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
8463                such an indirect ref, but the substitution of the cast
8464                will have also added such an indirect ref.  */
8465             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
8466               r = convert_from_reference (r);
8467           }
8468         else
8469           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *");
8470         return r;
8471       }
8472
8473     case NOP_EXPR:
8474       return build_nop
8475         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8476          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8477
8478     case CAST_EXPR:
8479       return build_functional_cast
8480         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8481          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8482
8483     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8484       return build_reinterpret_cast
8485         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8486          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8487
8488     case CONST_CAST_EXPR:
8489       return build_const_cast
8490         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8491          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8492
8493     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8494       return build_dynamic_cast
8495         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8496          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8497
8498     case STATIC_CAST_EXPR:
8499       return build_static_cast
8500         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8501          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8502
8503     case POSTDECREMENT_EXPR:
8504     case POSTINCREMENT_EXPR:
8505       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8506                                                 args, complain, in_decl);
8507       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
8508
8509     case PREDECREMENT_EXPR:
8510     case PREINCREMENT_EXPR:
8511     case NEGATE_EXPR:
8512     case BIT_NOT_EXPR:
8513     case ABS_EXPR:
8514     case TRUTH_NOT_EXPR:
8515     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
8516     case REALPART_EXPR:
8517     case IMAGPART_EXPR:
8518       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8519
8520     case ADDR_EXPR:
8521       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8522       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
8523         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
8524                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
8525       else
8526         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
8527                                                   in_decl);
8528       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
8529         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
8530       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
8531
8532     case PLUS_EXPR:
8533     case MINUS_EXPR:
8534     case MULT_EXPR:
8535     case TRUNC_DIV_EXPR:
8536     case CEIL_DIV_EXPR:
8537     case FLOOR_DIV_EXPR:
8538     case ROUND_DIV_EXPR:
8539     case EXACT_DIV_EXPR:
8540     case BIT_AND_EXPR:
8541     case BIT_IOR_EXPR:
8542     case BIT_XOR_EXPR:
8543     case TRUNC_MOD_EXPR:
8544     case FLOOR_MOD_EXPR:
8545     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
8546     case TRUTH_ORIF_EXPR:
8547     case TRUTH_AND_EXPR:
8548     case TRUTH_OR_EXPR:
8549     case RSHIFT_EXPR:
8550     case LSHIFT_EXPR:
8551     case RROTATE_EXPR:
8552     case LROTATE_EXPR:
8553     case EQ_EXPR:
8554     case NE_EXPR:
8555     case MAX_EXPR:
8556     case MIN_EXPR:
8557     case LE_EXPR:
8558     case GE_EXPR:
8559     case LT_EXPR:
8560     case GT_EXPR:
8561     case MEMBER_REF:
8562     case DOTSTAR_EXPR:
8563       return build_x_binary_op
8564         (TREE_CODE (t),
8565          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8566          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8567          /*overloaded_p=*/NULL);
8568
8569     case SCOPE_REF:
8570       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
8571                                   /*address_p=*/false);
8572     case ARRAY_REF:
8573       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8574                                                 args, complain, in_decl);
8575       return build_x_binary_op (ARRAY_REF, op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8576                                 /*overloaded_p=*/NULL);
8577
8578     case SIZEOF_EXPR:
8579     case ALIGNOF_EXPR:
8580       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
8581       if (!args)
8582         {
8583           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
8584              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
8585              the substitutions may not work.  */
8586           if (!TYPE_P (op1))
8587             op1 = TREE_TYPE (op1);
8588         }
8589       else
8590         {
8591           ++skip_evaluation;
8592           op1 = RECUR (op1);
8593           --skip_evaluation;
8594         }
8595       if (TYPE_P (op1))
8596         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
8597       else
8598         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
8599
8600     case MODOP_EXPR:
8601       {
8602         tree r = build_x_modify_expr
8603           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8604            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
8605            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8606         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
8607            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
8608            than plain assignment.  In the former case, it was already
8609            set and must be copied.  In the latter case,
8610            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
8611            here.  */
8612         if (TREE_NO_WARNING (t))
8613           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
8614         return r;
8615       }
8616
8617     case ARROW_EXPR:
8618       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8619                                                 args, complain, in_decl);
8620       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8621       if (DECL_P (op1))
8622         mark_used (op1);
8623       return build_x_arrow (op1);
8624
8625     case NEW_EXPR:
8626       return build_new
8627         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8628          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8629          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
8630          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
8631          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8632
8633     case DELETE_EXPR:
8634      return delete_sanity
8635        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8636         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8637         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
8638         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
8639
8640     case COMPOUND_EXPR:
8641       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8642                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
8643
8644     case CALL_EXPR:
8645       {
8646         tree function;
8647         tree call_args;
8648         bool qualified_p;
8649         bool koenig_p;
8650
8651         function = TREE_OPERAND (t, 0);
8652         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
8653            not Koenig lookup should be performed.  */
8654         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
8655         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
8656           {
8657             qualified_p = true;
8658             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
8659                                             /*done=*/false,
8660                                             /*address_p=*/false);
8661           }
8662         else
8663           {
8664             qualified_p = (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF
8665                            && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (function, 1))
8666                                == SCOPE_REF));
8667             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
8668                                               in_decl,
8669                                               !qualified_p);
8670             if (BASELINK_P (function))
8671               qualified_p = true;
8672           }
8673
8674         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8675
8676         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
8677            lookup finds a non-function, in accordance with the
8678            expected resolution of DR 218.  */
8679         if (koenig_p
8680             && ((is_overloaded_fn (function)
8681                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
8682                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
8683                     to denote the function.  */
8684                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
8685                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
8686           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
8687
8688         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
8689           {
8690             unqualified_name_lookup_error (function);
8691             return error_mark_node;
8692           }
8693
8694         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8695         if (DECL_P (function))
8696           mark_used (function);
8697
8698         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
8699           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
8700         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
8701           {
8702             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
8703               return finish_call_expr (function, call_args,
8704                                        /*disallow_virtual=*/false,
8705                                        /*koenig_p=*/false);
8706             else
8707               return (build_new_method_call
8708                       (TREE_OPERAND (function, 0),
8709                        TREE_OPERAND (function, 1),
8710                        call_args, NULL_TREE,
8711                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL));
8712           }
8713         return finish_call_expr (function, call_args,
8714                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
8715                                  koenig_p);
8716       }
8717
8718     case COND_EXPR:
8719       return build_x_conditional_expr
8720         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8721          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8722          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8723
8724     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
8725       return finish_pseudo_destructor_expr
8726         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8727          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
8728          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
8729
8730     case TREE_LIST:
8731       {
8732         tree purpose, value, chain;
8733
8734         if (t == void_list_node)
8735           return t;
8736
8737         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8738         if (purpose)
8739           purpose = RECUR (purpose);
8740         value = TREE_VALUE (t);
8741         if (value)
8742           value = RECUR (value);
8743         chain = TREE_CHAIN (t);
8744         if (chain && chain != void_type_node)
8745           chain = RECUR (chain);
8746         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8747             && value == TREE_VALUE (t)
8748             && chain == TREE_CHAIN (t))
8749           return t;
8750         return tree_cons (purpose, value, chain);
8751       }
8752
8753     case COMPONENT_REF:
8754       {
8755         tree object;
8756         tree member;
8757
8758         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
8759                                                      args, complain, in_decl);
8760         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
8761         if (DECL_P (object))
8762           mark_used (object);
8763
8764         member = TREE_OPERAND (t, 1);
8765         if (BASELINK_P (member))
8766           member = tsubst_baselink (member,
8767                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
8768                                     args, complain, in_decl);
8769         else
8770           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
8771
8772         if (member == error_mark_node)
8773           return error_mark_node;
8774         else if (!CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (object)))
8775           {
8776             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
8777               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
8778                                                     NULL_TREE,
8779                                                     TREE_TYPE (object));
8780             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8781                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
8782               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
8783                                                     object,
8784                                                     TREE_TYPE (object));
8785           }
8786         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8787                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
8788           {
8789             tree tmpl;
8790             tree args;
8791
8792             /* Lookup the template functions now that we know what the
8793                scope is.  */
8794             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
8795             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
8796             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
8797                                             /*is_type_p=*/false,
8798                                             /*complain=*/false);
8799             if (BASELINK_P (member))
8800               {
8801                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
8802                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
8803                               args);
8804                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
8805                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
8806                            TREE_TYPE (object)));
8807               }
8808             else
8809               {
8810                 qualified_name_lookup_error (TREE_TYPE (object), tmpl,
8811                                              member);
8812                 return error_mark_node;
8813               }
8814           }
8815         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
8816                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
8817                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
8818           {
8819             if (complain & tf_error)
8820               {
8821                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
8822                   error ("%qT is not a class or namespace",
8823                          TREE_OPERAND (member, 0));
8824                 else
8825                   error ("%qD is not a class or namespace",
8826                          TREE_OPERAND (member, 0));
8827               }
8828             return error_mark_node;
8829           }
8830         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
8831           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
8832
8833         return finish_class_member_access_expr (object, member);
8834       }
8835
8836     case THROW_EXPR:
8837       return build_throw
8838         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8839
8840     case CONSTRUCTOR:
8841       {
8842         VEC(constructor_elt,gc) *n;
8843         constructor_elt *ce;
8844         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
8845         tree r;
8846         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8847         bool process_index_p;
8848
8849         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
8850         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
8851           return t;
8852
8853         /* We do not want to process the index of aggregate
8854            initializers as they are identifier nodes which will be
8855            looked up by digest_init.  */
8856         process_index_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
8857
8858         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
8859         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
8860           {
8861             if (ce->index && process_index_p)
8862               ce->index = RECUR (ce->index);
8863             ce->value = RECUR (ce->value);
8864           }
8865
8866         r = build_constructor (NULL_TREE, n);
8867         TREE_HAS_CONSTRUCTOR (r) = TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t);
8868
8869         if (type)
8870           return digest_init (type, r);
8871         return r;
8872       }
8873
8874     case TYPEID_EXPR:
8875       {
8876         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8877         if (TYPE_P (operand_0))
8878           return get_typeid (operand_0);
8879         return build_typeid (operand_0);
8880       }
8881
8882     case VAR_DECL:
8883       if (!args)
8884         return t;
8885       /* Fall through */
8886
8887     case PARM_DECL:
8888       {
8889         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8890
8891         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
8892           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
8893              the appropriate INDIRECT_REF.  */
8894           r = convert_from_reference (r);
8895         return r;
8896       }
8897
8898     case VA_ARG_EXPR:
8899       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
8900                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
8901                                           in_decl));
8902
8903     case OFFSETOF_EXPR:
8904       return fold_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8905
8906     case STMT_EXPR:
8907       {
8908         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
8909         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
8910
8911         cur_stmt_expr = stmt_expr;
8912         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl);
8913         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
8914         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
8915
8916         return stmt_expr;
8917       }
8918
8919     case CONST_DECL:
8920       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8921       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
8922          to their underlying values.  */
8923       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
8924         return DECL_INITIAL (t);
8925       return t;
8926
8927     default:
8928       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
8929       {
8930         tree subst
8931           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
8932                                          in_decl, /*function_p=*/false);
8933         if (subst)
8934           return subst;
8935       }
8936       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
8937     }
8938
8939 #undef RECUR
8940 }
8941
8942 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
8943    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
8944    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
8945    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
8946
8947 static bool
8948 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
8949 {
8950   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
8951   bool result = false;
8952   bool error_p = complain & tf_error;
8953
8954   for (ix = 0; ix != len; ix++)
8955     {
8956       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
8957
8958       if (TYPE_P (t))
8959         {
8960           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
8961              of a class or enumeration declared in a local scope)
8962              shall not be used to declare an entity with linkage.
8963              This implies that names with no linkage cannot be used as
8964              template arguments.  */
8965           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
8966
8967           if (nt)
8968             {
8969               if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
8970                 error ("%qT is/uses anonymous type", t);
8971               else
8972                 error ("%qT uses local type %qT", t, nt);
8973               result = true;
8974               error_p = true;
8975             }
8976           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
8977              allow variably-modified types as template arguments.  */
8978           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
8979             {
8980               if (complain & tf_error)
8981                 error ("%qT is a variably modified type", t);
8982               result = true;
8983             }
8984         }
8985       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
8986          constant.  */
8987       else if (TREE_TYPE (t)
8988                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
8989                && !TREE_CONSTANT (t))
8990         {
8991           if (complain & tf_error)
8992             error ("integral expression %qE is not constant", t);
8993           result = true;
8994         }
8995     }
8996   if (result && error_p)
8997     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
8998   return result;
8999 }
9000
9001 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
9002    the template arguments in TARG_PTR.  */
9003
9004 tree
9005 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
9006 {
9007   tree fndecl;
9008   tree gen_tmpl;
9009   tree spec;
9010
9011   if (tmpl == error_mark_node)
9012     return error_mark_node;
9013
9014   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
9015
9016   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
9017   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
9018     {
9019       tree spec;
9020       tree clone;
9021
9022       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
9023                                    complain);
9024       if (spec == error_mark_node)
9025         return error_mark_node;
9026
9027       /* Look for the clone.  */
9028       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
9029         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
9030           return clone;
9031       /* We should always have found the clone by now.  */
9032       gcc_unreachable ();
9033       return NULL_TREE;
9034     }
9035
9036   /* Check to see if we already have this specialization.  */
9037   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr,
9038                                   /*class_specializations_p=*/false);
9039   if (spec != NULL_TREE)
9040     return spec;
9041
9042   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9043   if (tmpl != gen_tmpl)
9044     {
9045       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
9046          arguments we must add the arguments used to perform the
9047          partial instantiation.  */
9048       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
9049                                               targ_ptr);
9050
9051       /* Check to see if we already have this specialization.  */
9052       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
9053                                       /*class_specializations_p=*/false);
9054       if (spec != NULL_TREE)
9055         return spec;
9056     }
9057
9058   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
9059                                complain))
9060     return error_mark_node;
9061
9062   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
9063      parameters and return types have to be checked.  However this
9064      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
9065      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
9066      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
9067   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
9068
9069   /* Substitute template parameters.  */
9070   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
9071                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
9072
9073   /* Now we know the specialization, compute access previously
9074      deferred.  */
9075   push_access_scope (fndecl);
9076   perform_deferred_access_checks ();
9077   pop_access_scope (fndecl);
9078   pop_deferring_access_checks ();
9079
9080   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9081      template, not the most general template.  */
9082   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9083
9084   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9085      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9086      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9087      instantiating the template clones.  */
9088   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9089     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9090
9091   return fndecl;
9092 }
9093
9094 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9095    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9096    into which the deduced template arguments are placed.
9097
9098    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9099    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9100    printed only for an incomplete match.
9101
9102    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9103    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9104
9105    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9106    template-id.
9107
9108    The parameter STRICT is one of:
9109
9110    DEDUCE_CALL:
9111      We are deducing arguments for a function call, as in
9112      [temp.deduct.call].
9113
9114    DEDUCE_CONV:
9115      We are deducing arguments for a conversion function, as in
9116      [temp.deduct.conv].
9117
9118    DEDUCE_EXACT:
9119      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9120      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9121      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9122      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
9123
9124 int
9125 fn_type_unification (tree fn,
9126                      tree explicit_targs,
9127                      tree targs,
9128                      tree args,
9129                      tree return_type,
9130                      unification_kind_t strict,
9131                      int flags)
9132 {
9133   tree parms;
9134   tree fntype;
9135   int result;
9136
9137   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9138
9139   fntype = TREE_TYPE (fn);
9140   if (explicit_targs)
9141     {
9142       /* [temp.deduct]
9143
9144          The specified template arguments must match the template
9145          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9146          must not be more arguments than there are parameters;
9147          otherwise type deduction fails.
9148
9149          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9150          nontype template parameters, or must be convertible to the
9151          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9152          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9153
9154          All references in the function type of the function template
9155          to the corresponding template parameters are replaced by the
9156          specified template argument values.  If a substitution in a
9157          template parameter or in the function type of the function
9158          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9159       int i;
9160       tree converted_args;
9161       bool incomplete;
9162
9163       if (explicit_targs == error_mark_node)
9164         return 1;
9165
9166       converted_args
9167         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9168                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
9169                                   /*require_all_arguments=*/0));
9170       if (converted_args == error_mark_node)
9171         return 1;
9172
9173       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9174          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9175          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9176          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9177          processing during substitution as we could create partial
9178          instantiations.  */
9179       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9180       processing_template_decl += incomplete;
9181       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9182       processing_template_decl -= incomplete;
9183
9184       if (fntype == error_mark_node)
9185         return 1;
9186
9187       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9188       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9189         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9190     }
9191
9192   parms = TYPE_ARG_TYPES (fntype);
9193   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9194   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn))
9195     parms = TREE_CHAIN (parms);
9196
9197   if (return_type)
9198     {
9199       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9200       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9201     }
9202
9203   /* We allow incomplete unification without an error message here
9204      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9205      callers must be ready to deal with unification failures in any
9206      event.  */
9207   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9208                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9209                                   strict, flags);
9210
9211   if (result == 0)
9212     /* All is well so far.  Now, check:
9213
9214        [temp.deduct]
9215
9216        When all template arguments have been deduced, all uses of
9217        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9218        the corresponding deduced argument values.  If the
9219        substitution results in an invalid type, as described above,
9220        type deduction fails.  */
9221     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9222         == error_mark_node)
9223       return 1;
9224
9225   return result;
9226 }
9227
9228 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9229    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9230    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9231    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9232    the argument passed to the call, or the type of the value
9233    initialized with the result of the conversion function.  */
9234
9235 static int
9236 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
9237                                   tree* parm,
9238                                   tree* arg)
9239 {
9240   int result = 0;
9241
9242   switch (strict)
9243     {
9244     case DEDUCE_CALL:
9245       break;
9246
9247     case DEDUCE_CONV:
9248       {
9249         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9250            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9251            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9252         tree* temp = parm;
9253         parm = arg;
9254         arg = temp;
9255         break;
9256       }
9257
9258     case DEDUCE_EXACT:
9259       /* There is nothing to do in this case.  */
9260       return 0;
9261
9262     default:
9263       gcc_unreachable ();
9264     }
9265
9266   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9267     {
9268       /* [temp.deduct.call]
9269
9270          If P is not a reference type:
9271
9272          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9273          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9274          used in place of A for type deduction; otherwise,
9275
9276          --If A is a function type, the pointer type produced by
9277          the function-to-pointer standard conversion
9278          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9279          otherwise,
9280
9281          --If A is a cv-qualified type, the top level
9282          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9283          deduction.  */
9284       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9285         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9286       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9287         *arg = build_pointer_type (*arg);
9288       else
9289         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9290     }
9291
9292   /* [temp.deduct.call]
9293
9294      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9295      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9296      reference type, the type referred to by P is used for
9297      type deduction.  */
9298   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9299   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9300     {
9301       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9302       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9303     }
9304
9305   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9306      too (which has been swapped into ARG).  */
9307   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9308     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9309
9310   return result;
9311 }
9312
9313 /* Most parms like fn_type_unification.
9314
9315    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9316    arguments of a function or method parameter of a function
9317    template). */
9318
9319 static int
9320 type_unification_real (tree tparms,
9321                        tree targs,
9322                        tree xparms,
9323                        tree xargs,
9324                        int subr,
9325                        unification_kind_t strict,
9326                        int flags)
9327 {
9328   tree parm, arg;
9329   int i;
9330   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9331   int sub_strict;
9332   int saw_undeduced = 0;
9333   tree parms, args;
9334
9335   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9336   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9337   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9338   gcc_assert (ntparms > 0);
9339
9340   switch (strict)
9341     {
9342     case DEDUCE_CALL:
9343       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9344                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9345       break;
9346
9347     case DEDUCE_CONV:
9348       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9349       break;
9350
9351     case DEDUCE_EXACT:
9352       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9353       break;
9354
9355     default:
9356       gcc_unreachable ();
9357     }
9358
9359  again:
9360   parms = xparms;
9361   args = xargs;
9362
9363   while (parms && parms != void_list_node
9364          && args && args != void_list_node)
9365     {
9366       parm = TREE_VALUE (parms);
9367       parms = TREE_CHAIN (parms);
9368       arg = TREE_VALUE (args);
9369       args = TREE_CHAIN (args);
9370
9371       if (arg == error_mark_node)
9372         return 1;
9373       if (arg == unknown_type_node)
9374         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9375            template args from other function args.  */
9376         continue;
9377
9378       /* Conversions will be performed on a function argument that
9379          corresponds with a function parameter that contains only
9380          non-deducible template parameters and explicitly specified
9381          template parameters.  */
9382       if (!uses_template_parms (parm))
9383         {
9384           tree type;
9385
9386           if (!TYPE_P (arg))
9387             type = TREE_TYPE (arg);
9388           else
9389             type = arg;
9390
9391           if (same_type_p (parm, type))
9392             continue;
9393           if (strict != DEDUCE_EXACT
9394               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg, 
9395                                   flags))
9396             continue;
9397           
9398           return 1;
9399         }
9400
9401       if (!TYPE_P (arg))
9402         {
9403           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9404           if (type_unknown_p (arg))
9405             {
9406               /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from
9407                  a pointer to function or pointer to member function
9408                  argument if the set of overloaded functions does not
9409                  contain function templates and at most one of a set of
9410                  overloaded functions provides a unique match.  */
9411
9412               if (resolve_overloaded_unification
9413                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict)
9414                   != 0)
9415                 return 1;
9416               continue;
9417             }
9418           arg = TREE_TYPE (arg);
9419           if (arg == error_mark_node)
9420             return 1;
9421         }
9422
9423       {
9424         int arg_strict = sub_strict;
9425
9426         if (!subr)
9427           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9428
9429         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
9430           return 1;
9431       }
9432     }
9433
9434   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
9435      are present, and the parm list isn't variadic.  */
9436   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
9437     return 1;
9438   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
9439   if (parms && parms != void_list_node
9440       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
9441     return 1;
9442
9443   if (!subr)
9444     for (i = 0; i < ntparms; i++)
9445       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
9446         {
9447           tree tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
9448
9449           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
9450              a type parameter, try another pass; its type may have been
9451              deduced from a later argument than the one from which
9452              this parameter can be deduced.  */
9453           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
9454               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
9455               && !saw_undeduced++)
9456             goto again;
9457
9458           return 2;
9459         }
9460
9461   return 0;
9462 }
9463
9464 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables at the
9465    call site.  ARG is an overloaded function (or template-id); we try
9466    deducing template args from each of the overloads, and if only one
9467    succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns 0 on success.  */
9468
9469 static int
9470 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
9471                                 tree targs,
9472                                 tree parm,
9473                                 tree arg,
9474                                 unification_kind_t strict,
9475                                 int sub_strict)
9476 {
9477   tree tempargs = copy_node (targs);
9478   int good = 0;
9479   bool addr_p;
9480
9481   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
9482     {
9483       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9484       addr_p = true;
9485     }
9486   else
9487     addr_p = false;
9488
9489   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
9490     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
9491        function name.  */
9492     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9493
9494   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
9495     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
9496
9497   /* Strip baselink information.  */
9498   if (BASELINK_P (arg))
9499     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
9500
9501   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9502     {
9503       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
9504          the affected templates before we try to unify, in case the
9505          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
9506
9507       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
9508       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
9509
9510       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9511         {
9512           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
9513           tree subargs, elem;
9514
9515           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
9516             continue;
9517
9518           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
9519                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
9520           if (subargs)
9521             {
9522               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
9523               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9524                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
9525             }
9526         }
9527     }
9528   else
9529     {
9530       gcc_assert (TREE_CODE (arg) == OVERLOAD
9531                   || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_DECL);
9532
9533       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
9534         good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
9535                                   TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
9536                                   strict, sub_strict, addr_p);
9537     }
9538
9539   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9540      to function or pointer to member function argument if the set of
9541      overloaded functions does not contain function templates and at most
9542      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9543
9544      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
9545      deduce anything.  */
9546
9547   if (good == 1)
9548     {
9549       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9550       for (; i--; )
9551         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
9552           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9553     }
9554   if (good)
9555     return 0;
9556
9557   return 1;
9558 }
9559
9560 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
9561    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
9562    different overloads deduce different arguments for a given parm.
9563    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
9564    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
9565
9566    Returns 1 on success.  */
9567
9568 static int
9569 try_one_overload (tree tparms,
9570                   tree orig_targs,
9571                   tree targs,
9572                   tree parm,
9573                   tree arg,
9574                   unification_kind_t strict,
9575                   int sub_strict,
9576                   bool addr_p)
9577 {
9578   int nargs;
9579   tree tempargs;
9580   int i;
9581
9582   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
9583      to function or pointer to member function argument if the set of
9584      overloaded functions does not contain function templates and at most
9585      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
9586
9587      So if this is a template, just return success.  */
9588
9589   if (uses_template_parms (arg))
9590     return 1;
9591
9592   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9593     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
9594   else if (addr_p)
9595     arg = build_pointer_type (arg);
9596
9597   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9598
9599   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
9600      some template args from previous args, unify would complain when we
9601      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
9602      there isn't really a conflict.  */
9603   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
9604   tempargs = make_tree_vec (nargs);
9605
9606   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
9607     return 0;
9608
9609   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
9610      explicitly specified args.  */
9611   for (i = nargs; i--; )
9612     {
9613       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9614       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
9615
9616       if (!elt)
9617         /*NOP*/;
9618       else if (uses_template_parms (elt))
9619         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
9620            template args used in the function parm list with our own
9621            template parms.  Discard them.  */
9622         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
9623       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
9624         return 0;
9625     }
9626
9627   for (i = nargs; i--; )
9628     {
9629       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
9630
9631       if (elt)
9632         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
9633     }
9634
9635   return 1;
9636 }
9637
9638 /* Verify that nondeduce template argument agrees with the type
9639    obtained from argument deduction.  Return nonzero if the
9640    verification fails.
9641
9642    For example:
9643
9644      struct A { typedef int X; };
9645      template <class T, class U> struct C {};
9646      template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
9647
9648    Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
9649    `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
9650    is `int'.  This function ensure that they agree.
9651
9652    TARGS, PARMS are the same as the arguments of unify.
9653    ARGS contains template arguments from all levels.  */
9654
9655 static int
9656 verify_class_unification (tree targs, tree parms, tree args)
9657 {
9658   parms = tsubst (parms, add_outermost_template_args (args, targs),
9659                   tf_none, NULL_TREE);
9660   if (parms == error_mark_node)
9661     return 1;
9662
9663   return !comp_template_args (parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args));
9664 }
9665
9666 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
9667    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
9668    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
9669    TARGS are as for unify.  */
9670
9671 static tree
9672 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9673 {
9674   tree copy_of_targs;
9675
9676   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
9677       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
9678           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
9679     return NULL_TREE;
9680
9681   /* We need to make a new template argument vector for the call to
9682      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
9683      the attempted unification, even if this class didn't work out.
9684      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
9685      we've already done, since unification is supposed to be done on
9686      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
9687      following pathological case:
9688
9689        template <int I, int J, int K>
9690        struct S {};
9691
9692        template <int I, int J>
9693        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
9694
9695        template <int I, int J, int K>
9696        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
9697
9698        void g() {
9699          S<0, 0, 0> s0;
9700          S<0, 1, 2> s2;
9701
9702          f(s0, s2);
9703        }
9704
9705      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
9706      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
9707      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
9708      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
9709      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
9710      would reject the possibility I=1.  */
9711   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
9712
9713   /* If unification failed, we're done.  */
9714   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
9715              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
9716     return NULL_TREE;
9717
9718   return arg;
9719 }
9720
9721 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
9722    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
9723    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
9724    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
9725    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
9726    by unify.  */
9727
9728 static tree
9729 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
9730 {
9731   tree rval = NULL_TREE;
9732   tree binfo;
9733
9734   gcc_assert (IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (arg)));
9735
9736   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
9737   if (!binfo)
9738     /* The type could not be completed.  */
9739     return NULL_TREE;
9740
9741   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
9742      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
9743   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
9744     {
9745       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
9746
9747       if (r)
9748         {
9749           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
9750
9751                [temp.deduct.call]
9752
9753               If they yield more than one possible deduced A, the type
9754               deduction fails.
9755
9756              applies.  */
9757           if (rval && !same_type_p (r, rval))
9758             return NULL_TREE;
9759
9760           rval = r;
9761         }
9762     }
9763
9764   return rval;
9765 }
9766
9767 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
9768
9769 static int
9770 template_decl_level (tree decl)
9771 {
9772   switch (TREE_CODE (decl))
9773     {
9774     case TYPE_DECL:
9775     case TEMPLATE_DECL:
9776       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
9777
9778     case PARM_DECL:
9779       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
9780
9781     default:
9782       gcc_unreachable ();
9783     }
9784   return 0;
9785 }
9786
9787 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
9788    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
9789    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
9790
9791 static int
9792 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
9793 {
9794   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
9795   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
9796
9797   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9798       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9799     {
9800       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
9801           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
9802           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
9803           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
9804           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
9805           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
9806       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
9807            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
9808            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
9809           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
9810         return 0;
9811
9812       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
9813           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
9814         return 0;
9815     }
9816
9817   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
9818       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
9819     return 0;
9820
9821   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
9822       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
9823     return 0;
9824
9825   return 1;
9826 }
9827
9828 /* Takes parameters as for type_unification.  Returns 0 if the
9829    type deduction succeeds, 1 otherwise.  The parameter STRICT is a
9830    bitwise or of the following flags:
9831
9832      UNIFY_ALLOW_NONE:
9833        Require an exact match between PARM and ARG.
9834      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
9835        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
9836        conversion) than ARG.
9837      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
9838        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
9839      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
9840        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
9841        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
9842        ARG.
9843      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
9844        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
9845        case for more information.
9846      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
9847        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
9848        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
9849        have const qualified pointers leading up to the inner type which
9850        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
9851        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
9852        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
9853      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
9854        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
9855        qualified at this point.
9856      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
9857        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
9858        qualified at this point.  */
9859
9860 static int
9861 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
9862 {
9863   int idx;
9864   tree targ;
9865   tree tparm;
9866   int strict_in = strict;
9867
9868   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
9869      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
9870      signedness is the only information lost, and I think that will be
9871      okay.  */
9872   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
9873     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
9874
9875   if (arg == error_mark_node)
9876     return 1;
9877   if (arg == unknown_type_node)
9878     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9879        template args from other function args.  */
9880     return 0;
9881
9882   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
9883      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
9884      template parameters.  We might need them if we're trying to
9885      figure out which of two things is more specialized.  */
9886   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
9887     return 0;
9888
9889   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
9890      cv-qualification mismatches.  */
9891   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9892       && TYPE_P (arg)
9893       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
9894          type, and the elements might be template type parms. We'll check
9895          when we recurse.  */
9896       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
9897       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
9898          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
9899          PARM `T' for example, when computing which of two templates
9900          is more specialized, for example.  */
9901       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
9902       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
9903     return 1;
9904
9905   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
9906       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
9907     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
9908   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
9909   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
9910   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9911   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
9912
9913   switch (TREE_CODE (parm))
9914     {
9915     case TYPENAME_TYPE:
9916     case SCOPE_REF:
9917     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
9918       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
9919          argument values cannot be deduced for template parameters used
9920          within the nested-name-specifier.  */
9921       return 0;
9922
9923     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
9924     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9925     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
9926       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
9927
9928       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
9929           != template_decl_level (tparm))
9930         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
9931            to see if it matches ARG.  */
9932         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
9933                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
9934       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
9935       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
9936       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
9937
9938       /* Check for mixed types and values.  */
9939       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
9940            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
9941           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9942               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
9943         return 1;
9944
9945       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9946         {
9947           /* ARG must be constructed from a template class or a template
9948              template parameter.  */
9949           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9950               && (TREE_CODE (arg) != RECORD_TYPE || !CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)))
9951             return 1;
9952
9953           {
9954             tree parmtmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (parm);
9955             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
9956             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
9957             tree argtmplvec
9958               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_TI_TEMPLATE (arg));
9959             int i;
9960
9961             /* The parameter and argument roles have to be switched here
9962                in order to handle default arguments properly.  For example,
9963                template<template <class> class TT> void f(TT<int>)
9964                should be able to accept vector<int> which comes from
9965                template <class T, class Allocator = allocator>
9966                class vector.  */
9967
9968             if (coerce_template_parms (argtmplvec, parmvec, parmtmpl, 0, 1)
9969                 == error_mark_node)
9970               return 1;
9971
9972             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
9973                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
9974                rather than the whole TREE_VEC since they can have
9975                different number of elements.  */
9976
9977             for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parmvec); ++i)
9978               {
9979                 if (unify (tparms, targs,
9980                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
9981                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
9982                            UNIFY_ALLOW_NONE))
9983                   return 1;
9984               }
9985           }
9986           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
9987
9988           /* Fall through to deduce template name.  */
9989         }
9990
9991       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
9992           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
9993         {
9994           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
9995
9996           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
9997           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
9998             return 0;
9999           else if (targ)
10000             return 1;
10001         }
10002       else
10003         {
10004           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
10005              a match unless we are allowing additional qualification.
10006              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
10007              that binds `const int' to `T'.  */
10008           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
10009                                          arg, parm))
10010             return 1;
10011
10012           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
10013              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
10014           arg = cp_build_qualified_type_real
10015             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
10016           if (arg == error_mark_node)
10017             return 1;
10018
10019           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10020           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
10021             return 0;
10022           else if (targ)
10023             return 1;
10024
10025           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
10026              that were talking about variable-sized arrays (like
10027              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
10028              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
10029              the bound of the array will not be computable in an
10030              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
10031              ISO C++, so we can do as we please here.  */
10032           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
10033             return 1;
10034         }
10035
10036       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10037       return 0;
10038
10039     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10040       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10041
10042       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
10043           != template_decl_level (tparm))
10044         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10045            to see if it matches ARG.  */
10046         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10047                  && cp_tree_equal (parm, arg));
10048
10049       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
10050       targ = TREE_VEC_ELT (targs, idx);
10051
10052       if (targ)
10053         return !cp_tree_equal (targ, arg);
10054
10055       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
10056          with a non-type template-parameter, the non-type
10057          template-parameter is used in an expression in the function
10058          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
10059          deduced, the template-argument type shall match the type of the
10060          template-parameter exactly, except that a template-argument
10061          deduced from an array bound may be of any integral type.
10062          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
10063       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
10064       if (!TREE_TYPE (arg))
10065         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
10066            It will later be processed in convert_template_argument.  */
10067         ;
10068       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
10069         /* OK */;
10070       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
10071                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
10072                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
10073         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
10074            template argument must exactly match the types of the
10075            corresponding parameter.  */
10076         arg = fold (build_nop (TREE_TYPE (parm), arg));
10077       else if (uses_template_parms (tparm))
10078         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
10079            later.  */
10080         return 0;
10081       else
10082         return 1;
10083
10084       TREE_VEC_ELT (targs, idx) = arg;
10085       return 0;
10086
10087     case PTRMEM_CST:
10088      {
10089         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
10090          another constant.  */
10091       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
10092         return 1;
10093
10094       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
10095          wrong, depending on the strict flags) to unify also
10096          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
10097          arg refer to the same variable, even if through different
10098          classes. For instance:
10099
10100          struct A { int x; };
10101          struct B : A { };
10102
10103          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
10104       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
10105                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
10106      }
10107
10108     case POINTER_TYPE:
10109       {
10110         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
10111           return 1;
10112
10113         /* [temp.deduct.call]
10114
10115            A can be another pointer or pointer to member type that can
10116            be converted to the deduced A via a qualification
10117            conversion (_conv.qual_).
10118
10119            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
10120            This will allow for additional cv-qualification of the
10121            pointed-to types if appropriate.  */
10122
10123         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
10124           /* The derived-to-base conversion only persists through one
10125              level of pointers.  */
10126           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
10127
10128         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10129                       TREE_TYPE (arg), strict);
10130       }
10131
10132     case REFERENCE_TYPE:
10133       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
10134         return 1;
10135       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10136                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10137
10138     case ARRAY_TYPE:
10139       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
10140         return 1;
10141       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
10142           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
10143         return 1;
10144       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
10145         {
10146           tree parm_max;
10147           tree arg_max;
10148
10149           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
10150           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
10151
10152           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
10153              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
10154              not an integer constant.  */
10155           if (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR)
10156             {
10157               arg_max = fold_build2 (PLUS_EXPR,
10158                                      integer_type_node,
10159                                      arg_max,
10160                                      TREE_OPERAND (parm_max, 1));
10161               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
10162             }
10163
10164           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
10165             return 1;
10166         }
10167       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10168                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10169
10170     case REAL_TYPE:
10171     case COMPLEX_TYPE:
10172     case VECTOR_TYPE:
10173     case INTEGER_TYPE:
10174     case BOOLEAN_TYPE:
10175     case ENUMERAL_TYPE:
10176     case VOID_TYPE:
10177       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10178         return 1;
10179
10180       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
10181          function.  */
10182       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
10183         return 1;
10184
10185       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
10186          will invalidate it if necessary.  */
10187       return 0;
10188
10189       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
10190       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
10191     case INTEGER_CST:
10192       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
10193         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10194
10195       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
10196         return 1;
10197       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
10198
10199     case TREE_VEC:
10200       {
10201         int i;
10202         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
10203           return 1;
10204         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
10205           return 1;
10206         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
10207           if (unify (tparms, targs,
10208                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
10209                      UNIFY_ALLOW_NONE))
10210             return 1;
10211         return 0;
10212       }
10213
10214     case RECORD_TYPE:
10215     case UNION_TYPE:
10216       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10217         return 1;
10218
10219       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
10220         {
10221           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10222             return 1;
10223
10224           return unify (tparms, targs,
10225                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
10226                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
10227                         strict);
10228         }
10229
10230       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
10231         {
10232           tree t = NULL_TREE;
10233
10234           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
10235             {
10236               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
10237               t = try_class_unification (tparms, targs,
10238                                          parm, arg);
10239
10240               if (!t)
10241                 {
10242                   /* Fallback to the special case allowed in
10243                      [temp.deduct.call]:
10244
10245                        If P is a class, and P has the form
10246                        template-id, then A can be a derived class of
10247                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
10248                        a class of the form template-id, A can be a
10249                        pointer to a derived class pointed to by the
10250                        deduced A.  */
10251                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
10252
10253                   if (!t)
10254                     return 1;
10255                 }
10256             }
10257           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
10258                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
10259                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
10260             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
10261                Then, we should unify `int' and `U'.  */
10262             t = arg;
10263           else
10264             /* There's no chance of unification succeeding.  */
10265             return 1;
10266
10267           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10268                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
10269         }
10270       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
10271         return 1;
10272       return 0;
10273
10274     case METHOD_TYPE:
10275     case FUNCTION_TYPE:
10276       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10277         return 1;
10278
10279       /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
10280          match exactly.  We need to check them explicitly here,
10281          because type_unification_real treats them as any other
10282          cvqualified parameter.  */
10283       if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
10284           && (!check_cv_quals_for_unify
10285               (UNIFY_ALLOW_NONE,
10286                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
10287                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
10288         return 1;
10289
10290       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10291                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10292         return 1;
10293       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10294                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, DEDUCE_EXACT,
10295                                     LOOKUP_NORMAL);
10296
10297     case OFFSET_TYPE:
10298       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
10299          deduces the type of the member as a function type. */
10300       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10301         {
10302           tree method_type;
10303           tree fntype;
10304           cp_cv_quals cv_quals;
10305
10306           /* Check top-level cv qualifiers */
10307           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
10308             return 1;
10309
10310           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10311                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10312             return 1;
10313
10314           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
10315           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
10316           fntype =
10317             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
10318                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
10319
10320           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
10321              implicit object parameter and place them on the function
10322              type to be restored later. */
10323           cv_quals =
10324             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
10325           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
10326           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
10327         }
10328
10329       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10330         return 1;
10331       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10332                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10333         return 1;
10334       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10335                     strict);
10336
10337     case CONST_DECL:
10338       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10339         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10340       if (arg != integral_constant_value (parm))
10341         return 1;
10342       return 0;
10343
10344     case FIELD_DECL:
10345     case TEMPLATE_DECL:
10346       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10347       return 1;
10348
10349     default:
10350       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10351
10352       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10353          something like:
10354
10355            template <int I>
10356            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10357
10358          This is a "nondeduced context":
10359
10360            [deduct.type]
10361
10362            The nondeduced contexts are:
10363
10364            --A type that is a template-id in which one or more of
10365              the template-arguments is an expression that references
10366              a template-parameter.
10367
10368          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10369          actually infer any unifications.  */
10370
10371       if (!uses_template_parms (parm)
10372           && !template_args_equal (parm, arg))
10373         return 1;
10374       else
10375         return 0;
10376     }
10377 }
10378 \f
10379 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
10380    required.  */
10381
10382 static void
10383 mark_definable (tree decl)
10384 {
10385   tree clone;
10386   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
10387   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
10388     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
10389 }
10390
10391 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
10392    explicitly instantiated class.  */
10393
10394 void
10395 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
10396 {
10397   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
10398
10399   /* If this entity has already been written out, it's too late to
10400      make any modifications.  */
10401   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
10402     return;
10403
10404   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
10405     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
10406        set correctly by tsubst.  */
10407     TREE_PUBLIC (result) = 1;
10408
10409   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
10410   DECL_COMDAT (result) = 0;
10411
10412   if (extern_p)
10413     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
10414   else
10415     {
10416       mark_definable (result);
10417       /* Always make artificials weak.  */
10418       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
10419         comdat_linkage (result);
10420       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
10421          linkonce sections.  */
10422       else if (TREE_PUBLIC (result))
10423         maybe_make_one_only (result);
10424     }
10425
10426   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
10427      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
10428      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
10429      emitted here.  In neither circumstance do we want
10430      import_export_decl to adjust the linkage.  */
10431   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
10432 }
10433
10434 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
10435
10436    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
10437    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10438    0 if neither is more specialized.
10439
10440    LEN indicates the number of parameters we should consider
10441    (defaulted parameters should not be considered).
10442
10443    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
10444    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
10445    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
10446    the templates will be more specialized if all the *other*
10447    template's arguments deduce against its arguments and at least one
10448    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
10449    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
10450    The arguments used in deduction have reference and top level cv
10451    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
10452    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
10453    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
10454    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
10455    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
10456    we do *not* verify the deduced template argument values can be
10457    substituted into non-deduced contexts, nor do we have to verify
10458    that all template arguments have been deduced.  */
10459
10460 int
10461 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
10462 {
10463   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
10464   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
10465   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
10466   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
10467   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
10468   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
10469   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
10470   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
10471   int better1 = 0;
10472   int better2 = 0;
10473
10474   /* If only one is a member function, they are unordered.  */
10475   if (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl1) != DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl2))
10476     return 0;
10477
10478   /* Don't consider 'this' parameter.  */
10479   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
10480     args1 = TREE_CHAIN (args1);
10481   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
10482     args2 = TREE_CHAIN (args2);
10483
10484   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
10485   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
10486     return 0;
10487
10488   /* Consider the return type for a conversion function */
10489   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
10490     {
10491       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
10492       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
10493       len++;
10494     }
10495
10496   processing_template_decl++;
10497
10498   while (len--)
10499     {
10500       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
10501       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
10502       int deduce1, deduce2;
10503       int quals1 = -1;
10504       int quals2 = -1;
10505
10506       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
10507         {
10508           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10509           quals1 = cp_type_quals (arg1);
10510         }
10511
10512       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
10513         {
10514           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10515           quals2 = cp_type_quals (arg2);
10516         }
10517
10518       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
10519         {
10520           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
10521              array/function pointer decay to it.  This is not part of
10522              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
10523              for the function call itself, and with our earlier
10524              implementation of the underspecified partial ordering
10525              rules.  (nathan).  */
10526           if (quals1 >= 0)
10527             {
10528               switch (TREE_CODE (arg1))
10529                 {
10530                 case ARRAY_TYPE:
10531                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
10532                   /* FALLTHROUGH. */
10533                 case FUNCTION_TYPE:
10534                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
10535                   break;
10536
10537                 default:
10538                   break;
10539                 }
10540             }
10541           else
10542             {
10543               switch (TREE_CODE (arg2))
10544                 {
10545                 case ARRAY_TYPE:
10546                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
10547                   /* FALLTHROUGH. */
10548                 case FUNCTION_TYPE:
10549                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
10550                   break;
10551
10552                 default:
10553                   break;
10554                 }
10555             }
10556         }
10557
10558       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
10559       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
10560
10561       deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
10562       deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
10563
10564       if (!deduce1)
10565         better2 = -1;
10566       if (!deduce2)
10567         better1 = -1;
10568       if (better1 < 0 && better2 < 0)
10569         /* We've failed to deduce something in either direction.
10570            These must be unordered.  */
10571         break;
10572
10573       if (deduce1 && deduce2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
10574         {
10575           /* Deduces in both directions, see if quals can
10576              disambiguate.  Pretend the worse one failed to deduce. */
10577           if ((quals1 & quals2) == quals2)
10578             deduce1 = 0;
10579           if ((quals1 & quals2) == quals1)
10580             deduce2 = 0;
10581         }
10582       if (deduce1 && !deduce2 && !better2)
10583         better2 = 1;
10584       if (deduce2 && !deduce1 && !better1)
10585         better1 = 1;
10586
10587       args1 = TREE_CHAIN (args1);
10588       args2 = TREE_CHAIN (args2);
10589     }
10590
10591   processing_template_decl--;
10592
10593   return (better1 > 0) - (better2 > 0);
10594 }
10595
10596 /* Given two class template specialization list nodes PAT1 and PAT2, return:
10597
10598    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.class.order].
10599    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
10600    0 if neither is more specialized.
10601
10602    FULL_ARGS is the full set of template arguments that triggers this
10603    partial ordering.  */
10604
10605 int
10606 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2, tree full_args)
10607 {
10608   tree targs;
10609   int winner = 0;
10610
10611   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
10612      different class template specializations, we may encounter dependent
10613      types in the arguments, and we need our dependency check functions
10614      to behave correctly.  */
10615   ++processing_template_decl;
10616   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1), TREE_PURPOSE (pat1),
10617                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat2)));
10618   if (targs)
10619     --winner;
10620
10621   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2), TREE_PURPOSE (pat2),
10622                               add_outermost_template_args (full_args, TREE_PURPOSE (pat1)));
10623   if (targs)
10624     ++winner;
10625   --processing_template_decl;
10626
10627   return winner;
10628 }
10629
10630 /* Return the template arguments that will produce the function signature
10631    DECL from the function template FN, with the explicit template
10632    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
10633    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
10634    found.  */
10635
10636 static tree
10637 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
10638 {
10639   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
10640   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
10641   tree decl_type;
10642   tree decl_arg_types;
10643
10644   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
10645      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
10646      FN.  */
10647   decl_type = TREE_TYPE (decl);
10648   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
10649     {
10650       tree tmpl;
10651       tree converted_args;
10652
10653       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10654         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10655       else
10656         /* We can get here for some invalid specializations.  */
10657         return NULL_TREE;
10658
10659       converted_args
10660         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
10661                                   explicit_args, NULL_TREE,
10662                                   tf_none, /*require_all_arguments=*/0));
10663       if (converted_args == error_mark_node)
10664         return NULL_TREE;
10665
10666       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
10667       if (decl_type == error_mark_node)
10668         return NULL_TREE;
10669     }
10670
10671   decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
10672   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
10673   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
10674     decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
10675
10676   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
10677                            decl_arg_types,
10678                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
10679                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
10680                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
10681     return NULL_TREE;
10682
10683   return targs;
10684 }
10685
10686 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
10687    template specialization whose innermost template parameters are
10688    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
10689    ARGS.
10690
10691    For example, suppose we have:
10692
10693      template <class T, class U> struct S {};
10694      template <class T> struct S<T*, int> {};
10695
10696    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
10697    {T}, the PARMS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
10698    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
10699    is bound to `double'.  */
10700
10701 static tree
10702 get_class_bindings (tree tparms, tree parms, tree args)
10703 {
10704   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
10705   tree vec = make_tree_vec (ntparms);
10706
10707   if (unify (tparms, vec, parms, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
10708              UNIFY_ALLOW_NONE))
10709     return NULL_TREE;
10710
10711   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
10712     if (! TREE_VEC_ELT (vec, i))
10713       return NULL_TREE;
10714
10715   if (verify_class_unification (vec, parms, args))
10716     return NULL_TREE;
10717
10718   return vec;
10719 }
10720
10721 /* In INSTANTIATIONS is a list of <INSTANTIATION, TEMPLATE> pairs.
10722    Pick the most specialized template, and return the corresponding
10723    instantiation, or if there is no corresponding instantiation, the
10724    template itself.  If there is no most specialized template,
10725    error_mark_node is returned.  If there are no templates at all,
10726    NULL_TREE is returned.  */
10727
10728 tree
10729 most_specialized_instantiation (tree instantiations)
10730 {
10731   tree fn, champ;
10732
10733   if (!instantiations)
10734     return NULL_TREE;
10735
10736   ++processing_template_decl;
10737
10738   champ = instantiations;
10739   for (fn = TREE_CHAIN (instantiations); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10740     {
10741       int fate = 0;
10742
10743       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10744                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10745                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10746         fate--;
10747
10748       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10749                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10750                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10751         fate++;
10752
10753       if (fate != 1)
10754         {
10755           if (!fate)
10756             /* Equally specialized, move to next function.  If there
10757                is no next function, nothing's most specialized.  */
10758             fn = TREE_CHAIN (fn);
10759           champ = fn;
10760         }
10761     }
10762
10763   if (champ)
10764     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
10765        instantiation list.  */
10766     for (fn = instantiations; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
10767       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
10768                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
10769                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
10770           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
10771                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
10772                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
10773         {
10774           champ = NULL_TREE;
10775           break;
10776         }
10777
10778   processing_template_decl--;
10779
10780   if (!champ)
10781     return error_mark_node;
10782
10783   return TREE_PURPOSE (champ) ? TREE_PURPOSE (champ) : TREE_VALUE (champ);
10784 }
10785
10786 /* Return the most specialized of the list of templates in FNS that can
10787    produce an instantiation matching DECL, given the explicit template
10788    arguments EXPLICIT_ARGS.  */
10789
10790 static tree
10791 most_specialized (tree fns, tree decl, tree explicit_args)
10792 {
10793   tree candidates = NULL_TREE;
10794   tree fn, args;
10795
10796   for (fn = fns; fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
10797     {
10798       tree candidate = TREE_VALUE (fn);
10799
10800       args = get_bindings (candidate, decl, explicit_args, /*check_ret=*/true);
10801       if (args)
10802         candidates = tree_cons (NULL_TREE, candidate, candidates);
10803     }
10804
10805   return most_specialized_instantiation (candidates);
10806 }
10807
10808 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
10809    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
10810
10811    For example, given:
10812
10813      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
10814
10815    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
10816    the full template.  This function will not trace past partial
10817    specializations, however.  For example, given in addition:
10818
10819      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
10820
10821    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
10822    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
10823
10824 tree
10825 most_general_template (tree decl)
10826 {
10827   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
10828      an immediate specialization.  */
10829   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
10830     {
10831       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
10832         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10833
10834         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
10835            template friend.  */
10836         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
10837           return NULL_TREE;
10838       } else
10839         return NULL_TREE;
10840     }
10841
10842   /* Look for more and more general templates.  */
10843   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
10844     {
10845       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
10846          (See cp-tree.h for details.)  */
10847       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
10848         break;
10849
10850       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
10851           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
10852         break;
10853
10854       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
10855       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
10856           && DECL_CONTEXT (decl)
10857           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
10858         break;
10859
10860       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
10861     }
10862
10863   return decl;
10864 }
10865
10866 /* Return the most specialized of the class template specializations
10867    of TMPL which can produce an instantiation matching ARGS, or
10868    error_mark_node if the choice is ambiguous.  */
10869
10870 static tree
10871 most_specialized_class (tree tmpl, tree args)
10872 {
10873   tree list = NULL_TREE;
10874   tree t;
10875   tree champ;
10876   int fate;
10877
10878   tmpl = most_general_template (tmpl);
10879   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
10880     {
10881       tree spec_args
10882         = get_class_bindings (TREE_VALUE (t), TREE_PURPOSE (t), args);
10883       if (spec_args)
10884         {
10885           list = tree_cons (TREE_PURPOSE (t), TREE_VALUE (t), list);
10886           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
10887         }
10888     }
10889
10890   if (! list)
10891     return NULL_TREE;
10892
10893   t = list;
10894   champ = t;
10895   t = TREE_CHAIN (t);
10896   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
10897     {
10898       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10899       if (fate == 1)
10900         ;
10901       else
10902         {
10903           if (fate == 0)
10904             {
10905               t = TREE_CHAIN (t);
10906               if (! t)
10907                 return error_mark_node;
10908             }
10909           champ = t;
10910         }
10911     }
10912
10913   for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
10914     {
10915       fate = more_specialized_class (champ, t, args);
10916       if (fate != 1)
10917         return error_mark_node;
10918     }
10919
10920   return champ;
10921 }
10922
10923 /* Explicitly instantiate DECL.  */
10924
10925 void
10926 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
10927 {
10928   tree result = NULL_TREE;
10929   int extern_p = 0;
10930
10931   if (!decl)
10932     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
10933        an appropriate message.  */
10934     return;
10935   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
10936     {
10937       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
10938       return;
10939     }
10940   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
10941     {
10942       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
10943          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
10944          the latter, the DECL we get back will be marked as a
10945          template instantiation, and the appropriate
10946          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
10947          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
10948          should handle VAR_DECLs as it currently handles
10949          FUNCTION_DECLs.  */
10950       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
10951       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
10952         {
10953           error ("no matching template for %qD found", decl);
10954           return;
10955         }
10956     }
10957   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
10958     {
10959       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
10960       return;
10961     }
10962   else
10963     result = decl;
10964
10965   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
10966      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
10967      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
10968      until we get here.  */
10969
10970   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
10971     {
10972       /* DR 259 [temp.spec].
10973
10974          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
10975          specialization shall not appear in a program unless the explicit
10976          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
10977
10978          For a given set of template parameters, if an explicit
10979          instantiation of a template appears after a declaration of an
10980          explicit specialization for that template, the explicit
10981          instantiation has no effect.  */
10982       return;
10983     }
10984   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
10985     {
10986       /* [temp.spec]
10987
10988          No program shall explicitly instantiate any template more
10989          than once.
10990
10991          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
10992          the first instantiation was `extern' and the second is not,
10993          and EXTERN_P for the opposite case.  */
10994       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
10995         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
10996       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
10997          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
10998       if (extern_p)
10999         return;
11000     }
11001   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
11002     {
11003       error ("no matching template for %qD found", result);
11004       return;
11005     }
11006   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
11007     {
11008       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
11009       return;
11010     }
11011
11012   if (storage == NULL_TREE)
11013     ;
11014   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11015     {
11016       if (pedantic && !in_system_header)
11017         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
11018                  "instantiations");
11019       extern_p = 1;
11020     }
11021   else
11022     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
11023
11024   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
11025   if (! extern_p)
11026     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1, 
11027                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11028 }
11029
11030 void
11031 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
11032 {
11033   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
11034   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
11035   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
11036   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
11037   if (! extern_p)
11038     {
11039       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
11040       rest_of_type_compilation (t, 1);
11041     }
11042 }
11043
11044 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
11045    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
11046 static void
11047 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
11048 {
11049   tree storage = *(tree *) data;
11050
11051   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
11052       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
11053     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
11054 }
11055
11056 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
11057    (a member function or a static member variable) of an
11058    explicitly instantiated class template.  */
11059 static void
11060 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
11061 {
11062   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
11063   if (! extern_p)
11064     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1, 
11065                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
11066 }
11067
11068 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
11069    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
11070    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
11071    since the standard is unclear (as detailed below).  */
11072
11073 void
11074 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
11075 {
11076   int extern_p = 0;
11077   int nomem_p = 0;
11078   int static_p = 0;
11079   int previous_instantiation_extern_p = 0;
11080
11081   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
11082     t = TREE_TYPE (t);
11083
11084   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
11085     {
11086       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
11087       return;
11088     }
11089
11090   complete_type (t);
11091
11092   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
11093     {
11094       if (complain & tf_error)
11095         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
11096                t);
11097       return;
11098     }
11099
11100   if (storage != NULL_TREE)
11101     {
11102       if (pedantic && !in_system_header)
11103         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations",
11104                 storage);
11105
11106       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
11107         nomem_p = 1;
11108       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11109         extern_p = 1;
11110       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
11111         static_p = 1;
11112       else
11113         {
11114           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
11115                  storage);
11116           extern_p = 0;
11117         }
11118     }
11119
11120   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
11121     {
11122       /* DR 259 [temp.spec].
11123
11124          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11125          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11126          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11127
11128          For a given set of template parameters, if an explicit
11129          instantiation of a template appears after a declaration of an
11130          explicit specialization for that template, the explicit
11131          instantiation has no effect.  */
11132       return;
11133     }
11134   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
11135     {
11136       /* [temp.spec]
11137
11138          No program shall explicitly instantiate any template more
11139          than once.
11140
11141          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
11142          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
11143          These cases are OK.  */
11144       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
11145
11146       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
11147           && (complain & tf_error))
11148         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
11149
11150       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
11151       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
11152         return;
11153     }
11154
11155   mark_class_instantiated (t, extern_p);
11156
11157   if (nomem_p)
11158     return;
11159
11160   {
11161     tree tmp;
11162
11163     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
11164        declarations, and not the definitions, of members are
11165        instantiated, we have here:
11166
11167          [temp.explicit]
11168
11169          The explicit instantiation of a class template specialization
11170          implies the instantiation of all of its members not
11171          previously explicitly specialized in the translation unit
11172          containing the explicit instantiation.
11173
11174        Of course, we can't instantiate member template classes, since
11175        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
11176        is unclear on whether the instantiation of the members are
11177        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
11178        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
11179
11180     if (! static_p)
11181       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11182         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
11183             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11184           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11185
11186     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11187       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11188         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11189
11190     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11191       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11192                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11193   }
11194 }
11195
11196 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11197    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11198    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11199    should occur for DECL, not the most general template.
11200
11201    One reason for doing this is a scenario like this:
11202
11203      template <class T>
11204      void f(const T&, int i);
11205
11206      void g() { f(3, 7); }
11207
11208      template <class T>
11209      void f(const T& t, const int i) { }
11210
11211    Note that when the template is first instantiated, with
11212    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11213    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11214    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11215
11216 static void
11217 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11218 {
11219   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11220      template.  */
11221   tree args;
11222   tree code_pattern;
11223
11224   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11225   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11226
11227   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11228      correctly.  */
11229   push_access_scope (decl);
11230
11231   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11232     {
11233       tree decl_parm;
11234       tree pattern_parm;
11235       tree specs;
11236       int args_depth;
11237       int parms_depth;
11238
11239       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11240       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
11241       if (args_depth > parms_depth)
11242         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11243
11244       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11245                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11246       if (specs)
11247         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11248                                                     specs);
11249
11250       /* Merge parameter declarations.  */
11251       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
11252                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11253       pattern_parm
11254         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11255                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11256       while (decl_parm)
11257         {
11258           tree parm_type;
11259           tree attributes;
11260
11261           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11262             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11263           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11264                               NULL_TREE);
11265           parm_type = type_decays_to (parm_type);
11266           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11267             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11268           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
11269           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
11270             {
11271               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
11272               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
11273             }
11274           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11275           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11276         }
11277
11278       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11279       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11280           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11281         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11282       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11283         DECL_INLINE (decl) = 1;
11284     }
11285   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11286     DECL_INITIAL (decl) =
11287       tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
11288                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11289   else
11290     gcc_unreachable ();
11291
11292   pop_access_scope (decl);
11293 }
11294
11295 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11296    substituted to get DECL.  */
11297
11298 tree
11299 template_for_substitution (tree decl)
11300 {
11301   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11302
11303   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11304      for the instantiation.  This is not always the most general
11305      template.  Consider, for example:
11306
11307         template <class T>
11308         struct S { template <class U> void f();
11309                    template <> void f<int>(); };
11310
11311      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
11312      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
11313   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
11314             more general template.  */
11315          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11316            /* We must also deal with friend templates.  Given:
11317
11318                 template <class T> struct S {
11319                   template <class U> friend void f() {};
11320                 };
11321
11322               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
11323               so far as the language is concerned, but that's still
11324               where we get the pattern for the instantiation from.  On
11325               other hand, if the definition comes outside the class, say:
11326
11327                 template <class T> struct S {
11328                   template <class U> friend void f();
11329                 };
11330                 template <class U> friend void f() {}
11331
11332               we don't need to look any further.  That's what the check for
11333               DECL_INITIAL is for.  */
11334           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
11335               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11336               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
11337     {
11338       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
11339          were a definition, we should be using it!  Note that we
11340          cannot restructure the loop to just keep going until we find
11341          a template with a definition, since that might go too far if
11342          a specialization was declared, but not defined.  */
11343       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
11344                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
11345
11346       /* Fetch the more general template.  */
11347       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
11348     }
11349
11350   return tmpl;
11351 }
11352
11353 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
11354    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
11355    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
11356    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
11357    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
11358    explicitly instantiated class template.  */
11359
11360 tree
11361 instantiate_decl (tree d, int defer_ok, 
11362                   bool expl_inst_class_mem_p)
11363 {
11364   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
11365   tree gen_args;
11366   tree args;
11367   tree td;
11368   tree code_pattern;
11369   tree spec;
11370   tree gen_tmpl;
11371   bool pattern_defined;
11372   int need_push;
11373   location_t saved_loc = input_location;
11374
11375   /* This function should only be used to instantiate templates for
11376      functions and static member variables.  */
11377   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11378               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
11379
11380   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
11381      are instantiated right away.  That allows for better code in the
11382      case that an expression refers to the value of the variable --
11383      if the variable has a constant value the referring expression can
11384      take advantage of that fact.  */
11385   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11386     defer_ok = 0;
11387
11388   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
11389      functions they cloned.  */
11390   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
11391     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
11392
11393   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
11394     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
11395        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
11396        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
11397        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
11398        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
11399     return d;
11400
11401   /* If we already have a specialization of this declaration, then
11402      there's no reason to instantiate it.  Note that
11403      retrieve_specialization gives us both instantiations and
11404      specializations, so we must explicitly check
11405      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
11406   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
11407   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
11408   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
11409                                   /*class_specializations_p=*/false);
11410   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
11411     return spec;
11412
11413   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
11414   if (! push_tinst_level (d))
11415     return d;
11416
11417   timevar_push (TV_PARSE);
11418
11419   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11420      for the instantiation.  */
11421   td = template_for_substitution (d);
11422   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
11423
11424   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
11425       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
11426     /* In the case of a friend template whose definition is provided
11427        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
11428        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
11429     args = get_innermost_template_args
11430       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
11431   else
11432     args = gen_args;
11433
11434   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11435     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
11436   else
11437     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
11438
11439   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
11440   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
11441
11442   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
11443      the linkage of D, remember that a definition is available for
11444      this entity.  */
11445   if (pattern_defined
11446       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11447       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
11448     mark_definable (d);
11449
11450   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11451
11452   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
11453      and no definition is available, treat it like an implicit
11454      instantiation.  */ 
11455   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p 
11456       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d)) 
11457     {
11458       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
11459       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
11460       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
11461     }
11462
11463   if (!defer_ok)
11464     {
11465       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
11466          about ignoring cv qualifiers.  */
11467       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
11468       tree type = TREE_TYPE (gen);
11469
11470       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11471          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
11472          right context.  */
11473       push_access_scope (d);
11474
11475       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
11476         {
11477           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11478           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
11479                   tf_error | tf_warning, d);
11480           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
11481              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
11482              The function arguments are the same as the decl_arguments
11483              without the top level cv qualifiers.  */
11484           type = TREE_TYPE (type);
11485         }
11486       tsubst (type, gen_args, tf_error | tf_warning, d);
11487
11488       pop_access_scope (d);
11489     }
11490
11491   /* Do not instantiate templates that we know will be defined
11492      elsewhere.  */
11493   if (DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
11494       && DECL_REALLY_EXTERN (d)
11495       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11496             && DECL_INLINE (d)))
11497     goto out;
11498   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
11499      forbidden from doing so.  We restore the source position here
11500      because it's used by add_pending_template.  */
11501   else if (! pattern_defined || defer_ok)
11502     {
11503       /* The definition of the static data member is now required so
11504          we must substitute the initializer.  */
11505       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
11506           && !DECL_INITIAL (d) 
11507           && DECL_INITIAL (code_pattern))
11508         {
11509           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11510           DECL_INITIAL (d)
11511             = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), 
11512                            args,
11513                            tf_error | tf_warning, NULL_TREE);
11514           pop_nested_class ();
11515         }
11516
11517       input_location = saved_loc;
11518
11519       if (at_eof && !pattern_defined
11520           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
11521         /* [temp.explicit]
11522
11523            The definition of a non-exported function template, a
11524            non-exported member function template, or a non-exported
11525            member function or static data member of a class template
11526            shall be present in every translation unit in which it is
11527            explicitly instantiated.  */
11528         pedwarn
11529           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
11530
11531       add_pending_template (d);
11532       goto out;
11533     }
11534   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
11535      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
11536   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
11537     {
11538       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
11539          requested instantiation in the PCH it is still possible that
11540          an instantiation will be required in a file that includes the
11541          PCH.  */
11542       if (pch_file)
11543         add_pending_template (d);
11544       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
11545          job, even though we'll not be emitting a copy of this
11546          function.  */
11547       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
11548             && flag_inline_trees
11549             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
11550         goto out;
11551     }
11552
11553   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
11554   if (need_push)
11555     push_to_top_level ();
11556
11557   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
11558      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
11559   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
11560
11561   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
11562      by a subsequent redeclaration.  */
11563   regenerate_decl_from_template (d, td);
11564
11565   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
11566      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
11567   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
11568
11569   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
11570     {
11571       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
11572          since we've reset the type of the declaration.  */
11573       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
11574       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
11575
11576       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
11577          initializer.  That function will defer actual emission until
11578          we have a chance to determine linkage.  */
11579       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
11580
11581       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
11582       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
11583       cp_finish_decl (d, DECL_INITIAL (d), NULL_TREE, 0);
11584       pop_nested_class ();
11585     }
11586   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
11587     {
11588       htab_t saved_local_specializations;
11589       tree subst_decl;
11590       tree tmpl_parm;
11591       tree spec_parm;
11592
11593       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
11594          template from within the body of another.  */
11595       saved_local_specializations = local_specializations;
11596
11597       /* Set up the list of local specializations.  */
11598       local_specializations = htab_create (37,
11599                                            hash_local_specialization,
11600                                            eq_local_specializations,
11601                                            NULL);
11602
11603       /* Set up context.  */
11604       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
11605
11606       /* Create substitution entries for the parameters.  */
11607       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
11608       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
11609       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
11610       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
11611         {
11612           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11613           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
11614           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
11615         }
11616       while (tmpl_parm)
11617         {
11618           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
11619           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
11620           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
11621         }
11622       gcc_assert (!spec_parm);
11623
11624       /* Substitute into the body of the function.  */
11625       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
11626                    tf_error | tf_warning, tmpl);
11627
11628       /* We don't need the local specializations any more.  */
11629       htab_delete (local_specializations);
11630       local_specializations = saved_local_specializations;
11631
11632       /* Finish the function.  */
11633       d = finish_function (0);
11634       expand_or_defer_fn (d);
11635     }
11636
11637   /* We're not deferring instantiation any more.  */
11638   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
11639
11640   if (need_push)
11641     pop_from_top_level ();
11642
11643 out:
11644   input_location = saved_loc;
11645   pop_deferring_access_checks ();
11646   pop_tinst_level ();
11647
11648   timevar_pop (TV_PARSE);
11649
11650   return d;
11651 }
11652
11653 /* Run through the list of templates that we wish we could
11654    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
11655    number of times we retry pending template instantiation.  */
11656
11657 void
11658 instantiate_pending_templates (int retries)
11659 {
11660   tree *t;
11661   tree last = NULL_TREE;
11662   int reconsider;
11663   location_t saved_loc = input_location;
11664   int saved_in_system_header = in_system_header;
11665
11666   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
11667      may require further template instantiations.  We place a limit here
11668      to avoid infinite loop.  */
11669   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
11670     {
11671       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
11672             " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
11673             " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)",
11674             max_tinst_depth, TREE_VALUE (pending_templates));
11675       return;
11676     }
11677
11678   do
11679     {
11680       reconsider = 0;
11681
11682       t = &pending_templates;
11683       while (*t)
11684         {
11685           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
11686
11687           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
11688
11689           if (TYPE_P (instantiation))
11690             {
11691               tree fn;
11692
11693               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11694                 {
11695                   instantiate_class_template (instantiation);
11696                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
11697                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
11698                          fn;
11699                          fn = TREE_CHAIN (fn))
11700                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
11701                         instantiate_decl (fn, 
11702                                           /*defer_ok=*/0,
11703                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11704                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11705                     reconsider = 1;
11706                 }
11707
11708               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
11709                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11710                    need to consider it again in the future.  */
11711                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11712               else
11713                 {
11714                   last = *t;
11715                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11716                 }
11717             }
11718           else
11719             {
11720               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11721                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11722                 {
11723                   instantiation 
11724                     = instantiate_decl (instantiation,
11725                                         /*defer_ok=*/0,
11726                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11727                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11728                     reconsider = 1;
11729                 }
11730
11731               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
11732                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
11733                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
11734                    need to consider it again in the future.  */
11735                 *t = TREE_CHAIN (*t);
11736               else
11737                 {
11738                   last = *t;
11739                   t = &TREE_CHAIN (*t);
11740                 }
11741             }
11742           tinst_depth = 0;
11743           current_tinst_level = NULL_TREE;
11744         }
11745       last_pending_template = last;
11746     }
11747   while (reconsider);
11748
11749   input_location = saved_loc;
11750   in_system_header = saved_in_system_header;
11751 }
11752
11753 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
11754    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
11755    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
11756    instantiate_decl.  */
11757
11758 static tree
11759 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
11760 {
11761   tree inits = NULL_TREE;
11762
11763   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11764     {
11765       tree decl;
11766       tree init;
11767
11768       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11769                           NULL_TREE);
11770       decl = expand_member_init (decl);
11771       if (decl && !DECL_P (decl))
11772         in_base_initializer = 1;
11773
11774       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_error | tf_warning,
11775                           NULL_TREE);
11776       in_base_initializer = 0;
11777
11778       if (decl)
11779         {
11780           init = build_tree_list (decl, init);
11781           TREE_CHAIN (init) = inits;
11782           inits = init;
11783         }
11784     }
11785   return inits;
11786 }
11787
11788 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
11789
11790 static void
11791 set_current_access_from_decl (tree decl)
11792 {
11793   if (TREE_PRIVATE (decl))
11794     current_access_specifier = access_private_node;
11795   else if (TREE_PROTECTED (decl))
11796     current_access_specifier = access_protected_node;
11797   else
11798     current_access_specifier = access_public_node;
11799 }
11800
11801 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
11802    is the instantiation (which should have been created with
11803    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
11804
11805 static void
11806 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
11807 {
11808   tree e;
11809
11810   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
11811     {
11812       tree value;
11813       tree decl;
11814
11815       decl = TREE_VALUE (e);
11816       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
11817          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
11818       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
11819                            args, tf_error | tf_warning,
11820                            NULL_TREE);
11821
11822       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
11823       set_current_access_from_decl (decl);
11824
11825       /* Actually build the enumerator itself.  */
11826       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
11827     }
11828
11829   finish_enum (newtag);
11830   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
11831     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
11832 }
11833
11834 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
11835    its type -- but without substituting the innermost set of template
11836    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
11837    the type.  */
11838
11839 tree
11840 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
11841 {
11842   tree fn_type;
11843   tree tmpl;
11844   tree targs;
11845   tree tparms;
11846   int parm_depth;
11847
11848   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
11849   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
11850   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
11851   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
11852
11853   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
11854      of parameters.  */
11855   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
11856
11857   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
11858
11859   if (parm_depth == 1)
11860     /* No substitution is necessary.  */
11861     ;
11862   else
11863     {
11864       int i, save_access_control;
11865       tree partial_args;
11866
11867       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
11868          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
11869       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
11870       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
11871         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
11872                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
11873       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
11874                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
11875                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
11876
11877       /* Disable access control as this function is used only during
11878          name-mangling.  */
11879       save_access_control = flag_access_control;
11880       flag_access_control = 0;
11881
11882       ++processing_template_decl;
11883       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
11884          appropriate function type.  */
11885       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
11886       --processing_template_decl;
11887
11888       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
11889          innermost set of parameters.  This step is important if the
11890          innermost set of template parameters contains value
11891          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
11892       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
11893       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
11894
11895       flag_access_control = save_access_control;
11896     }
11897
11898   return fn_type;
11899 }
11900
11901 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
11902    the last one involved in diagnostics.  */
11903 int
11904 problematic_instantiation_changed (void)
11905 {
11906   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
11907 }
11908
11909 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
11910 void
11911 record_last_problematic_instantiation (void)
11912 {
11913   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
11914 }
11915
11916 tree
11917 current_instantiation (void)
11918 {
11919   return current_tinst_level;
11920 }
11921
11922 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
11923    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
11924    warning messages under control of COMPLAIN.  */
11925
11926 static int
11927 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
11928 {
11929   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
11930     return 0;
11931   else if (POINTER_TYPE_P (type))
11932     return 0;
11933   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11934     return 0;
11935   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
11936     return 0;
11937   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11938     return 0;
11939
11940   if (complain & tf_error)
11941     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
11942   return 1;
11943 }
11944
11945 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
11946    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
11947
11948 static bool
11949 dependent_type_p_r (tree type)
11950 {
11951   tree scope;
11952
11953   /* [temp.dep.type]
11954
11955      A type is dependent if it is:
11956
11957      -- a template parameter. Template template parameters are types
11958         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
11959         them here.  */
11960   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
11961       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
11962     return true;
11963   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
11964         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
11965         names a dependent type.  */
11966   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
11967     return true;
11968   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
11969         dependent.  */
11970   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
11971   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
11972   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
11973     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
11974             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
11975                                            (type)));
11976   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
11977            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
11978     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
11979   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
11980            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
11981     {
11982       tree arg_type;
11983
11984       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
11985         return true;
11986       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
11987            arg_type;
11988            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
11989         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
11990           return true;
11991       return false;
11992     }
11993   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
11994         size is specified by a constant expression that is
11995         value-dependent.  */
11996   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
11997     {
11998       if (TYPE_DOMAIN (type)
11999           && ((value_dependent_expression_p
12000                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
12001               || (type_dependent_expression_p
12002                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
12003         return true;
12004       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12005     }
12006
12007   /* -- a template-id in which either the template name is a template
12008      parameter ...  */
12009   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12010     return true;
12011   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
12012         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
12013   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
12014            && (any_dependent_template_arguments_p
12015                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
12016     return true;
12017
12018   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
12019      expression is not type-dependent, then it should already been
12020      have resolved.  */
12021   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
12022     return true;
12023
12024   /* The standard does not specifically mention types that are local
12025      to template functions or local classes, but they should be
12026      considered dependent too.  For example:
12027
12028        template <int I> void f() {
12029          enum E { a = I };
12030          S<sizeof (E)> s;
12031        }
12032
12033      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
12034      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
12035   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12036   if (scope && TYPE_P (scope))
12037     return dependent_type_p (scope);
12038   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
12039     return type_dependent_expression_p (scope);
12040
12041   /* Other types are non-dependent.  */
12042   return false;
12043 }
12044
12045 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
12046    [temp.dep.type].  */
12047
12048 bool
12049 dependent_type_p (tree type)
12050 {
12051   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
12052      any dependent types.  */
12053   if (!processing_template_decl)
12054     return false;
12055
12056   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
12057      in question; in that case, the type is dependent.  */
12058   if (!type)
12059     return true;
12060
12061   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
12062   if (type == error_mark_node)
12063     return false;
12064
12065   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
12066      do so now.  */
12067   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
12068     {
12069       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
12070       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
12071     }
12072
12073   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
12074 }
12075
12076 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
12077
12078 static bool
12079 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
12080 {
12081   tree scope;
12082   tree name;
12083
12084   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
12085
12086   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12087     return true;
12088
12089   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
12090   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
12091
12092   /* [temp.dep.expr]
12093
12094      An id-expression is type-dependent if it contains a
12095      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
12096      dependent type.  */
12097   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
12098      qualifying type is the current class, then we must peek
12099      inside it.  */
12100   if (DECL_P (name)
12101       && currently_open_class (scope)
12102       && !criterion (name))
12103     return false;
12104   if (dependent_type_p (scope))
12105     return true;
12106
12107   return false;
12108 }
12109
12110 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
12111    [temp.dep.constexpr] */
12112
12113 bool
12114 value_dependent_expression_p (tree expression)
12115 {
12116   if (!processing_template_decl)
12117     return false;
12118
12119   /* A name declared with a dependent type.  */
12120   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
12121     return true;
12122
12123   switch (TREE_CODE (expression))
12124     {
12125     case IDENTIFIER_NODE:
12126       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
12127       return true;
12128
12129     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12130       /* A non-type template parm.  */
12131       return true;
12132
12133     case CONST_DECL:
12134       /* A non-type template parm.  */
12135       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12136         return true;
12137       return false;
12138
12139     case VAR_DECL:
12140        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
12141           with an expression that is value-dependent.  */
12142       if (DECL_INITIAL (expression)
12143           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
12144           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
12145         return true;
12146       return false;
12147
12148     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12149     case STATIC_CAST_EXPR:
12150     case CONST_CAST_EXPR:
12151     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12152     case CAST_EXPR:
12153       /* These expressions are value-dependent if the type to which
12154          the cast occurs is dependent or the expression being casted
12155          is value-dependent.  */
12156       {
12157         tree type = TREE_TYPE (expression);
12158
12159         if (dependent_type_p (type))
12160           return true;
12161
12162         /* A functional cast has a list of operands.  */
12163         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12164         if (!expression)
12165           {
12166             /* If there are no operands, it must be an expression such
12167                as "int()". This should not happen for aggregate types
12168                because it would form non-constant expressions.  */
12169             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
12170
12171             return false;
12172           }
12173
12174         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
12175           {
12176             for (; expression; expression = TREE_CHAIN (expression))
12177               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (expression)))
12178                 return true;
12179             return false;
12180           }
12181
12182         return value_dependent_expression_p (expression);
12183       }
12184
12185     case SIZEOF_EXPR:
12186     case ALIGNOF_EXPR:
12187       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
12188          type-dependent.  */
12189       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12190       if (TYPE_P (expression))
12191         return dependent_type_p (expression);
12192       return type_dependent_expression_p (expression);
12193
12194     case SCOPE_REF:
12195       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
12196
12197     case COMPONENT_REF:
12198       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
12199               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
12200
12201     case CALL_EXPR:
12202       /* A CALL_EXPR is value-dependent if any argument is
12203          value-dependent.  Why do we have to handle CALL_EXPRs in this
12204          function at all?  First, some function calls, those for which
12205          value_dependent_expression_p is true, man appear in constant
12206          expressions.  Second, there appear to be bugs which result in
12207          other CALL_EXPRs reaching this point. */
12208       {
12209         tree function = TREE_OPERAND (expression, 0);
12210         tree args = TREE_OPERAND (expression, 1);
12211
12212         if (value_dependent_expression_p (function))
12213           return true;
12214
12215         if (! args)
12216           return false;
12217
12218         if (TREE_CODE (args) == TREE_LIST)
12219           {
12220             for (; args; args = TREE_CHAIN (args))
12221               if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (args)))
12222                 return true;
12223             return false;
12224           }
12225
12226         return value_dependent_expression_p (args);
12227       }
12228
12229     default:
12230       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
12231          value-dependent.  */
12232       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12233         {
12234         case tcc_reference:
12235         case tcc_unary:
12236           return (value_dependent_expression_p
12237                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12238
12239         case tcc_comparison:
12240         case tcc_binary:
12241           return ((value_dependent_expression_p
12242                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12243                   || (value_dependent_expression_p
12244                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12245
12246         case tcc_expression:
12247           {
12248             int i;
12249             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12250               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12251                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12252                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12253                  make the expression dependent.  */
12254               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12255                   && (value_dependent_expression_p
12256                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12257                 return true;
12258             return false;
12259           }
12260
12261         default:
12262           break;
12263         }
12264     }
12265
12266   /* The expression is not value-dependent.  */
12267   return false;
12268 }
12269
12270 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
12271    [temp.dep.expr].  */
12272
12273 bool
12274 type_dependent_expression_p (tree expression)
12275 {
12276   if (!processing_template_decl)
12277     return false;
12278
12279   if (expression == error_mark_node)
12280     return false;
12281
12282   /* An unresolved name is always dependent.  */
12283   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12284     return true;
12285
12286   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
12287   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
12288       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
12289       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
12290       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
12291       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
12292       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
12293       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
12294     return false;
12295
12296   /* The types of these expressions depends only on the type to which
12297      the cast occurs.  */
12298   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
12299       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
12300       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
12301       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
12302       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
12303     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
12304
12305   /* The types of these expressions depends only on the type created
12306      by the expression.  */
12307   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
12308       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
12309     {
12310       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
12311          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
12312          operand 1.  */
12313       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
12314       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
12315         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
12316            as well.  */
12317         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
12318                || value_dependent_expression_p
12319                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
12320       else
12321         return dependent_type_p (type);
12322     }
12323
12324   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
12325       && dependent_scope_ref_p (expression,
12326                                 type_dependent_expression_p))
12327     return true;
12328
12329   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
12330       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
12331       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
12332       && (any_dependent_template_arguments_p
12333           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
12334     return true;
12335
12336   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
12337       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12338     return false;
12339
12340   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
12341     {
12342       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
12343         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
12344       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
12345           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
12346         {
12347           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12348             return true;
12349           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
12350           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
12351             return false;
12352         }
12353       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
12354       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
12355         return false;
12356
12357       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
12358         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
12359
12360       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
12361         {
12362           if (any_dependent_template_arguments_p
12363               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
12364             return true;
12365           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12366         }
12367       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
12368                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
12369
12370       while (expression)
12371         {
12372           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
12373             return true;
12374           expression = OVL_NEXT (expression);
12375         }
12376       return false;
12377     }
12378
12379   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
12380 }
12381
12382 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
12383    contains a type-dependent expression.  */
12384
12385 bool
12386 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
12387 {
12388   while (args)
12389     {
12390       tree arg = TREE_VALUE (args);
12391
12392       if (type_dependent_expression_p (arg))
12393         return true;
12394       args = TREE_CHAIN (args);
12395     }
12396   return false;
12397 }
12398
12399 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
12400
12401 static bool
12402 dependent_template_arg_p (tree arg)
12403 {
12404   if (!processing_template_decl)
12405     return false;
12406
12407   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
12408       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12409     return dependent_template_p (arg);
12410   else if (TYPE_P (arg))
12411     return dependent_type_p (arg);
12412   else
12413     return (type_dependent_expression_p (arg)
12414             || value_dependent_expression_p (arg));
12415 }
12416
12417 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
12418    any dependent arguments.  */
12419
12420 bool
12421 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
12422 {
12423   int i;
12424   int j;
12425
12426   if (!args)
12427     return false;
12428
12429   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
12430     {
12431       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
12432       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
12433         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
12434           return true;
12435     }
12436
12437   return false;
12438 }
12439
12440 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
12441
12442 bool
12443 dependent_template_p (tree tmpl)
12444 {
12445   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
12446     {
12447       while (tmpl)
12448         {
12449           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
12450             return true;
12451           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
12452         }
12453       return false;
12454     }
12455
12456   /* Template template parameters are dependent.  */
12457   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
12458       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12459     return true;
12460   /* So are names that have not been looked up.  */
12461   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
12462       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
12463     return true;
12464   /* So are member templates of dependent classes.  */
12465   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
12466     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
12467   return false;
12468 }
12469
12470 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
12471
12472 bool
12473 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
12474 {
12475   return (dependent_template_p (tmpl)
12476           || any_dependent_template_arguments_p (args));
12477 }
12478
12479 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
12480    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
12481    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
12482    templates and therefore should be used only in extremely limited
12483    situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this peering to the currently
12484    open classes hierarchy (which is required when comparing types).  */
12485
12486 tree
12487 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
12488 {
12489   tree scope;
12490   tree name;
12491   tree decl;
12492   int quals;
12493   tree pushed_scope;
12494
12495   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
12496
12497   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12498   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
12499
12500   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
12501      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
12502   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12503     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
12504   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
12505      TYPENAME_TYPE.  */
12506   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
12507     return error_mark_node;
12508   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
12509      resolving the name.  */
12510   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12511     return type;
12512   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
12513      to look inside it.  */
12514   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
12515     return error_mark_node;
12516   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
12517      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
12518   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
12519   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
12520      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
12521      longer be considered a dependent type.  */
12522   pushed_scope = push_scope (scope);
12523   /* Look up the declaration.  */
12524   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
12525   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
12526   quals = cp_type_quals (type);
12527   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
12528      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
12529   if (!decl)
12530     type = error_mark_node;
12531   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
12532            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
12533     type = TREE_TYPE (decl);
12534   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
12535            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
12536     {
12537       tree tmpl;
12538       tree args;
12539       /* Obtain the template and the arguments.  */
12540       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
12541       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
12542       /* Instantiate the template.  */
12543       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
12544                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
12545     }
12546   else
12547     type = error_mark_node;
12548   /* Qualify the resulting type.  */
12549   if (type != error_mark_node && quals)
12550     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
12551   /* Leave the SCOPE.  */
12552   if (pushed_scope)
12553     pop_scope (pushed_scope);
12554
12555   return type;
12556 }
12557
12558 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
12559    for EXPR that can be used to compute the types of larger
12560    expressions containing EXPR.  */
12561
12562 tree
12563 build_non_dependent_expr (tree expr)
12564 {
12565   tree inner_expr;
12566
12567   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
12568      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
12569   if (null_ptr_cst_p (expr))
12570     return expr;
12571   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
12572      types.  */
12573   inner_expr = (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR ?
12574                 TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
12575   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
12576       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
12577     return expr;
12578   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
12579   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
12580     return expr;
12581   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
12582      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
12583      cannot be used to initialize a "char *".  */
12584   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
12585     return expr;
12586   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
12587      reason to create a new node.  */
12588   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
12589     return expr;
12590   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
12591      There is at least one place where we want to know that a
12592      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
12593      expression, there are special rules if the second or third
12594      argument is a throw-expression.  */
12595   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
12596     return expr;
12597
12598   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
12599     return build3 (COND_EXPR,
12600                    TREE_TYPE (expr),
12601                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12602                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
12603                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
12604                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
12605                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
12606   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
12607       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
12608     return build2 (COMPOUND_EXPR,
12609                    TREE_TYPE (expr),
12610                    TREE_OPERAND (expr, 0),
12611                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
12612
12613   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
12614
12615      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
12616      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
12617      example:
12618
12619        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
12620
12621      In the body of "f", the expression for "g" will have
12622      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
12623      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
12624      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
12625      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
12626      stripped here.  */
12627   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
12628 }
12629
12630 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
12631    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
12632    equivalent non-dependent expressions.  */
12633
12634 tree
12635 build_non_dependent_args (tree args)
12636 {
12637   tree a;
12638   tree new_args;
12639
12640   new_args = NULL_TREE;
12641   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
12642     new_args = tree_cons (NULL_TREE,
12643                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
12644                           new_args);
12645   return nreverse (new_args);
12646 }
12647
12648 #include "gt-cp-pt.h"