]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - contrib/gcc/cp/pt.c
MFC r260014, r260099:
[FreeBSD/stable/10.git] / contrib / 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 #include "vecprim.h"
49
50 /* The type of functions taking a tree, and some additional data, and
51    returning an int.  */
52 typedef int (*tree_fn_t) (tree, void*);
53
54 /* The PENDING_TEMPLATES is a TREE_LIST of templates whose
55    instantiations have been deferred, either because their definitions
56    were not yet available, or because we were putting off doing the work.
57    The TREE_PURPOSE of each entry is either a DECL (for a function or
58    static data member), or a TYPE (for a class) indicating what we are
59    hoping to instantiate.  The TREE_VALUE is not used.  */
60 static GTY(()) tree pending_templates;
61 static GTY(()) tree last_pending_template;
62
63 int processing_template_parmlist;
64 static int template_header_count;
65
66 static GTY(()) tree saved_trees;
67 static VEC(int,heap) *inline_parm_levels;
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 bool 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 int push_tinst_level (tree);
101 static void pop_tinst_level (void);
102 static void reopen_tinst_level (tree);
103 static tree classtype_mangled_name (tree);
104 static char* mangle_class_name_for_template (const char *, tree, tree);
105 static tree tsubst_initializer_list (tree, tree);
106 static tree get_class_bindings (tree, tree, tree);
107 static tree coerce_template_parms (tree, tree, tree, tsubst_flags_t,
108                                    bool, bool);
109 static void tsubst_enum (tree, tree, tree);
110 static tree add_to_template_args (tree, tree);
111 static tree add_outermost_template_args (tree, tree);
112 static bool check_instantiated_args (tree, tree, tsubst_flags_t);
113 static int maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t, tree*, tree*);
114 static int  type_unification_real (tree, tree, tree, tree,
115                                    int, unification_kind_t, int);
116 static void note_template_header (int);
117 static tree convert_nontype_argument_function (tree, tree);
118 static tree convert_nontype_argument (tree, tree);
119 static tree convert_template_argument (tree, tree, tree,
120                                        tsubst_flags_t, int, tree);
121 static int for_each_template_parm (tree, tree_fn_t, void*,
122                                    struct pointer_set_t*);
123 static tree build_template_parm_index (int, int, int, tree, tree);
124 static int inline_needs_template_parms (tree);
125 static void push_inline_template_parms_recursive (tree, int);
126 static tree retrieve_local_specialization (tree);
127 static void register_local_specialization (tree, tree);
128 static tree reduce_template_parm_level (tree, tree, int);
129 static int mark_template_parm (tree, void *);
130 static int template_parm_this_level_p (tree, void *);
131 static tree tsubst_friend_function (tree, tree);
132 static tree tsubst_friend_class (tree, tree);
133 static int can_complete_type_without_circularity (tree);
134 static tree get_bindings (tree, tree, tree, bool);
135 static int template_decl_level (tree);
136 static int check_cv_quals_for_unify (int, tree, tree);
137 static tree tsubst_template_arg (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
138 static tree tsubst_template_args (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
139 static tree tsubst_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t);
140 static void regenerate_decl_from_template (tree, tree);
141 static tree most_specialized_class (tree, tree);
142 static tree tsubst_aggr_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, int);
143 static tree tsubst_arg_types (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
144 static tree tsubst_function_type (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
145 static bool check_specialization_scope (void);
146 static tree process_partial_specialization (tree);
147 static void set_current_access_from_decl (tree);
148 static void check_default_tmpl_args (tree, tree, int, int);
149 static tree get_template_base (tree, tree, tree, tree);
150 static tree try_class_unification (tree, tree, tree, tree);
151 static int coerce_template_template_parms (tree, tree, tsubst_flags_t,
152                                            tree, tree);
153 static int template_args_equal (tree, tree);
154 static void tsubst_default_arguments (tree);
155 static tree for_each_template_parm_r (tree *, int *, void *);
156 static tree copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree, tree);
157 static void copy_default_args_to_explicit_spec (tree);
158 static int invalid_nontype_parm_type_p (tree, tsubst_flags_t);
159 static int eq_local_specializations (const void *, const void *);
160 static bool dependent_type_p_r (tree);
161 static tree tsubst (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
162 static tree tsubst_expr (tree, tree, tsubst_flags_t, tree, bool);
163 static tree tsubst_copy (tree, tree, tsubst_flags_t, tree);
164
165 /* Make the current scope suitable for access checking when we are
166    processing T.  T can be FUNCTION_DECL for instantiated function
167    template, or VAR_DECL for static member variable (need by
168    instantiate_decl).  */
169
170 static void
171 push_access_scope (tree t)
172 {
173   gcc_assert (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
174               || TREE_CODE (t) == VAR_DECL);
175
176   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
177     push_nested_class (DECL_FRIEND_CONTEXT (t));
178   else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
179     push_nested_class (DECL_CONTEXT (t));
180   else
181     push_to_top_level ();
182
183   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
184     {
185       saved_access_scope = tree_cons
186         (NULL_TREE, current_function_decl, saved_access_scope);
187       current_function_decl = t;
188     }
189 }
190
191 /* Restore the scope set up by push_access_scope.  T is the node we
192    are processing.  */
193
194 static void
195 pop_access_scope (tree t)
196 {
197   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL)
198     {
199       current_function_decl = TREE_VALUE (saved_access_scope);
200       saved_access_scope = TREE_CHAIN (saved_access_scope);
201     }
202
203   if (DECL_FRIEND_CONTEXT (t) || DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
204     pop_nested_class ();
205   else
206     pop_from_top_level ();
207 }
208
209 /* Do any processing required when DECL (a member template
210    declaration) is finished.  Returns the TEMPLATE_DECL corresponding
211    to DECL, unless it is a specialization, in which case the DECL
212    itself is returned.  */
213
214 tree
215 finish_member_template_decl (tree decl)
216 {
217   if (decl == error_mark_node)
218     return error_mark_node;
219
220   gcc_assert (DECL_P (decl));
221
222   if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
223     {
224       tree type;
225
226       type = TREE_TYPE (decl);
227       if (IS_AGGR_TYPE (type)
228           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
229           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
230         {
231           tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
232           check_member_template (tmpl);
233           return tmpl;
234         }
235       return NULL_TREE;
236     }
237   else if (TREE_CODE (decl) == FIELD_DECL)
238     error ("data member %qD cannot be a member template", decl);
239   else if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
240     {
241       if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
242         {
243           check_member_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
244           return DECL_TI_TEMPLATE (decl);
245         }
246       else
247         return decl;
248     }
249   else
250     error ("invalid member template declaration %qD", decl);
251
252   return error_mark_node;
253 }
254
255 /* Returns the template nesting level of the indicated class TYPE.
256
257    For example, in:
258      template <class T>
259      struct A
260      {
261        template <class U>
262        struct B {};
263      };
264
265    A<T>::B<U> has depth two, while A<T> has depth one.
266    Both A<T>::B<int> and A<int>::B<U> have depth one, if
267    they are instantiations, not specializations.
268
269    This function is guaranteed to return 0 if passed NULL_TREE so
270    that, for example, `template_class_depth (current_class_type)' is
271    always safe.  */
272
273 int
274 template_class_depth (tree type)
275 {
276   int depth;
277
278   for (depth = 0;
279        type && TREE_CODE (type) != NAMESPACE_DECL;
280        type = (TREE_CODE (type) == FUNCTION_DECL)
281          ? CP_DECL_CONTEXT (type) : TYPE_CONTEXT (type))
282     {
283       if (TREE_CODE (type) != FUNCTION_DECL)
284         {
285           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
286               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type))
287               && uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))
288             ++depth;
289         }
290       else
291         {
292           if (DECL_TEMPLATE_INFO (type)
293               && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (type))
294               && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (type)))
295             ++depth;
296         }
297     }
298
299   return depth;
300 }
301
302 /* Returns 1 if processing DECL as part of do_pending_inlines
303    needs us to push template parms.  */
304
305 static int
306 inline_needs_template_parms (tree decl)
307 {
308   if (! DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
309     return 0;
310
311   return (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl)))
312           > (processing_template_decl + DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)));
313 }
314
315 /* Subroutine of maybe_begin_member_template_processing.
316    Push the template parms in PARMS, starting from LEVELS steps into the
317    chain, and ending at the beginning, since template parms are listed
318    innermost first.  */
319
320 static void
321 push_inline_template_parms_recursive (tree parmlist, int levels)
322 {
323   tree parms = TREE_VALUE (parmlist);
324   int i;
325
326   if (levels > 1)
327     push_inline_template_parms_recursive (TREE_CHAIN (parmlist), levels - 1);
328
329   ++processing_template_decl;
330   current_template_parms
331     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
332                  parms, current_template_parms);
333   TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms) = 1;
334
335   begin_scope (TREE_VEC_LENGTH (parms) ? sk_template_parms : sk_template_spec,
336                NULL);
337   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parms); ++i)
338     {
339       tree parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
340
341       if (parm == error_mark_node)
342         continue;
343
344       gcc_assert (DECL_P (parm));
345
346       switch (TREE_CODE (parm))
347         {
348         case TYPE_DECL:
349         case TEMPLATE_DECL:
350           pushdecl (parm);
351           break;
352
353         case PARM_DECL:
354           {
355             /* Make a CONST_DECL as is done in process_template_parm.
356                It is ugly that we recreate this here; the original
357                version built in process_template_parm is no longer
358                available.  */
359             tree decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm),
360                                     TREE_TYPE (parm));
361             DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
362             TREE_CONSTANT (decl) = 1;
363             TREE_INVARIANT (decl) = 1;
364             TREE_READONLY (decl) = 1;
365             DECL_INITIAL (decl) = DECL_INITIAL (parm);
366             SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
367             pushdecl (decl);
368           }
369           break;
370
371         default:
372           gcc_unreachable ();
373         }
374     }
375 }
376
377 /* Restore the template parameter context for a member template or
378    a friend template defined in a class definition.  */
379
380 void
381 maybe_begin_member_template_processing (tree decl)
382 {
383   tree parms;
384   int levels = 0;
385
386   if (inline_needs_template_parms (decl))
387     {
388       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (most_general_template (decl));
389       levels = TMPL_PARMS_DEPTH (parms) - processing_template_decl;
390
391       if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
392         {
393           --levels;
394           parms = TREE_CHAIN (parms);
395         }
396
397       push_inline_template_parms_recursive (parms, levels);
398     }
399
400   /* Remember how many levels of template parameters we pushed so that
401      we can pop them later.  */
402   VEC_safe_push (int, heap, inline_parm_levels, levels);
403 }
404
405 /* Undo the effects of maybe_begin_member_template_processing.  */
406
407 void
408 maybe_end_member_template_processing (void)
409 {
410   int i;
411   int last;
412
413   if (VEC_length (int, inline_parm_levels) == 0)
414     return;
415
416   last = VEC_pop (int, inline_parm_levels);
417   for (i = 0; i < last; ++i)
418     {
419       --processing_template_decl;
420       current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
421       poplevel (0, 0, 0);
422     }
423 }
424
425 /* Return a new template argument vector which contains all of ARGS,
426    but has as its innermost set of arguments the EXTRA_ARGS.  */
427
428 static tree
429 add_to_template_args (tree args, tree extra_args)
430 {
431   tree new_args;
432   int extra_depth;
433   int i;
434   int j;
435
436   extra_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
437   new_args = make_tree_vec (TMPL_ARGS_DEPTH (args) + extra_depth);
438
439   for (i = 1; i <= TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
440     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (args, i));
441
442   for (j = 1; j <= extra_depth; ++j, ++i)
443     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i, TMPL_ARGS_LEVEL (extra_args, j));
444
445   return new_args;
446 }
447
448 /* Like add_to_template_args, but only the outermost ARGS are added to
449    the EXTRA_ARGS.  In particular, all but TMPL_ARGS_DEPTH
450    (EXTRA_ARGS) levels are added.  This function is used to combine
451    the template arguments from a partial instantiation with the
452    template arguments used to attain the full instantiation from the
453    partial instantiation.  */
454
455 static tree
456 add_outermost_template_args (tree args, tree extra_args)
457 {
458   tree new_args;
459
460   /* If there are more levels of EXTRA_ARGS than there are ARGS,
461      something very fishy is going on.  */
462   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args) >= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args));
463
464   /* If *all* the new arguments will be the EXTRA_ARGS, just return
465      them.  */
466   if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) == TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args))
467     return extra_args;
468
469   /* For the moment, we make ARGS look like it contains fewer levels.  */
470   TREE_VEC_LENGTH (args) -= TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
471
472   new_args = add_to_template_args (args, extra_args);
473
474   /* Now, we restore ARGS to its full dimensions.  */
475   TREE_VEC_LENGTH (args) += TMPL_ARGS_DEPTH (extra_args);
476
477   return new_args;
478 }
479
480 /* Return the N levels of innermost template arguments from the ARGS.  */
481
482 tree
483 get_innermost_template_args (tree args, int n)
484 {
485   tree new_args;
486   int extra_levels;
487   int i;
488
489   gcc_assert (n >= 0);
490
491   /* If N is 1, just return the innermost set of template arguments.  */
492   if (n == 1)
493     return TMPL_ARGS_LEVEL (args, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
494
495   /* If we're not removing anything, just return the arguments we were
496      given.  */
497   extra_levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args) - n;
498   gcc_assert (extra_levels >= 0);
499   if (extra_levels == 0)
500     return args;
501
502   /* Make a new set of arguments, not containing the outer arguments.  */
503   new_args = make_tree_vec (n);
504   for (i = 1; i <= n; ++i)
505     SET_TMPL_ARGS_LEVEL (new_args, i,
506                          TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + extra_levels));
507
508   return new_args;
509 }
510
511 /* We've got a template header coming up; push to a new level for storing
512    the parms.  */
513
514 void
515 begin_template_parm_list (void)
516 {
517   /* We use a non-tag-transparent scope here, which causes pushtag to
518      put tags in this scope, rather than in the enclosing class or
519      namespace scope.  This is the right thing, since we want
520      TEMPLATE_DECLS, and not TYPE_DECLS for template classes.  For a
521      global template class, push_template_decl handles putting the
522      TEMPLATE_DECL into top-level scope.  For a nested template class,
523      e.g.:
524
525        template <class T> struct S1 {
526          template <class T> struct S2 {};
527        };
528
529      pushtag contains special code to call pushdecl_with_scope on the
530      TEMPLATE_DECL for S2.  */
531   begin_scope (sk_template_parms, NULL);
532   ++processing_template_decl;
533   ++processing_template_parmlist;
534   note_template_header (0);
535 }
536
537 /* This routine is called when a specialization is declared.  If it is
538    invalid to declare a specialization here, an error is reported and
539    false is returned, otherwise this routine will return true.  */
540
541 static bool
542 check_specialization_scope (void)
543 {
544   tree scope = current_scope ();
545
546   /* [temp.expl.spec]
547
548      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
549      which the template is a member, or, for member templates, in the
550      namespace of which the enclosing class or enclosing class
551      template is a member.  An explicit specialization of a member
552      function, member class or static data member of a class template
553      shall be declared in the namespace of which the class template
554      is a member.  */
555   if (scope && TREE_CODE (scope) != NAMESPACE_DECL)
556     {
557       error ("explicit specialization in non-namespace scope %qD", scope);
558       return false;
559     }
560
561   /* [temp.expl.spec]
562
563      In an explicit specialization declaration for a member of a class
564      template or a member template that appears in namespace scope,
565      the member template and some of its enclosing class templates may
566      remain unspecialized, except that the declaration shall not
567      explicitly specialize a class member template if its enclosing
568      class templates are not explicitly specialized as well.  */
569   if (current_template_parms)
570     {
571       error ("enclosing class templates are not explicitly specialized");
572       return false;
573     }
574
575   return true;
576 }
577
578 /* We've just seen template <>.  */
579
580 bool
581 begin_specialization (void)
582 {
583   begin_scope (sk_template_spec, NULL);
584   note_template_header (1);
585   return check_specialization_scope ();
586 }
587
588 /* Called at then end of processing a declaration preceded by
589    template<>.  */
590
591 void
592 end_specialization (void)
593 {
594   finish_scope ();
595   reset_specialization ();
596 }
597
598 /* Any template <>'s that we have seen thus far are not referring to a
599    function specialization.  */
600
601 void
602 reset_specialization (void)
603 {
604   processing_specialization = 0;
605   template_header_count = 0;
606 }
607
608 /* We've just seen a template header.  If SPECIALIZATION is nonzero,
609    it was of the form template <>.  */
610
611 static void
612 note_template_header (int specialization)
613 {
614   processing_specialization = specialization;
615   template_header_count++;
616 }
617
618 /* We're beginning an explicit instantiation.  */
619
620 void
621 begin_explicit_instantiation (void)
622 {
623   gcc_assert (!processing_explicit_instantiation);
624   processing_explicit_instantiation = true;
625 }
626
627
628 void
629 end_explicit_instantiation (void)
630 {
631   gcc_assert (processing_explicit_instantiation);
632   processing_explicit_instantiation = false;
633 }
634
635 /* An explicit specialization or partial specialization TMPL is being
636    declared.  Check that the namespace in which the specialization is
637    occurring is permissible.  Returns false iff it is invalid to
638    specialize TMPL in the current namespace.  */
639
640 static bool
641 check_specialization_namespace (tree tmpl)
642 {
643   tree tpl_ns = decl_namespace_context (tmpl);
644
645   /* [tmpl.expl.spec]
646
647      An explicit specialization shall be declared in the namespace of
648      which the template is a member, or, for member templates, in the
649      namespace of which the enclosing class or enclosing class
650      template is a member.  An explicit specialization of a member
651      function, member class or static data member of a class template
652      shall be declared in the namespace of which the class template is
653      a member.  */
654   if (is_associated_namespace (current_namespace, tpl_ns))
655     /* Same or super-using namespace.  */
656     return true;
657   else
658     {
659       pedwarn ("specialization of %qD in different namespace", tmpl);
660       pedwarn ("  from definition of %q+#D", tmpl);
661       return false;
662     }
663 }
664
665 /* SPEC is an explicit instantiation.  Check that it is valid to
666    perform this explicit instantiation in the current namespace.  */
667
668 static void
669 check_explicit_instantiation_namespace (tree spec)
670 {
671   tree ns;
672
673   /* DR 275: An explicit instantiation shall appear in an enclosing
674      namespace of its template.  */
675   ns = decl_namespace_context (spec);
676   if (!is_ancestor (current_namespace, ns))
677     pedwarn ("explicit instantiation of %qD in namespace %qD "
678              "(which does not enclose namespace %qD)",
679              spec, current_namespace, ns);
680 }
681
682 /* The TYPE is being declared.  If it is a template type, that means it
683    is a partial specialization.  Do appropriate error-checking.  */
684
685 tree
686 maybe_process_partial_specialization (tree type)
687 {
688   tree context;
689
690   if (type == error_mark_node)
691     return error_mark_node;
692
693   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
694     {
695       error ("name of class shadows template template parameter %qD",
696              TYPE_NAME (type));
697       return error_mark_node;
698     }
699
700   context = TYPE_CONTEXT (type);
701
702   if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type))
703     {
704       /* This is for ordinary explicit specialization and partial
705          specialization of a template class such as:
706
707            template <> class C<int>;
708
709          or:
710
711            template <class T> class C<T*>;
712
713          Make sure that `C<int>' and `C<T*>' are implicit instantiations.  */
714
715       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (type)
716           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
717         {
718           check_specialization_namespace (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
719           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
720           if (processing_template_decl)
721             push_template_decl (TYPE_MAIN_DECL (type));
722         }
723       else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (type))
724         error ("specialization of %qT after instantiation", type);
725     }
726   else if (CLASS_TYPE_P (type)
727            && !CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (type)
728            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
729            && context && CLASS_TYPE_P (context)
730            && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
731     {
732       /* This is for an explicit specialization of member class
733          template according to [temp.expl.spec/18]:
734
735            template <> template <class U> class C<int>::D;
736
737          The context `C<int>' must be an implicit instantiation.
738          Otherwise this is just a member class template declared
739          earlier like:
740
741            template <> class C<int> { template <class U> class D; };
742            template <> template <class U> class C<int>::D;
743
744          In the first case, `C<int>::D' is a specialization of `C<T>::D'
745          while in the second case, `C<int>::D' is a primary template
746          and `C<T>::D' may not exist.  */
747
748       if (CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (context)
749           && !COMPLETE_TYPE_P (type))
750         {
751           tree t;
752
753           if (current_namespace
754               != decl_namespace_context (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)))
755             {
756               pedwarn ("specializing %q#T in different namespace", type);
757               pedwarn ("  from definition of %q+#D",
758                        CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
759             }
760
761           /* Check for invalid specialization after instantiation:
762
763                template <> template <> class C<int>::D<int>;
764                template <> template <class U> class C<int>::D;  */
765
766           for (t = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS
767                  (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type)));
768                t; t = TREE_CHAIN (t))
769             if (TREE_VALUE (t) != type
770                 && TYPE_CONTEXT (TREE_VALUE (t)) == context)
771               error ("specialization %qT after instantiation %qT",
772                      type, TREE_VALUE (t));
773
774           /* Mark TYPE as a specialization.  And as a result, we only
775              have one level of template argument for the innermost
776              class template.  */
777           SET_CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type);
778           CLASSTYPE_TI_ARGS (type)
779             = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
780         }
781     }
782   else if (processing_specialization)
783     {
784       error ("explicit specialization of non-template %qT", type);
785       return error_mark_node;
786     }
787
788   return type;
789 }
790
791 /* Returns nonzero if we can optimize the retrieval of specializations
792    for TMPL, a TEMPLATE_DECL.  In particular, for such a template, we
793    do not use DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS at all.  */
794
795 static inline bool
796 optimize_specialization_lookup_p (tree tmpl)
797 {
798   return (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
799           && DECL_CLASS_SCOPE_P (tmpl)
800           /* DECL_CLASS_SCOPE_P holds of T::f even if T is a template
801              parameter.  */
802           && CLASS_TYPE_P (DECL_CONTEXT (tmpl))
803           /* The optimized lookup depends on the fact that the
804              template arguments for the member function template apply
805              purely to the containing class, which is not true if the
806              containing class is an explicit or partial
807              specialization.  */
808           && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (tmpl))
809           && !DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl)
810           && !DECL_CONV_FN_P (tmpl)
811           /* It is possible to have a template that is not a member
812              template and is not a member of a template class:
813
814              template <typename T>
815              struct S { friend A::f(); };
816
817              Here, the friend function is a template, but the context does
818              not have template information.  The optimized lookup relies
819              on having ARGS be the template arguments for both the class
820              and the function template.  */
821           && !DECL_FRIEND_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
822 }
823
824 /* Retrieve the specialization (in the sense of [temp.spec] - a
825    specialization is either an instantiation or an explicit
826    specialization) of TMPL for the given template ARGS.  If there is
827    no such specialization, return NULL_TREE.  The ARGS are a vector of
828    arguments, or a vector of vectors of arguments, in the case of
829    templates with more than one level of parameters.
830
831    If TMPL is a type template and CLASS_SPECIALIZATIONS_P is true,
832    then we search for a partial specialization matching ARGS.  This
833    parameter is ignored if TMPL is not a class template.  */
834
835 static tree
836 retrieve_specialization (tree tmpl, tree args,
837                          bool class_specializations_p)
838 {
839   if (args == error_mark_node)
840     return NULL_TREE;
841
842   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
843
844   /* There should be as many levels of arguments as there are
845      levels of parameters.  */
846   gcc_assert (TMPL_ARGS_DEPTH (args)
847               == TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl)));
848
849   if (optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
850     {
851       tree class_template;
852       tree class_specialization;
853       VEC(tree,gc) *methods;
854       tree fns;
855       int idx;
856
857       /* The template arguments actually apply to the containing
858          class.  Find the class specialization with those
859          arguments.  */
860       class_template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (tmpl));
861       class_specialization
862         = retrieve_specialization (class_template, args,
863                                    /*class_specializations_p=*/false);
864       if (!class_specialization)
865         return NULL_TREE;
866       /* Now, find the appropriate entry in the CLASSTYPE_METHOD_VEC
867          for the specialization.  */
868       idx = class_method_index_for_fn (class_specialization, tmpl);
869       if (idx == -1)
870         return NULL_TREE;
871       /* Iterate through the methods with the indicated name, looking
872          for the one that has an instance of TMPL.  */
873       methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (class_specialization);
874       for (fns = VEC_index (tree, methods, idx); fns; fns = OVL_NEXT (fns))
875         {
876           tree fn = OVL_CURRENT (fns);
877           if (DECL_TEMPLATE_INFO (fn) && DECL_TI_TEMPLATE (fn) == tmpl)
878             return fn;
879         }
880       return NULL_TREE;
881     }
882   else
883     {
884       tree *sp;
885       tree *head;
886
887       /* Class templates store their instantiations on the
888          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS list; other templates use the
889          DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS list.  */
890       if (!class_specializations_p
891           && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) == TYPE_DECL)
892         sp = &DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (tmpl);
893       else
894         sp = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
895       head = sp;
896       /* Iterate through the list until we find a matching template.  */
897       while (*sp != NULL_TREE)
898         {
899           tree spec = *sp;
900
901           if (comp_template_args (TREE_PURPOSE (spec), args))
902             {
903               /* Use the move-to-front heuristic to speed up future
904                  searches.  */
905               if (spec != *head)
906                 {
907                   *sp = TREE_CHAIN (*sp);
908                   TREE_CHAIN (spec) = *head;
909                   *head = spec;
910                 }
911               return TREE_VALUE (spec);
912             }
913           sp = &TREE_CHAIN (spec);
914         }
915     }
916
917   return NULL_TREE;
918 }
919
920 /* Like retrieve_specialization, but for local declarations.  */
921
922 static tree
923 retrieve_local_specialization (tree tmpl)
924 {
925   tree spec = (tree) htab_find_with_hash (local_specializations, tmpl,
926                                           htab_hash_pointer (tmpl));
927   return spec ? TREE_PURPOSE (spec) : NULL_TREE;
928 }
929
930 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of TMPL.  */
931
932 int
933 is_specialization_of (tree decl, tree tmpl)
934 {
935   tree t;
936
937   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
938     {
939       for (t = decl;
940            t != NULL_TREE;
941            t = DECL_TEMPLATE_INFO (t) ? DECL_TI_TEMPLATE (t) : NULL_TREE)
942         if (t == tmpl)
943           return 1;
944     }
945   else
946     {
947       gcc_assert (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
948
949       for (t = TREE_TYPE (decl);
950            t != NULL_TREE;
951            t = CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (t)
952              ? TREE_TYPE (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t)) : NULL_TREE)
953         if (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (t, TREE_TYPE (tmpl)))
954           return 1;
955     }
956
957   return 0;
958 }
959
960 /* Returns nonzero iff DECL is a specialization of friend declaration
961    FRIEND according to [temp.friend].  */
962
963 bool
964 is_specialization_of_friend (tree decl, tree friend)
965 {
966   bool need_template = true;
967   int template_depth;
968
969   gcc_assert (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
970               || TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL);
971
972   /* For [temp.friend/6] when FRIEND is an ordinary member function
973      of a template class, we want to check if DECL is a specialization
974      if this.  */
975   if (TREE_CODE (friend) == FUNCTION_DECL
976       && DECL_TEMPLATE_INFO (friend)
977       && !DECL_USE_TEMPLATE (friend))
978     {
979       /* We want a TEMPLATE_DECL for `is_specialization_of'.  */
980       friend = DECL_TI_TEMPLATE (friend);
981       need_template = false;
982     }
983   else if (TREE_CODE (friend) == TEMPLATE_DECL
984            && !PRIMARY_TEMPLATE_P (friend))
985     need_template = false;
986
987   /* There is nothing to do if this is not a template friend.  */
988   if (TREE_CODE (friend) != TEMPLATE_DECL)
989     return false;
990
991   if (is_specialization_of (decl, friend))
992     return true;
993
994   /* [temp.friend/6]
995      A member of a class template may be declared to be a friend of a
996      non-template class.  In this case, the corresponding member of
997      every specialization of the class template is a friend of the
998      class granting friendship.
999
1000      For example, given a template friend declaration
1001
1002        template <class T> friend void A<T>::f();
1003
1004      the member function below is considered a friend
1005
1006        template <> struct A<int> {
1007          void f();
1008        };
1009
1010      For this type of template friend, TEMPLATE_DEPTH below will be
1011      nonzero.  To determine if DECL is a friend of FRIEND, we first
1012      check if the enclosing class is a specialization of another.  */
1013
1014   template_depth = template_class_depth (DECL_CONTEXT (friend));
1015   if (template_depth
1016       && DECL_CLASS_SCOPE_P (decl)
1017       && is_specialization_of (TYPE_NAME (DECL_CONTEXT (decl)),
1018                                CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (DECL_CONTEXT (friend))))
1019     {
1020       /* Next, we check the members themselves.  In order to handle
1021          a few tricky cases, such as when FRIEND's are
1022
1023            template <class T> friend void A<T>::g(T t);
1024            template <class T> template <T t> friend void A<T>::h();
1025
1026          and DECL's are
1027
1028            void A<int>::g(int);
1029            template <int> void A<int>::h();
1030
1031          we need to figure out ARGS, the template arguments from
1032          the context of DECL.  This is required for template substitution
1033          of `T' in the function parameter of `g' and template parameter
1034          of `h' in the above examples.  Here ARGS corresponds to `int'.  */
1035
1036       tree context = DECL_CONTEXT (decl);
1037       tree args = NULL_TREE;
1038       int current_depth = 0;
1039
1040       while (current_depth < template_depth)
1041         {
1042           if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (context))
1043             {
1044               if (current_depth == 0)
1045                 args = TYPE_TI_ARGS (context);
1046               else
1047                 args = add_to_template_args (TYPE_TI_ARGS (context), args);
1048               current_depth++;
1049             }
1050           context = TYPE_CONTEXT (context);
1051         }
1052
1053       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
1054         {
1055           bool is_template;
1056           tree friend_type;
1057           tree decl_type;
1058           tree friend_args_type;
1059           tree decl_args_type;
1060
1061           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1062              non-templates.  */
1063           is_template = DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
1064                         && PRIMARY_TEMPLATE_P (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1065           if (need_template ^ is_template)
1066             return false;
1067           else if (is_template)
1068             {
1069               /* If both are templates, check template parameter list.  */
1070               tree friend_parms
1071                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1072                                          args, tf_none);
1073               if (!comp_template_parms
1074                      (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (decl)),
1075                       friend_parms))
1076                 return false;
1077
1078               decl_type = TREE_TYPE (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
1079             }
1080           else
1081             decl_type = TREE_TYPE (decl);
1082
1083           friend_type = tsubst_function_type (TREE_TYPE (friend), args,
1084                                               tf_none, NULL_TREE);
1085           if (friend_type == error_mark_node)
1086             return false;
1087
1088           /* Check if return types match.  */
1089           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_type), TREE_TYPE (friend_type)))
1090             return false;
1091
1092           /* Check if function parameter types match, ignoring the
1093              `this' parameter.  */
1094           friend_args_type = TYPE_ARG_TYPES (friend_type);
1095           decl_args_type = TYPE_ARG_TYPES (decl_type);
1096           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (friend))
1097             friend_args_type = TREE_CHAIN (friend_args_type);
1098           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1099             decl_args_type = TREE_CHAIN (decl_args_type);
1100
1101           return compparms (decl_args_type, friend_args_type);
1102         }
1103       else
1104         {
1105           /* DECL is a TYPE_DECL */
1106           bool is_template;
1107           tree decl_type = TREE_TYPE (decl);
1108
1109           /* Make sure that both DECL and FRIEND are templates or
1110              non-templates.  */
1111           is_template
1112             = CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (decl_type)
1113               && PRIMARY_TEMPLATE_P (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type));
1114
1115           if (need_template ^ is_template)
1116             return false;
1117           else if (is_template)
1118             {
1119               tree friend_parms;
1120               /* If both are templates, check the name of the two
1121                  TEMPLATE_DECL's first because is_friend didn't.  */
1122               if (DECL_NAME (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type))
1123                   != DECL_NAME (friend))
1124                 return false;
1125
1126               /* Now check template parameter list.  */
1127               friend_parms
1128                 = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend),
1129                                          args, tf_none);
1130               return comp_template_parms
1131                 (DECL_TEMPLATE_PARMS (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (decl_type)),
1132                  friend_parms);
1133             }
1134           else
1135             return (DECL_NAME (decl)
1136                     == DECL_NAME (friend));
1137         }
1138     }
1139   return false;
1140 }
1141
1142 /* Register the specialization SPEC as a specialization of TMPL with
1143    the indicated ARGS.  IS_FRIEND indicates whether the specialization
1144    is actually just a friend declaration.  Returns SPEC, or an
1145    equivalent prior declaration, if available.  */
1146
1147 static tree
1148 register_specialization (tree spec, tree tmpl, tree args, bool is_friend)
1149 {
1150   tree fn;
1151
1152   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
1153
1154   if (TREE_CODE (spec) == FUNCTION_DECL
1155       && uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec)))
1156     /* This is the FUNCTION_DECL for a partial instantiation.  Don't
1157        register it; we want the corresponding TEMPLATE_DECL instead.
1158        We use `uses_template_parms (DECL_TI_ARGS (spec))' rather than
1159        the more obvious `uses_template_parms (spec)' to avoid problems
1160        with default function arguments.  In particular, given
1161        something like this:
1162
1163           template <class T> void f(T t1, T t = T())
1164
1165        the default argument expression is not substituted for in an
1166        instantiation unless and until it is actually needed.  */
1167     return spec;
1168
1169   fn = retrieve_specialization (tmpl, args,
1170                                 /*class_specializations_p=*/false);
1171   /* We can sometimes try to re-register a specialization that we've
1172      already got.  In particular, regenerate_decl_from_template calls
1173      duplicate_decls which will update the specialization list.  But,
1174      we'll still get called again here anyhow.  It's more convenient
1175      to simply allow this than to try to prevent it.  */
1176   if (fn == spec)
1177     return spec;
1178   else if (fn && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
1179     {
1180       if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (fn))
1181         {
1182           if (TREE_USED (fn)
1183               || DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (fn))
1184             {
1185               error ("specialization of %qD after instantiation",
1186                      fn);
1187               return error_mark_node;
1188             }
1189           else
1190             {
1191               tree clone;
1192               /* This situation should occur only if the first
1193                  specialization is an implicit instantiation, the
1194                  second is an explicit specialization, and the
1195                  implicit instantiation has not yet been used.  That
1196                  situation can occur if we have implicitly
1197                  instantiated a member function and then specialized
1198                  it later.
1199
1200                  We can also wind up here if a friend declaration that
1201                  looked like an instantiation turns out to be a
1202                  specialization:
1203
1204                    template <class T> void foo(T);
1205                    class S { friend void foo<>(int) };
1206                    template <> void foo(int);
1207
1208                  We transform the existing DECL in place so that any
1209                  pointers to it become pointers to the updated
1210                  declaration.
1211
1212                  If there was a definition for the template, but not
1213                  for the specialization, we want this to look as if
1214                  there were no definition, and vice versa.  */
1215               DECL_INITIAL (fn) = NULL_TREE;
1216               duplicate_decls (spec, fn, is_friend);
1217               /* The call to duplicate_decls will have applied
1218                  [temp.expl.spec]:
1219
1220                    An explicit specialization of a function template
1221                    is inline only if it is explicitly declared to be,
1222                    and independently of whether its function template
1223                    is.
1224
1225                 to the primary function; now copy the inline bits to
1226                 the various clones.  */
1227               FOR_EACH_CLONE (clone, fn)
1228                 {
1229                   DECL_DECLARED_INLINE_P (clone)
1230                     = DECL_DECLARED_INLINE_P (fn);
1231                   DECL_INLINE (clone)
1232                     = DECL_INLINE (fn);
1233                 }
1234               check_specialization_namespace (fn);
1235
1236               return fn;
1237             }
1238         }
1239       else if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (fn))
1240         {
1241           if (!duplicate_decls (spec, fn, is_friend) && DECL_INITIAL (spec))
1242             /* Dup decl failed, but this is a new definition. Set the
1243                line number so any errors match this new
1244                definition.  */
1245             DECL_SOURCE_LOCATION (fn) = DECL_SOURCE_LOCATION (spec);
1246
1247           return fn;
1248         }
1249     }
1250
1251   /* A specialization must be declared in the same namespace as the
1252      template it is specializing.  */
1253   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec)
1254       && !check_specialization_namespace (tmpl))
1255     DECL_CONTEXT (spec) = FROB_CONTEXT (decl_namespace_context (tmpl));
1256
1257   if (!optimize_specialization_lookup_p (tmpl))
1258     DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl)
1259       = tree_cons (args, spec, DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl));
1260
1261   return spec;
1262 }
1263
1264 /* Unregister the specialization SPEC as a specialization of TMPL.
1265    Replace it with NEW_SPEC, if NEW_SPEC is non-NULL.  Returns true
1266    if the SPEC was listed as a specialization of TMPL.  */
1267
1268 bool
1269 reregister_specialization (tree spec, tree tmpl, tree new_spec)
1270 {
1271   tree* s;
1272
1273   for (s = &DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl);
1274        *s != NULL_TREE;
1275        s = &TREE_CHAIN (*s))
1276     if (TREE_VALUE (*s) == spec)
1277       {
1278         if (!new_spec)
1279           *s = TREE_CHAIN (*s);
1280         else
1281           TREE_VALUE (*s) = new_spec;
1282         return 1;
1283       }
1284
1285   return 0;
1286 }
1287
1288 /* Compare an entry in the local specializations hash table P1 (which
1289    is really a pointer to a TREE_LIST) with P2 (which is really a
1290    DECL).  */
1291
1292 static int
1293 eq_local_specializations (const void *p1, const void *p2)
1294 {
1295   return TREE_VALUE ((tree) p1) == (tree) p2;
1296 }
1297
1298 /* Hash P1, an entry in the local specializations table.  */
1299
1300 static hashval_t
1301 hash_local_specialization (const void* p1)
1302 {
1303   return htab_hash_pointer (TREE_VALUE ((tree) p1));
1304 }
1305
1306 /* Like register_specialization, but for local declarations.  We are
1307    registering SPEC, an instantiation of TMPL.  */
1308
1309 static void
1310 register_local_specialization (tree spec, tree tmpl)
1311 {
1312   void **slot;
1313
1314   slot = htab_find_slot_with_hash (local_specializations, tmpl,
1315                                    htab_hash_pointer (tmpl), INSERT);
1316   *slot = build_tree_list (spec, tmpl);
1317 }
1318
1319 /* TYPE is a class type.  Returns true if TYPE is an explicitly
1320    specialized class.  */
1321
1322 bool
1323 explicit_class_specialization_p (tree type)
1324 {
1325   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (type))
1326     return false;
1327   return !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (type));
1328 }
1329
1330 /* Print the list of candidate FNS in an error message.  */
1331
1332 void
1333 print_candidates (tree fns)
1334 {
1335   tree fn;
1336
1337   const char *str = "candidates are:";
1338
1339   for (fn = fns; fn != NULL_TREE; fn = TREE_CHAIN (fn))
1340     {
1341       tree f;
1342
1343       for (f = TREE_VALUE (fn); f; f = OVL_NEXT (f))
1344         error ("%s %+#D", str, OVL_CURRENT (f));
1345       str = "               ";
1346     }
1347 }
1348
1349 /* Returns the template (one of the functions given by TEMPLATE_ID)
1350    which can be specialized to match the indicated DECL with the
1351    explicit template args given in TEMPLATE_ID.  The DECL may be
1352    NULL_TREE if none is available.  In that case, the functions in
1353    TEMPLATE_ID are non-members.
1354
1355    If NEED_MEMBER_TEMPLATE is nonzero the function is known to be a
1356    specialization of a member template.
1357
1358    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1359    template classes that appeared in the name of the function. See
1360    check_explicit_specialization for a more accurate description.
1361
1362    TSK indicates what kind of template declaration (if any) is being
1363    declared.  TSK_TEMPLATE indicates that the declaration given by
1364    DECL, though a FUNCTION_DECL, has template parameters, and is
1365    therefore a template function.
1366
1367    The template args (those explicitly specified and those deduced)
1368    are output in a newly created vector *TARGS_OUT.
1369
1370    If it is impossible to determine the result, an error message is
1371    issued.  The error_mark_node is returned to indicate failure.  */
1372
1373 static tree
1374 determine_specialization (tree template_id,
1375                           tree decl,
1376                           tree* targs_out,
1377                           int need_member_template,
1378                           int template_count,
1379                           tmpl_spec_kind tsk)
1380 {
1381   tree fns;
1382   tree targs;
1383   tree explicit_targs;
1384   tree candidates = NULL_TREE;
1385   /* A TREE_LIST of templates of which DECL may be a specialization.
1386      The TREE_VALUE of each node is a TEMPLATE_DECL.  The
1387      corresponding TREE_PURPOSE is the set of template arguments that,
1388      when used to instantiate the template, would produce a function
1389      with the signature of DECL.  */
1390   tree templates = NULL_TREE;
1391   int header_count;
1392   struct cp_binding_level *b;
1393
1394   *targs_out = NULL_TREE;
1395
1396   if (template_id == error_mark_node || decl == error_mark_node)
1397     return error_mark_node;
1398
1399   fns = TREE_OPERAND (template_id, 0);
1400   explicit_targs = TREE_OPERAND (template_id, 1);
1401
1402   if (fns == error_mark_node)
1403     return error_mark_node;
1404
1405   /* Check for baselinks.  */
1406   if (BASELINK_P (fns))
1407     fns = BASELINK_FUNCTIONS (fns);
1408
1409   if (!is_overloaded_fn (fns))
1410     {
1411       error ("%qD is not a function template", fns);
1412       return error_mark_node;
1413     }
1414
1415   /* Count the number of template headers specified for this
1416      specialization.  */
1417   header_count = 0;
1418   for (b = current_binding_level;
1419        b->kind == sk_template_parms;
1420        b = b->level_chain)
1421     ++header_count;
1422
1423   for (; fns; fns = OVL_NEXT (fns))
1424     {
1425       tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1426
1427       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1428         {
1429           tree decl_arg_types;
1430           tree fn_arg_types;
1431
1432           /* In case of explicit specialization, we need to check if
1433              the number of template headers appearing in the specialization
1434              is correct. This is usually done in check_explicit_specialization,
1435              but the check done there cannot be exhaustive when specializing
1436              member functions. Consider the following code:
1437
1438              template <> void A<int>::f(int);
1439              template <> template <> void A<int>::f(int);
1440
1441              Assuming that A<int> is not itself an explicit specialization
1442              already, the first line specializes "f" which is a non-template
1443              member function, whilst the second line specializes "f" which
1444              is a template member function. So both lines are syntactically
1445              correct, and check_explicit_specialization does not reject
1446              them.
1447
1448              Here, we can do better, as we are matching the specialization
1449              against the declarations. We count the number of template
1450              headers, and we check if they match TEMPLATE_COUNT + 1
1451              (TEMPLATE_COUNT is the number of qualifying template classes,
1452              plus there must be another header for the member template
1453              itself).
1454
1455              Notice that if header_count is zero, this is not a
1456              specialization but rather a template instantiation, so there
1457              is no check we can perform here.  */
1458           if (header_count && header_count != template_count + 1)
1459             continue;
1460
1461           /* Check that the number of template arguments at the
1462              innermost level for DECL is the same as for FN.  */
1463           if (current_binding_level->kind == sk_template_parms
1464               && !current_binding_level->explicit_spec_p
1465               && (TREE_VEC_LENGTH (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn))
1466                   != TREE_VEC_LENGTH (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS
1467                                       (current_template_parms))))
1468             continue;
1469
1470           /* DECL might be a specialization of FN.  */
1471           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1472           fn_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
1473
1474           /* For a non-static member function, we need to make sure
1475              that the const qualification is the same.  Since
1476              get_bindings does not try to merge the "this" parameter,
1477              we must do the comparison explicitly.  */
1478           if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (fn)
1479               && !same_type_p (TREE_VALUE (fn_arg_types),
1480                                TREE_VALUE (decl_arg_types)))
1481             continue;
1482
1483           /* Skip the "this" parameter and, for constructors of
1484              classes with virtual bases, the VTT parameter.  A
1485              full specialization of a constructor will have a VTT
1486              parameter, but a template never will.  */ 
1487           decl_arg_types 
1488             = skip_artificial_parms_for (decl, decl_arg_types);
1489           fn_arg_types 
1490             = skip_artificial_parms_for (fn, fn_arg_types);
1491
1492           /* Check that the number of function parameters matches.
1493              For example,
1494                template <class T> void f(int i = 0);
1495                template <> void f<int>();
1496              The specialization f<int> is invalid but is not caught
1497              by get_bindings below.  */
1498           if (list_length (fn_arg_types) != list_length (decl_arg_types))
1499             continue;
1500
1501           /* Function templates cannot be specializations; there are
1502              no partial specializations of functions.  Therefore, if
1503              the type of DECL does not match FN, there is no
1504              match.  */
1505           if (tsk == tsk_template)
1506             {
1507               if (compparms (fn_arg_types, decl_arg_types))
1508                 candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1509               continue;
1510             }
1511
1512           /* See whether this function might be a specialization of this
1513              template.  */
1514           targs = get_bindings (fn, decl, explicit_targs, /*check_ret=*/true);
1515
1516           if (!targs)
1517             /* We cannot deduce template arguments that when used to
1518                specialize TMPL will produce DECL.  */
1519             continue;
1520
1521           /* Save this template, and the arguments deduced.  */
1522           templates = tree_cons (targs, fn, templates);
1523         }
1524       else if (need_member_template)
1525         /* FN is an ordinary member function, and we need a
1526            specialization of a member template.  */
1527         ;
1528       else if (TREE_CODE (fn) != FUNCTION_DECL)
1529         /* We can get IDENTIFIER_NODEs here in certain erroneous
1530            cases.  */
1531         ;
1532       else if (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (fn))
1533         /* This is just an ordinary non-member function.  Nothing can
1534            be a specialization of that.  */
1535         ;
1536       else if (DECL_ARTIFICIAL (fn))
1537         /* Cannot specialize functions that are created implicitly.  */
1538         ;
1539       else
1540         {
1541           tree decl_arg_types;
1542
1543           /* This is an ordinary member function.  However, since
1544              we're here, we can assume it's enclosing class is a
1545              template class.  For example,
1546
1547                template <typename T> struct S { void f(); };
1548                template <> void S<int>::f() {}
1549
1550              Here, S<int>::f is a non-template, but S<int> is a
1551              template class.  If FN has the same type as DECL, we
1552              might be in business.  */
1553
1554           if (!DECL_TEMPLATE_INFO (fn))
1555             /* Its enclosing class is an explicit specialization
1556                of a template class.  This is not a candidate.  */
1557             continue;
1558
1559           if (!same_type_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl)),
1560                             TREE_TYPE (TREE_TYPE (fn))))
1561             /* The return types differ.  */
1562             continue;
1563
1564           /* Adjust the type of DECL in case FN is a static member.  */
1565           decl_arg_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1566           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (fn)
1567               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1568             decl_arg_types = TREE_CHAIN (decl_arg_types);
1569
1570           if (compparms (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn)),
1571                          decl_arg_types))
1572             /* They match!  */
1573             candidates = tree_cons (NULL_TREE, fn, candidates);
1574         }
1575     }
1576
1577   if (templates && TREE_CHAIN (templates))
1578     {
1579       /* We have:
1580
1581            [temp.expl.spec]
1582
1583            It is possible for a specialization with a given function
1584            signature to be instantiated from more than one function
1585            template.  In such cases, explicit specification of the
1586            template arguments must be used to uniquely identify the
1587            function template specialization being specialized.
1588
1589          Note that here, there's no suggestion that we're supposed to
1590          determine which of the candidate templates is most
1591          specialized.  However, we, also have:
1592
1593            [temp.func.order]
1594
1595            Partial ordering of overloaded function template
1596            declarations is used in the following contexts to select
1597            the function template to which a function template
1598            specialization refers:
1599
1600            -- when an explicit specialization refers to a function
1601               template.
1602
1603          So, we do use the partial ordering rules, at least for now.
1604          This extension can only serve to make invalid programs valid,
1605          so it's safe.  And, there is strong anecdotal evidence that
1606          the committee intended the partial ordering rules to apply;
1607          the EDG front-end has that behavior, and John Spicer claims
1608          that the committee simply forgot to delete the wording in
1609          [temp.expl.spec].  */
1610       tree tmpl = most_specialized_instantiation (templates);
1611       if (tmpl != error_mark_node)
1612         {
1613           templates = tmpl;
1614           TREE_CHAIN (templates) = NULL_TREE;
1615         }
1616     }
1617
1618   if (templates == NULL_TREE && candidates == NULL_TREE)
1619     {
1620       error ("template-id %qD for %q+D does not match any template "
1621              "declaration", template_id, decl);
1622       return error_mark_node;
1623     }
1624   else if ((templates && TREE_CHAIN (templates))
1625            || (candidates && TREE_CHAIN (candidates))
1626            || (templates && candidates))
1627     {
1628       error ("ambiguous template specialization %qD for %q+D",
1629              template_id, decl);
1630       chainon (candidates, templates);
1631       print_candidates (candidates);
1632       return error_mark_node;
1633     }
1634
1635   /* We have one, and exactly one, match.  */
1636   if (candidates)
1637     {
1638       tree fn = TREE_VALUE (candidates);
1639       /* DECL is a re-declaration of a template function.  */
1640       if (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL)
1641         return fn;
1642       /* It was a specialization of an ordinary member function in a
1643          template class.  */
1644       *targs_out = copy_node (DECL_TI_ARGS (fn));
1645       return DECL_TI_TEMPLATE (fn);
1646     }
1647
1648   /* It was a specialization of a template.  */
1649   targs = DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (templates)));
1650   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (targs))
1651     {
1652       *targs_out = copy_node (targs);
1653       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (*targs_out,
1654                            TMPL_ARGS_DEPTH (*targs_out),
1655                            TREE_PURPOSE (templates));
1656     }
1657   else
1658     *targs_out = TREE_PURPOSE (templates);
1659   return TREE_VALUE (templates);
1660 }
1661
1662 /* Returns a chain of parameter types, exactly like the SPEC_TYPES,
1663    but with the default argument values filled in from those in the
1664    TMPL_TYPES.  */
1665
1666 static tree
1667 copy_default_args_to_explicit_spec_1 (tree spec_types,
1668                                       tree tmpl_types)
1669 {
1670   tree new_spec_types;
1671
1672   if (!spec_types)
1673     return NULL_TREE;
1674
1675   if (spec_types == void_list_node)
1676     return void_list_node;
1677
1678   /* Substitute into the rest of the list.  */
1679   new_spec_types =
1680     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (TREE_CHAIN (spec_types),
1681                                           TREE_CHAIN (tmpl_types));
1682
1683   /* Add the default argument for this parameter.  */
1684   return hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (tmpl_types),
1685                          TREE_VALUE (spec_types),
1686                          new_spec_types);
1687 }
1688
1689 /* DECL is an explicit specialization.  Replicate default arguments
1690    from the template it specializes.  (That way, code like:
1691
1692      template <class T> void f(T = 3);
1693      template <> void f(double);
1694      void g () { f (); }
1695
1696    works, as required.)  An alternative approach would be to look up
1697    the correct default arguments at the call-site, but this approach
1698    is consistent with how implicit instantiations are handled.  */
1699
1700 static void
1701 copy_default_args_to_explicit_spec (tree decl)
1702 {
1703   tree tmpl;
1704   tree spec_types;
1705   tree tmpl_types;
1706   tree new_spec_types;
1707   tree old_type;
1708   tree new_type;
1709   tree t;
1710   tree object_type = NULL_TREE;
1711   tree in_charge = NULL_TREE;
1712   tree vtt = NULL_TREE;
1713
1714   /* See if there's anything we need to do.  */
1715   tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
1716   tmpl_types = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
1717   for (t = tmpl_types; t; t = TREE_CHAIN (t))
1718     if (TREE_PURPOSE (t))
1719       break;
1720   if (!t)
1721     return;
1722
1723   old_type = TREE_TYPE (decl);
1724   spec_types = TYPE_ARG_TYPES (old_type);
1725
1726   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
1727     {
1728       /* Remove the this pointer, but remember the object's type for
1729          CV quals.  */
1730       object_type = TREE_TYPE (TREE_VALUE (spec_types));
1731       spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1732       tmpl_types = TREE_CHAIN (tmpl_types);
1733
1734       if (DECL_HAS_IN_CHARGE_PARM_P (decl))
1735         {
1736           /* DECL may contain more parameters than TMPL due to the extra
1737              in-charge parameter in constructors and destructors.  */
1738           in_charge = spec_types;
1739           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1740         }
1741       if (DECL_HAS_VTT_PARM_P (decl))
1742         {
1743           vtt = spec_types;
1744           spec_types = TREE_CHAIN (spec_types);
1745         }
1746     }
1747
1748   /* Compute the merged default arguments.  */
1749   new_spec_types =
1750     copy_default_args_to_explicit_spec_1 (spec_types, tmpl_types);
1751
1752   /* Compute the new FUNCTION_TYPE.  */
1753   if (object_type)
1754     {
1755       if (vtt)
1756         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (vtt),
1757                                          TREE_VALUE (vtt),
1758                                          new_spec_types);
1759
1760       if (in_charge)
1761         /* Put the in-charge parameter back.  */
1762         new_spec_types = hash_tree_cons (TREE_PURPOSE (in_charge),
1763                                          TREE_VALUE (in_charge),
1764                                          new_spec_types);
1765
1766       new_type = build_method_type_directly (object_type,
1767                                              TREE_TYPE (old_type),
1768                                              new_spec_types);
1769     }
1770   else
1771     new_type = build_function_type (TREE_TYPE (old_type),
1772                                     new_spec_types);
1773   new_type = cp_build_type_attribute_variant (new_type,
1774                                               TYPE_ATTRIBUTES (old_type));
1775   new_type = build_exception_variant (new_type,
1776                                       TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (old_type));
1777   TREE_TYPE (decl) = new_type;
1778 }
1779
1780 /* Check to see if the function just declared, as indicated in
1781    DECLARATOR, and in DECL, is a specialization of a function
1782    template.  We may also discover that the declaration is an explicit
1783    instantiation at this point.
1784
1785    Returns DECL, or an equivalent declaration that should be used
1786    instead if all goes well.  Issues an error message if something is
1787    amiss.  Returns error_mark_node if the error is not easily
1788    recoverable.
1789
1790    FLAGS is a bitmask consisting of the following flags:
1791
1792    2: The function has a definition.
1793    4: The function is a friend.
1794
1795    The TEMPLATE_COUNT is the number of references to qualifying
1796    template classes that appeared in the name of the function.  For
1797    example, in
1798
1799      template <class T> struct S { void f(); };
1800      void S<int>::f();
1801
1802    the TEMPLATE_COUNT would be 1.  However, explicitly specialized
1803    classes are not counted in the TEMPLATE_COUNT, so that in
1804
1805      template <class T> struct S {};
1806      template <> struct S<int> { void f(); }
1807      template <> void S<int>::f();
1808
1809    the TEMPLATE_COUNT would be 0.  (Note that this declaration is
1810    invalid; there should be no template <>.)
1811
1812    If the function is a specialization, it is marked as such via
1813    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  Furthermore, its DECL_TEMPLATE_INFO
1814    is set up correctly, and it is added to the list of specializations
1815    for that template.  */
1816
1817 tree
1818 check_explicit_specialization (tree declarator,
1819                                tree decl,
1820                                int template_count,
1821                                int flags)
1822 {
1823   int have_def = flags & 2;
1824   int is_friend = flags & 4;
1825   int specialization = 0;
1826   int explicit_instantiation = 0;
1827   int member_specialization = 0;
1828   tree ctype = DECL_CLASS_CONTEXT (decl);
1829   tree dname = DECL_NAME (decl);
1830   tmpl_spec_kind tsk;
1831
1832   if (is_friend)
1833     {
1834       if (!processing_specialization)
1835         tsk = tsk_none;
1836       else
1837         tsk = tsk_excessive_parms;
1838     }
1839   else
1840     tsk = current_tmpl_spec_kind (template_count);
1841
1842   switch (tsk)
1843     {
1844     case tsk_none:
1845       if (processing_specialization)
1846         {
1847           specialization = 1;
1848           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1849         }
1850       else if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1851         {
1852           if (is_friend)
1853             /* This could be something like:
1854
1855                template <class T> void f(T);
1856                class S { friend void f<>(int); }  */
1857             specialization = 1;
1858           else
1859             {
1860               /* This case handles bogus declarations like template <>
1861                  template <class T> void f<int>(); */
1862
1863               error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1864                      declarator);
1865               return decl;
1866             }
1867         }
1868       break;
1869
1870     case tsk_invalid_member_spec:
1871       /* The error has already been reported in
1872          check_specialization_scope.  */
1873       return error_mark_node;
1874
1875     case tsk_invalid_expl_inst:
1876       error ("template parameter list used in explicit instantiation");
1877
1878       /* Fall through.  */
1879
1880     case tsk_expl_inst:
1881       if (have_def)
1882         error ("definition provided for explicit instantiation");
1883
1884       explicit_instantiation = 1;
1885       break;
1886
1887     case tsk_excessive_parms:
1888     case tsk_insufficient_parms:
1889       if (tsk == tsk_excessive_parms)
1890         error ("too many template parameter lists in declaration of %qD",
1891                decl);
1892       else if (template_header_count)
1893         error("too few template parameter lists in declaration of %qD", decl);
1894       else
1895         error("explicit specialization of %qD must be introduced by "
1896               "%<template <>%>", decl);
1897
1898       /* Fall through.  */
1899     case tsk_expl_spec:
1900       SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl);
1901       if (ctype)
1902         member_specialization = 1;
1903       else
1904         specialization = 1;
1905       break;
1906
1907     case tsk_template:
1908       if (TREE_CODE (declarator) == TEMPLATE_ID_EXPR)
1909         {
1910           /* This case handles bogus declarations like template <>
1911              template <class T> void f<int>(); */
1912
1913           if (uses_template_parms (declarator))
1914             error ("function template partial specialization %qD "
1915                    "is not allowed", declarator);
1916           else
1917             error ("template-id %qD in declaration of primary template",
1918                    declarator);
1919           return decl;
1920         }
1921
1922       if (ctype && CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (ctype))
1923         /* This is a specialization of a member template, without
1924            specialization the containing class.  Something like:
1925
1926              template <class T> struct S {
1927                template <class U> void f (U);
1928              };
1929              template <> template <class U> void S<int>::f(U) {}
1930
1931            That's a specialization -- but of the entire template.  */
1932         specialization = 1;
1933       break;
1934
1935     default:
1936       gcc_unreachable ();
1937     }
1938
1939   if (specialization || member_specialization)
1940     {
1941       tree t = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl));
1942       for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
1943         if (TREE_PURPOSE (t))
1944           {
1945             pedwarn
1946               ("default argument specified in explicit specialization");
1947             break;
1948           }
1949     }
1950
1951   if (specialization || member_specialization || explicit_instantiation)
1952     {
1953       tree tmpl = NULL_TREE;
1954       tree targs = NULL_TREE;
1955
1956       /* Make sure that the declarator is a TEMPLATE_ID_EXPR.  */
1957       if (TREE_CODE (declarator) != TEMPLATE_ID_EXPR)
1958         {
1959           tree fns;
1960
1961           gcc_assert (TREE_CODE (declarator) == IDENTIFIER_NODE);
1962           if (ctype)
1963             fns = dname;
1964           else
1965             {
1966               /* If there is no class context, the explicit instantiation
1967                  must be at namespace scope.  */
1968               gcc_assert (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl));
1969
1970               /* Find the namespace binding, using the declaration
1971                  context.  */
1972               fns = lookup_qualified_name (CP_DECL_CONTEXT (decl), dname,
1973                                            false, true);
1974               if (fns == error_mark_node || !is_overloaded_fn (fns))
1975                 {
1976                   error ("%qD is not a template function", dname);
1977                   fns = error_mark_node;
1978                 }
1979               else
1980                 {
1981                   tree fn = OVL_CURRENT (fns);
1982                   if (!is_associated_namespace (CP_DECL_CONTEXT (decl),
1983                                                 CP_DECL_CONTEXT (fn)))
1984                     error ("%qD is not declared in %qD",
1985                            decl, current_namespace);
1986                 }
1987             }
1988
1989           declarator = lookup_template_function (fns, NULL_TREE);
1990         }
1991
1992       if (declarator == error_mark_node)
1993         return error_mark_node;
1994
1995       if (ctype != NULL_TREE && TYPE_BEING_DEFINED (ctype))
1996         {
1997           if (!explicit_instantiation)
1998             /* A specialization in class scope.  This is invalid,
1999                but the error will already have been flagged by
2000                check_specialization_scope.  */
2001             return error_mark_node;
2002           else
2003             {
2004               /* It's not valid to write an explicit instantiation in
2005                  class scope, e.g.:
2006
2007                    class C { template void f(); }
2008
2009                    This case is caught by the parser.  However, on
2010                    something like:
2011
2012                    template class C { void f(); };
2013
2014                    (which is invalid) we can get here.  The error will be
2015                    issued later.  */
2016               ;
2017             }
2018
2019           return decl;
2020         }
2021       else if (ctype != NULL_TREE
2022                && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (declarator, 0)) ==
2023                    IDENTIFIER_NODE))
2024         {
2025           /* Find the list of functions in ctype that have the same
2026              name as the declared function.  */
2027           tree name = TREE_OPERAND (declarator, 0);
2028           tree fns = NULL_TREE;
2029           int idx;
2030
2031           if (constructor_name_p (name, ctype))
2032             {
2033               int is_constructor = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2034
2035               if (is_constructor ? !TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (ctype)
2036                   : !CLASSTYPE_DESTRUCTORS (ctype))
2037                 {
2038                   /* From [temp.expl.spec]:
2039
2040                      If such an explicit specialization for the member
2041                      of a class template names an implicitly-declared
2042                      special member function (clause _special_), the
2043                      program is ill-formed.
2044
2045                      Similar language is found in [temp.explicit].  */
2046                   error ("specialization of implicitly-declared special member function");
2047                   return error_mark_node;
2048                 }
2049
2050               name = is_constructor ? ctor_identifier : dtor_identifier;
2051             }
2052
2053           if (!DECL_CONV_FN_P (decl))
2054             {
2055               idx = lookup_fnfields_1 (ctype, name);
2056               if (idx >= 0)
2057                 fns = VEC_index (tree, CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype), idx);
2058             }
2059           else
2060             {
2061               VEC(tree,gc) *methods;
2062               tree ovl;
2063
2064               /* For a type-conversion operator, we cannot do a
2065                  name-based lookup.  We might be looking for `operator
2066                  int' which will be a specialization of `operator T'.
2067                  So, we find *all* the conversion operators, and then
2068                  select from them.  */
2069               fns = NULL_TREE;
2070
2071               methods = CLASSTYPE_METHOD_VEC (ctype);
2072               if (methods)
2073                 for (idx = CLASSTYPE_FIRST_CONVERSION_SLOT;
2074                      VEC_iterate (tree, methods, idx, ovl);
2075                      ++idx)
2076                   {
2077                     if (!DECL_CONV_FN_P (OVL_CURRENT (ovl)))
2078                       /* There are no more conversion functions.  */
2079                       break;
2080
2081                     /* Glue all these conversion functions together
2082                        with those we already have.  */
2083                     for (; ovl; ovl = OVL_NEXT (ovl))
2084                       fns = ovl_cons (OVL_CURRENT (ovl), fns);
2085                   }
2086             }
2087
2088           if (fns == NULL_TREE)
2089             {
2090               error ("no member function %qD declared in %qT", name, ctype);
2091               return error_mark_node;
2092             }
2093           else
2094             TREE_OPERAND (declarator, 0) = fns;
2095         }
2096
2097       /* Figure out what exactly is being specialized at this point.
2098          Note that for an explicit instantiation, even one for a
2099          member function, we cannot tell apriori whether the
2100          instantiation is for a member template, or just a member
2101          function of a template class.  Even if a member template is
2102          being instantiated, the member template arguments may be
2103          elided if they can be deduced from the rest of the
2104          declaration.  */
2105       tmpl = determine_specialization (declarator, decl,
2106                                        &targs,
2107                                        member_specialization,
2108                                        template_count,
2109                                        tsk);
2110
2111       if (!tmpl || tmpl == error_mark_node)
2112         /* We couldn't figure out what this declaration was
2113            specializing.  */
2114         return error_mark_node;
2115       else
2116         {
2117           tree gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
2118
2119           if (explicit_instantiation)
2120             {
2121               /* We don't set DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION here; that
2122                  is done by do_decl_instantiation later.  */
2123
2124               int arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (targs);
2125               int parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
2126
2127               if (arg_depth > parm_depth)
2128                 {
2129                   /* If TMPL is not the most general template (for
2130                      example, if TMPL is a friend template that is
2131                      injected into namespace scope), then there will
2132                      be too many levels of TARGS.  Remove some of them
2133                      here.  */
2134                   int i;
2135                   tree new_targs;
2136
2137                   new_targs = make_tree_vec (parm_depth);
2138                   for (i = arg_depth - parm_depth; i < arg_depth; ++i)
2139                     TREE_VEC_ELT (new_targs, i - (arg_depth - parm_depth))
2140                       = TREE_VEC_ELT (targs, i);
2141                   targs = new_targs;
2142                 }
2143
2144               return instantiate_template (tmpl, targs, tf_error);
2145             }
2146
2147           /* If we thought that the DECL was a member function, but it
2148              turns out to be specializing a static member function,
2149              make DECL a static member function as well.  */
2150           if (DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl)
2151               && DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl))
2152             revert_static_member_fn (decl);
2153
2154           /* If this is a specialization of a member template of a
2155              template class, we want to return the TEMPLATE_DECL, not
2156              the specialization of it.  */
2157           if (tsk == tsk_template)
2158             {
2159               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
2160               DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)) = NULL_TREE;
2161               if (have_def)
2162                 {
2163                   DECL_SOURCE_LOCATION (tmpl) = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2164                   DECL_SOURCE_LOCATION (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2165                     = DECL_SOURCE_LOCATION (decl);
2166                   /* We want to use the argument list specified in the
2167                      definition, not in the original declaration.  */
2168                   DECL_ARGUMENTS (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))
2169                     = DECL_ARGUMENTS (decl);
2170                 }
2171               return tmpl;
2172             }
2173
2174           /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for DECL.  */
2175           DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = tree_cons (tmpl, targs, NULL_TREE);
2176
2177           /* Inherit default function arguments from the template
2178              DECL is specializing.  */
2179           copy_default_args_to_explicit_spec (decl);
2180
2181           /* This specialization has the same protection as the
2182              template it specializes.  */
2183           TREE_PRIVATE (decl) = TREE_PRIVATE (gen_tmpl);
2184           TREE_PROTECTED (decl) = TREE_PROTECTED (gen_tmpl);
2185
2186           /* If DECL is a friend declaration, declared using an
2187              unqualified name, the namespace associated with DECL may
2188              have been set incorrectly.  For example, in:
2189
2190                template <typename T> void f(T);
2191                namespace N {
2192                  struct S { friend void f<int>(int); }
2193                }
2194
2195              we will have set the DECL_CONTEXT for the friend
2196              declaration to N, rather than to the global namespace.  */
2197           if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl))
2198             DECL_CONTEXT (decl) = DECL_CONTEXT (tmpl);
2199
2200           if (is_friend && !have_def)
2201             /* This is not really a declaration of a specialization.
2202                It's just the name of an instantiation.  But, it's not
2203                a request for an instantiation, either.  */
2204             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (decl);
2205           else if (DECL_CONSTRUCTOR_P (decl) || DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
2206             /* This is indeed a specialization.  In case of constructors
2207                and destructors, we need in-charge and not-in-charge
2208                versions in V3 ABI.  */
2209             clone_function_decl (decl, /*update_method_vec_p=*/0);
2210
2211           /* Register this specialization so that we can find it
2212              again.  */
2213           decl = register_specialization (decl, gen_tmpl, targs, is_friend);
2214         }
2215     }
2216
2217   return decl;
2218 }
2219
2220 /* Returns 1 iff PARMS1 and PARMS2 are identical sets of template
2221    parameters.  These are represented in the same format used for
2222    DECL_TEMPLATE_PARMS.  */
2223
2224 int
2225 comp_template_parms (tree parms1, tree parms2)
2226 {
2227   tree p1;
2228   tree p2;
2229
2230   if (parms1 == parms2)
2231     return 1;
2232
2233   for (p1 = parms1, p2 = parms2;
2234        p1 != NULL_TREE && p2 != NULL_TREE;
2235        p1 = TREE_CHAIN (p1), p2 = TREE_CHAIN (p2))
2236     {
2237       tree t1 = TREE_VALUE (p1);
2238       tree t2 = TREE_VALUE (p2);
2239       int i;
2240
2241       gcc_assert (TREE_CODE (t1) == TREE_VEC);
2242       gcc_assert (TREE_CODE (t2) == TREE_VEC);
2243
2244       if (TREE_VEC_LENGTH (t1) != TREE_VEC_LENGTH (t2))
2245         return 0;
2246
2247       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (t2); ++i)
2248         {
2249           tree parm1 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t1, i));
2250           tree parm2 = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (t2, i));
2251
2252           /* If either of the template parameters are invalid, assume
2253              they match for the sake of error recovery. */
2254           if (parm1 == error_mark_node || parm2 == error_mark_node)
2255             return 1;
2256
2257           if (TREE_CODE (parm1) != TREE_CODE (parm2))
2258             return 0;
2259
2260           if (TREE_CODE (parm1) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
2261             continue;
2262           else if (!same_type_p (TREE_TYPE (parm1), TREE_TYPE (parm2)))
2263             return 0;
2264         }
2265     }
2266
2267   if ((p1 != NULL_TREE) != (p2 != NULL_TREE))
2268     /* One set of parameters has more parameters lists than the
2269        other.  */
2270     return 0;
2271
2272   return 1;
2273 }
2274
2275 /* Complain if DECL shadows a template parameter.
2276
2277    [temp.local]: A template-parameter shall not be redeclared within its
2278    scope (including nested scopes).  */
2279
2280 void
2281 check_template_shadow (tree decl)
2282 {
2283   tree olddecl;
2284
2285   /* If we're not in a template, we can't possibly shadow a template
2286      parameter.  */
2287   if (!current_template_parms)
2288     return;
2289
2290   /* Figure out what we're shadowing.  */
2291   if (TREE_CODE (decl) == OVERLOAD)
2292     decl = OVL_CURRENT (decl);
2293   olddecl = innermost_non_namespace_value (DECL_NAME (decl));
2294
2295   /* If there's no previous binding for this name, we're not shadowing
2296      anything, let alone a template parameter.  */
2297   if (!olddecl)
2298     return;
2299
2300   /* If we're not shadowing a template parameter, we're done.  Note
2301      that OLDDECL might be an OVERLOAD (or perhaps even an
2302      ERROR_MARK), so we can't just blithely assume it to be a _DECL
2303      node.  */
2304   if (!DECL_P (olddecl) || !DECL_TEMPLATE_PARM_P (olddecl))
2305     return;
2306
2307   /* We check for decl != olddecl to avoid bogus errors for using a
2308      name inside a class.  We check TPFI to avoid duplicate errors for
2309      inline member templates.  */
2310   if (decl == olddecl
2311       || TEMPLATE_PARMS_FOR_INLINE (current_template_parms))
2312     return;
2313
2314   error ("declaration of %q+#D", decl);
2315   error (" shadows template parm %q+#D", olddecl);
2316 }
2317
2318 /* Return a new TEMPLATE_PARM_INDEX with the indicated INDEX, LEVEL,
2319    ORIG_LEVEL, DECL, and TYPE.  */
2320
2321 static tree
2322 build_template_parm_index (int index,
2323                            int level,
2324                            int orig_level,
2325                            tree decl,
2326                            tree type)
2327 {
2328   tree t = make_node (TEMPLATE_PARM_INDEX);
2329   TEMPLATE_PARM_IDX (t) = index;
2330   TEMPLATE_PARM_LEVEL (t) = level;
2331   TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (t) = orig_level;
2332   TEMPLATE_PARM_DECL (t) = decl;
2333   TREE_TYPE (t) = type;
2334   TREE_CONSTANT (t) = TREE_CONSTANT (decl);
2335   TREE_INVARIANT (t) = TREE_INVARIANT (decl);
2336   TREE_READONLY (t) = TREE_READONLY (decl);
2337
2338   return t;
2339 }
2340
2341 /* Return a TEMPLATE_PARM_INDEX, similar to INDEX, but whose
2342    TEMPLATE_PARM_LEVEL has been decreased by LEVELS.  If such a
2343    TEMPLATE_PARM_INDEX already exists, it is returned; otherwise, a
2344    new one is created.  */
2345
2346 static tree
2347 reduce_template_parm_level (tree index, tree type, int levels)
2348 {
2349   if (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) == NULL_TREE
2350       || (TEMPLATE_PARM_LEVEL (TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index))
2351           != TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels))
2352     {
2353       tree orig_decl = TEMPLATE_PARM_DECL (index);
2354       tree decl, t;
2355
2356       decl = build_decl (TREE_CODE (orig_decl), DECL_NAME (orig_decl), type);
2357       TREE_CONSTANT (decl) = TREE_CONSTANT (orig_decl);
2358       TREE_INVARIANT (decl) = TREE_INVARIANT (orig_decl);
2359       TREE_READONLY (decl) = TREE_READONLY (orig_decl);
2360       DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2361       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2362
2363       t = build_template_parm_index (TEMPLATE_PARM_IDX (index),
2364                                      TEMPLATE_PARM_LEVEL (index) - levels,
2365                                      TEMPLATE_PARM_ORIG_LEVEL (index),
2366                                      decl, type);
2367       TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index) = t;
2368
2369         /* Template template parameters need this.  */
2370       if (TREE_CODE (decl) != CONST_DECL)
2371         DECL_TEMPLATE_PARMS (decl)
2372           = DECL_TEMPLATE_PARMS (TEMPLATE_PARM_DECL (index));
2373     }
2374
2375   return TEMPLATE_PARM_DESCENDANTS (index);
2376 }
2377
2378 /* Process information from new template parameter PARM and append it to the
2379    LIST being built.  This new parameter is a non-type parameter iff
2380    IS_NON_TYPE is true.  */
2381
2382 tree
2383 process_template_parm (tree list, tree parm, bool is_non_type)
2384 {
2385   tree decl = 0;
2386   tree defval;
2387   tree err_parm_list;
2388   int idx = 0;
2389
2390   gcc_assert (TREE_CODE (parm) == TREE_LIST);
2391   defval = TREE_PURPOSE (parm);
2392
2393   if (list)
2394     {
2395       tree p = tree_last (list);
2396
2397       if (p && TREE_VALUE (p) != error_mark_node)
2398         {
2399           p = TREE_VALUE (p);
2400           if (TREE_CODE (p) == TYPE_DECL || TREE_CODE (p) == TEMPLATE_DECL)
2401             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (TREE_TYPE (p));
2402           else
2403             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (DECL_INITIAL (p));
2404         }
2405
2406       ++idx;
2407     }
2408   else
2409     idx = 0;
2410
2411   if (is_non_type)
2412     {
2413       parm = TREE_VALUE (parm);
2414
2415       SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm);
2416
2417       if (TREE_TYPE (parm) == error_mark_node)
2418         {
2419           err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
2420           TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
2421            return chainon (list, err_parm_list);
2422         }
2423       else
2424       {
2425         /* [temp.param]
2426
2427            The top-level cv-qualifiers on the template-parameter are
2428            ignored when determining its type.  */
2429         TREE_TYPE (parm) = TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (parm));
2430         if (invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm), 1))
2431           {
2432             err_parm_list = build_tree_list (defval, parm);
2433             TREE_VALUE (err_parm_list) = error_mark_node;
2434              return chainon (list, err_parm_list);
2435           }
2436       }
2437
2438       /* A template parameter is not modifiable.  */
2439       TREE_CONSTANT (parm) = 1;
2440       TREE_INVARIANT (parm) = 1;
2441       TREE_READONLY (parm) = 1;
2442       decl = build_decl (CONST_DECL, DECL_NAME (parm), TREE_TYPE (parm));
2443       TREE_CONSTANT (decl) = 1;
2444       TREE_INVARIANT (decl) = 1;
2445       TREE_READONLY (decl) = 1;
2446       DECL_INITIAL (parm) = DECL_INITIAL (decl)
2447         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2448                                      processing_template_decl,
2449                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2450     }
2451   else
2452     {
2453       tree t;
2454       parm = TREE_VALUE (TREE_VALUE (parm));
2455
2456       if (parm && TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
2457         {
2458           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TEMPLATE_PARM);
2459           /* This is for distinguishing between real templates and template
2460              template parameters */
2461           TREE_TYPE (parm) = t;
2462           TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (parm)) = t;
2463           decl = parm;
2464         }
2465       else
2466         {
2467           t = make_aggr_type (TEMPLATE_TYPE_PARM);
2468           /* parm is either IDENTIFIER_NODE or NULL_TREE.  */
2469           decl = build_decl (TYPE_DECL, parm, t);
2470         }
2471
2472       TYPE_NAME (t) = decl;
2473       TYPE_STUB_DECL (t) = decl;
2474       parm = decl;
2475       TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t)
2476         = build_template_parm_index (idx, processing_template_decl,
2477                                      processing_template_decl,
2478                                      decl, TREE_TYPE (parm));
2479     }
2480   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
2481   SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (decl);
2482   pushdecl (decl);
2483   parm = build_tree_list (defval, parm);
2484   return chainon (list, parm);
2485 }
2486
2487 /* The end of a template parameter list has been reached.  Process the
2488    tree list into a parameter vector, converting each parameter into a more
2489    useful form.  Type parameters are saved as IDENTIFIER_NODEs, and others
2490    as PARM_DECLs.  */
2491
2492 tree
2493 end_template_parm_list (tree parms)
2494 {
2495   int nparms;
2496   tree parm, next;
2497   tree saved_parmlist = make_tree_vec (list_length (parms));
2498
2499   current_template_parms
2500     = tree_cons (size_int (processing_template_decl),
2501                  saved_parmlist, current_template_parms);
2502
2503   for (parm = parms, nparms = 0; parm; parm = next, nparms++)
2504     {
2505       next = TREE_CHAIN (parm);
2506       TREE_VEC_ELT (saved_parmlist, nparms) = parm;
2507       TREE_CHAIN (parm) = NULL_TREE;
2508     }
2509
2510   --processing_template_parmlist;
2511
2512   return saved_parmlist;
2513 }
2514
2515 /* end_template_decl is called after a template declaration is seen.  */
2516
2517 void
2518 end_template_decl (void)
2519 {
2520   reset_specialization ();
2521
2522   if (! processing_template_decl)
2523     return;
2524
2525   /* This matches the pushlevel in begin_template_parm_list.  */
2526   finish_scope ();
2527
2528   --processing_template_decl;
2529   current_template_parms = TREE_CHAIN (current_template_parms);
2530 }
2531
2532 /* Given a template argument vector containing the template PARMS.
2533    The innermost PARMS are given first.  */
2534
2535 static tree
2536 current_template_args (void)
2537 {
2538   tree header;
2539   tree args = NULL_TREE;
2540   int length = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2541   int l = length;
2542
2543   /* If there is only one level of template parameters, we do not
2544      create a TREE_VEC of TREE_VECs.  Instead, we return a single
2545      TREE_VEC containing the arguments.  */
2546   if (length > 1)
2547     args = make_tree_vec (length);
2548
2549   for (header = current_template_parms; header; header = TREE_CHAIN (header))
2550     {
2551       tree a = copy_node (TREE_VALUE (header));
2552       int i;
2553
2554       TREE_TYPE (a) = NULL_TREE;
2555       for (i = TREE_VEC_LENGTH (a) - 1; i >= 0; --i)
2556         {
2557           tree t = TREE_VEC_ELT (a, i);
2558
2559           /* T will be a list if we are called from within a
2560              begin/end_template_parm_list pair, but a vector directly
2561              if within a begin/end_member_template_processing pair.  */
2562           if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
2563             {
2564               t = TREE_VALUE (t);
2565
2566               if (t != error_mark_node)
2567                 {
2568                   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL
2569                       || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
2570                     t = TREE_TYPE (t);
2571                   else
2572                     t = DECL_INITIAL (t);
2573                 }
2574
2575               TREE_VEC_ELT (a, i) = t;
2576             }
2577         }
2578
2579       if (length > 1)
2580         TREE_VEC_ELT (args, --l) = a;
2581       else
2582         args = a;
2583     }
2584
2585   return args;
2586 }
2587
2588 /* Return a TEMPLATE_DECL corresponding to DECL, using the indicated
2589    template PARMS.  If MEMBER_TEMPLATE_P is true, the new template is
2590    a member template.  Used by push_template_decl below.  */
2591
2592 static tree
2593 build_template_decl (tree decl, tree parms, bool member_template_p)
2594 {
2595   tree tmpl = build_lang_decl (TEMPLATE_DECL, DECL_NAME (decl), NULL_TREE);
2596   DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl) = parms;
2597   DECL_CONTEXT (tmpl) = DECL_CONTEXT (decl);
2598   DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl) = member_template_p;
2599   if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
2600     {
2601       DECL_STATIC_FUNCTION_P (tmpl) = DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl);
2602       DECL_CONSTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_CONSTRUCTOR_P (decl);
2603       DECL_DESTRUCTOR_P (tmpl) = DECL_DESTRUCTOR_P (decl);
2604       DECL_NONCONVERTING_P (tmpl) = DECL_NONCONVERTING_P (decl);
2605       DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (tmpl) = DECL_ASSIGNMENT_OPERATOR_P (decl);
2606       if (DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl))
2607         SET_OVERLOADED_OPERATOR_CODE (tmpl,
2608                                       DECL_OVERLOADED_OPERATOR_P (decl));
2609     }
2610
2611   return tmpl;
2612 }
2613
2614 struct template_parm_data
2615 {
2616   /* The level of the template parameters we are currently
2617      processing.  */
2618   int level;
2619
2620   /* The index of the specialization argument we are currently
2621      processing.  */
2622   int current_arg;
2623
2624   /* An array whose size is the number of template parameters.  The
2625      elements are nonzero if the parameter has been used in any one
2626      of the arguments processed so far.  */
2627   int* parms;
2628
2629   /* An array whose size is the number of template arguments.  The
2630      elements are nonzero if the argument makes use of template
2631      parameters of this level.  */
2632   int* arg_uses_template_parms;
2633 };
2634
2635 /* Subroutine of push_template_decl used to see if each template
2636    parameter in a partial specialization is used in the explicit
2637    argument list.  If T is of the LEVEL given in DATA (which is
2638    treated as a template_parm_data*), then DATA->PARMS is marked
2639    appropriately.  */
2640
2641 static int
2642 mark_template_parm (tree t, void* data)
2643 {
2644   int level;
2645   int idx;
2646   struct template_parm_data* tpd = (struct template_parm_data*) data;
2647
2648   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
2649     {
2650       level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
2651       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
2652     }
2653   else
2654     {
2655       level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
2656       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
2657     }
2658
2659   if (level == tpd->level)
2660     {
2661       tpd->parms[idx] = 1;
2662       tpd->arg_uses_template_parms[tpd->current_arg] = 1;
2663     }
2664
2665   /* Return zero so that for_each_template_parm will continue the
2666      traversal of the tree; we want to mark *every* template parm.  */
2667   return 0;
2668 }
2669
2670 /* Process the partial specialization DECL.  */
2671
2672 static tree
2673 process_partial_specialization (tree decl)
2674 {
2675   tree type = TREE_TYPE (decl);
2676   tree maintmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
2677   tree specargs = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
2678   tree inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (specargs);
2679   tree inner_parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (current_template_parms);
2680   tree main_inner_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (maintmpl);
2681   int nargs = TREE_VEC_LENGTH (inner_args);
2682   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2683   int  i;
2684   int did_error_intro = 0;
2685   struct template_parm_data tpd;
2686   struct template_parm_data tpd2;
2687
2688   /* We check that each of the template parameters given in the
2689      partial specialization is used in the argument list to the
2690      specialization.  For example:
2691
2692        template <class T> struct S;
2693        template <class T> struct S<T*>;
2694
2695      The second declaration is OK because `T*' uses the template
2696      parameter T, whereas
2697
2698        template <class T> struct S<int>;
2699
2700      is no good.  Even trickier is:
2701
2702        template <class T>
2703        struct S1
2704        {
2705           template <class U>
2706           struct S2;
2707           template <class U>
2708           struct S2<T>;
2709        };
2710
2711      The S2<T> declaration is actually invalid; it is a
2712      full-specialization.  Of course,
2713
2714           template <class U>
2715           struct S2<T (*)(U)>;
2716
2717      or some such would have been OK.  */
2718   tpd.level = TMPL_PARMS_DEPTH (current_template_parms);
2719   tpd.parms = (int *) alloca (sizeof (int) * ntparms);
2720   memset (tpd.parms, 0, sizeof (int) * ntparms);
2721
2722   tpd.arg_uses_template_parms = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
2723   memset (tpd.arg_uses_template_parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2724   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2725     {
2726       tpd.current_arg = i;
2727       for_each_template_parm (TREE_VEC_ELT (inner_args, i),
2728                               &mark_template_parm,
2729                               &tpd,
2730                               NULL);
2731     }
2732   for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2733     if (tpd.parms[i] == 0)
2734       {
2735         /* One of the template parms was not used in the
2736            specialization.  */
2737         if (!did_error_intro)
2738           {
2739             error ("template parameters not used in partial specialization:");
2740             did_error_intro = 1;
2741           }
2742
2743         error ("        %qD", TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)));
2744       }
2745
2746   /* [temp.class.spec]
2747
2748      The argument list of the specialization shall not be identical to
2749      the implicit argument list of the primary template.  */
2750   if (comp_template_args
2751       (inner_args,
2752        INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE
2753                                                    (maintmpl)))))
2754     error ("partial specialization %qT does not specialize any template arguments", type);
2755
2756   /* [temp.class.spec]
2757
2758      A partially specialized non-type argument expression shall not
2759      involve template parameters of the partial specialization except
2760      when the argument expression is a simple identifier.
2761
2762      The type of a template parameter corresponding to a specialized
2763      non-type argument shall not be dependent on a parameter of the
2764      specialization.  */
2765   gcc_assert (nargs == DECL_NTPARMS (maintmpl));
2766   tpd2.parms = 0;
2767   for (i = 0; i < nargs; ++i)
2768     {
2769       tree arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
2770       if (/* These first two lines are the `non-type' bit.  */
2771           !TYPE_P (arg)
2772           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_DECL
2773           /* This next line is the `argument expression is not just a
2774              simple identifier' condition and also the `specialized
2775              non-type argument' bit.  */
2776           && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
2777         {
2778           if (tpd.arg_uses_template_parms[i])
2779             error ("template argument %qE involves template parameter(s)", arg);
2780           else
2781             {
2782               /* Look at the corresponding template parameter,
2783                  marking which template parameters its type depends
2784                  upon.  */
2785               tree type =
2786                 TREE_TYPE (TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (main_inner_parms,
2787                                                      i)));
2788
2789               if (!tpd2.parms)
2790                 {
2791                   /* We haven't yet initialized TPD2.  Do so now.  */
2792                   tpd2.arg_uses_template_parms
2793                     = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
2794                   /* The number of parameters here is the number in the
2795                      main template, which, as checked in the assertion
2796                      above, is NARGS.  */
2797                   tpd2.parms = (int *) alloca (sizeof (int) * nargs);
2798                   tpd2.level =
2799                     TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (maintmpl));
2800                 }
2801
2802               /* Mark the template parameters.  But this time, we're
2803                  looking for the template parameters of the main
2804                  template, not in the specialization.  */
2805               tpd2.current_arg = i;
2806               tpd2.arg_uses_template_parms[i] = 0;
2807               memset (tpd2.parms, 0, sizeof (int) * nargs);
2808               for_each_template_parm (type,
2809                                       &mark_template_parm,
2810                                       &tpd2,
2811                                       NULL);
2812
2813               if (tpd2.arg_uses_template_parms [i])
2814                 {
2815                   /* The type depended on some template parameters.
2816                      If they are fully specialized in the
2817                      specialization, that's OK.  */
2818                   int j;
2819                   for (j = 0; j < nargs; ++j)
2820                     if (tpd2.parms[j] != 0
2821                         && tpd.arg_uses_template_parms [j])
2822                       {
2823                         error ("type %qT of template argument %qE depends "
2824                                "on template parameter(s)",
2825                                type,
2826                                arg);
2827                         break;
2828                       }
2829                 }
2830             }
2831         }
2832     }
2833
2834   if (retrieve_specialization (maintmpl, specargs,
2835                                /*class_specializations_p=*/true))
2836     /* We've already got this specialization.  */
2837     return decl;
2838
2839   DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)
2840     = tree_cons (specargs, inner_parms,
2841                  DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl));
2842   TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (maintmpl)) = type;
2843   return decl;
2844 }
2845
2846 /* Check that a template declaration's use of default arguments is not
2847    invalid.  Here, PARMS are the template parameters.  IS_PRIMARY is
2848    nonzero if DECL is the thing declared by a primary template.
2849    IS_PARTIAL is nonzero if DECL is a partial specialization.  */
2850
2851 static void
2852 check_default_tmpl_args (tree decl, tree parms, int is_primary, int is_partial)
2853 {
2854   const char *msg;
2855   int last_level_to_check;
2856   tree parm_level;
2857
2858   /* [temp.param]
2859
2860      A default template-argument shall not be specified in a
2861      function template declaration or a function template definition, nor
2862      in the template-parameter-list of the definition of a member of a
2863      class template.  */
2864
2865   if (TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) == FUNCTION_DECL)
2866     /* You can't have a function template declaration in a local
2867        scope, nor you can you define a member of a class template in a
2868        local scope.  */
2869     return;
2870
2871   if (current_class_type
2872       && !TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type)
2873       && DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
2874       /* If this is either a friend defined in the scope of the class
2875          or a member function.  */
2876       && (DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2877           ? same_type_p (DECL_CONTEXT (decl), current_class_type)
2878           : DECL_FRIEND_CONTEXT (decl)
2879           ? same_type_p (DECL_FRIEND_CONTEXT (decl), current_class_type)
2880           : false)
2881       /* And, if it was a member function, it really was defined in
2882          the scope of the class.  */
2883       && (!DECL_FUNCTION_MEMBER_P (decl)
2884           || DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (decl)))
2885     /* We already checked these parameters when the template was
2886        declared, so there's no need to do it again now.  This function
2887        was defined in class scope, but we're processing it's body now
2888        that the class is complete.  */
2889     return;
2890
2891   /* [temp.param]
2892
2893      If a template-parameter has a default template-argument, all
2894      subsequent template-parameters shall have a default
2895      template-argument supplied.  */
2896   for (parm_level = parms; parm_level; parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2897     {
2898       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2899       int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2900       int seen_def_arg_p = 0;
2901       int i;
2902
2903       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2904         {
2905           tree parm = TREE_VEC_ELT (inner_parms, i);
2906
2907           if (parm == error_mark_node)
2908             continue;
2909
2910           if (TREE_PURPOSE (parm))
2911             seen_def_arg_p = 1;
2912           else if (seen_def_arg_p)
2913             {
2914               error ("no default argument for %qD", TREE_VALUE (parm));
2915               /* For better subsequent error-recovery, we indicate that
2916                  there should have been a default argument.  */
2917               TREE_PURPOSE (parm) = error_mark_node;
2918             }
2919         }
2920     }
2921
2922   if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL || is_partial || !is_primary)
2923     /* For an ordinary class template, default template arguments are
2924        allowed at the innermost level, e.g.:
2925          template <class T = int>
2926          struct S {};
2927        but, in a partial specialization, they're not allowed even
2928        there, as we have in [temp.class.spec]:
2929
2930          The template parameter list of a specialization shall not
2931          contain default template argument values.
2932
2933        So, for a partial specialization, or for a function template,
2934        we look at all of them.  */
2935     ;
2936   else
2937     /* But, for a primary class template that is not a partial
2938        specialization we look at all template parameters except the
2939        innermost ones.  */
2940     parms = TREE_CHAIN (parms);
2941
2942   /* Figure out what error message to issue.  */
2943   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
2944     msg = "default template arguments may not be used in function templates";
2945   else if (is_partial)
2946     msg = "default template arguments may not be used in partial specializations";
2947   else
2948     msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2949
2950   if (current_class_type && TYPE_BEING_DEFINED (current_class_type))
2951     /* If we're inside a class definition, there's no need to
2952        examine the parameters to the class itself.  On the one
2953        hand, they will be checked when the class is defined, and,
2954        on the other, default arguments are valid in things like:
2955          template <class T = double>
2956          struct S { template <class U> void f(U); };
2957        Here the default argument for `S' has no bearing on the
2958        declaration of `f'.  */
2959     last_level_to_check = template_class_depth (current_class_type) + 1;
2960   else
2961     /* Check everything.  */
2962     last_level_to_check = 0;
2963
2964   for (parm_level = parms;
2965        parm_level && TMPL_PARMS_DEPTH (parm_level) >= last_level_to_check;
2966        parm_level = TREE_CHAIN (parm_level))
2967     {
2968       tree inner_parms = TREE_VALUE (parm_level);
2969       int i;
2970       int ntparms;
2971
2972       ntparms = TREE_VEC_LENGTH (inner_parms);
2973       for (i = 0; i < ntparms; ++i)
2974         {
2975           if (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i) == error_mark_node)
2976             continue;
2977
2978           if (TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)))
2979             {
2980               if (msg)
2981                 {
2982                   error (msg, decl);
2983                   msg = 0;
2984                 }
2985
2986               /* Clear out the default argument so that we are not
2987                  confused later.  */
2988               TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (inner_parms, i)) = NULL_TREE;
2989             }
2990         }
2991
2992       /* At this point, if we're still interested in issuing messages,
2993          they must apply to classes surrounding the object declared.  */
2994       if (msg)
2995         msg = "default argument for template parameter for class enclosing %qD";
2996     }
2997 }
2998
2999 /* Worker for push_template_decl_real, called via
3000    for_each_template_parm.  DATA is really an int, indicating the
3001    level of the parameters we are interested in.  If T is a template
3002    parameter of that level, return nonzero.  */
3003
3004 static int
3005 template_parm_this_level_p (tree t, void* data)
3006 {
3007   int this_level = *(int *)data;
3008   int level;
3009
3010   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX)
3011     level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
3012   else
3013     level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
3014   return level == this_level;
3015 }
3016
3017 /* Creates a TEMPLATE_DECL for the indicated DECL using the template
3018    parameters given by current_template_args, or reuses a
3019    previously existing one, if appropriate.  Returns the DECL, or an
3020    equivalent one, if it is replaced via a call to duplicate_decls.
3021
3022    If IS_FRIEND is true, DECL is a friend declaration.  */
3023
3024 tree
3025 push_template_decl_real (tree decl, bool is_friend)
3026 {
3027   tree tmpl;
3028   tree args;
3029   tree info;
3030   tree ctx;
3031   int primary;
3032   int is_partial;
3033   int new_template_p = 0;
3034   /* True if the template is a member template, in the sense of
3035      [temp.mem].  */
3036   bool member_template_p = false;
3037
3038   if (decl == error_mark_node)
3039     return decl;
3040
3041   /* See if this is a partial specialization.  */
3042   is_partial = (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3043                 && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3044                 && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)));
3045
3046   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL && DECL_FRIEND_P (decl))
3047     is_friend = true;
3048
3049   if (is_friend)
3050     /* For a friend, we want the context of the friend function, not
3051        the type of which it is a friend.  */
3052     ctx = DECL_CONTEXT (decl);
3053   else if (CP_DECL_CONTEXT (decl)
3054            && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (decl)) != NAMESPACE_DECL)
3055     /* In the case of a virtual function, we want the class in which
3056        it is defined.  */
3057     ctx = CP_DECL_CONTEXT (decl);
3058   else
3059     /* Otherwise, if we're currently defining some class, the DECL
3060        is assumed to be a member of the class.  */
3061     ctx = current_scope ();
3062
3063   if (ctx && TREE_CODE (ctx) == NAMESPACE_DECL)
3064     ctx = NULL_TREE;
3065
3066   if (!DECL_CONTEXT (decl))
3067     DECL_CONTEXT (decl) = FROB_CONTEXT (current_namespace);
3068
3069   /* See if this is a primary template.  */
3070   if (is_friend && ctx)
3071     /* A friend template that specifies a class context, i.e.
3072          template <typename T> friend void A<T>::f();
3073        is not primary.  */
3074     primary = 0;
3075   else
3076     primary = template_parm_scope_p ();
3077
3078   if (primary)
3079     {
3080       if (DECL_CLASS_SCOPE_P (decl))
3081         member_template_p = true;
3082       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
3083           && ANON_AGGRNAME_P (DECL_NAME (decl)))
3084         error ("template class without a name");
3085       else if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
3086         {
3087           if (DECL_DESTRUCTOR_P (decl))
3088             {
3089               /* [temp.mem]
3090
3091                  A destructor shall not be a member template.  */
3092               error ("destructor %qD declared as member template", decl);
3093               return error_mark_node;
3094             }
3095           if (NEW_DELETE_OPNAME_P (DECL_NAME (decl))
3096               && (!TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl))
3097                   || TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)) == void_list_node
3098                   || !TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl)))
3099                   || (TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES ((TREE_TYPE (decl))))
3100                       == void_list_node)))
3101             {
3102               /* [basic.stc.dynamic.allocation]
3103
3104                  An allocation function can be a function
3105                  template. ... Template allocation functions shall
3106                  have two or more parameters.  */
3107               error ("invalid template declaration of %qD", decl);
3108               return error_mark_node;
3109             }
3110         }
3111       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3112                && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
3113         /* OK */;
3114       else
3115         {
3116           error ("template declaration of %q#D", decl);
3117           return error_mark_node;
3118         }
3119     }
3120
3121   /* Check to see that the rules regarding the use of default
3122      arguments are not being violated.  */
3123   check_default_tmpl_args (decl, current_template_parms,
3124                            primary, is_partial);
3125
3126   if (is_partial)
3127     return process_partial_specialization (decl);
3128
3129   args = current_template_args ();
3130
3131   if (!ctx
3132       || TREE_CODE (ctx) == FUNCTION_DECL
3133       || (CLASS_TYPE_P (ctx) && TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
3134       || (is_friend && !DECL_TEMPLATE_INFO (decl)))
3135     {
3136       if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3137           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl)
3138           && DECL_TI_TEMPLATE (decl))
3139         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3140       /* If DECL is a TYPE_DECL for a class-template, then there won't
3141          be DECL_LANG_SPECIFIC.  The information equivalent to
3142          DECL_TEMPLATE_INFO is found in TYPE_TEMPLATE_INFO instead.  */
3143       else if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl)
3144                && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3145                && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3146         {
3147           /* Since a template declaration already existed for this
3148              class-type, we must be redeclaring it here.  Make sure
3149              that the redeclaration is valid.  */
3150           redeclare_class_template (TREE_TYPE (decl),
3151                                     current_template_parms);
3152           /* We don't need to create a new TEMPLATE_DECL; just use the
3153              one we already had.  */
3154           tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3155         }
3156       else
3157         {
3158           tmpl = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3159                                       member_template_p);
3160           new_template_p = 1;
3161
3162           if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl)
3163               && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl))
3164             {
3165               /* A specialization of a member template of a template
3166                  class.  */
3167               SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (tmpl);
3168               DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = DECL_TEMPLATE_INFO (decl);
3169               DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = NULL_TREE;
3170             }
3171         }
3172     }
3173   else
3174     {
3175       tree a, t, current, parms;
3176       int i;
3177
3178       if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3179         {
3180           if ((IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)))
3181                || TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) == ENUMERAL_TYPE)
3182               && TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl))
3183               && TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)))
3184             tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl));
3185           else
3186             {
3187               error ("%qD does not declare a template type", decl);
3188               return decl;
3189             }
3190         }
3191       else if (!DECL_LANG_SPECIFIC (decl) || !DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
3192         {
3193           error ("template definition of non-template %q#D", decl);
3194           return decl;
3195         }
3196       else
3197         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
3198
3199       if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (tmpl)
3200           && DECL_TEMPLATE_INFO (decl) && DECL_TI_ARGS (decl)
3201           && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (decl)
3202           && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (tmpl))
3203         {
3204           tree new_tmpl;
3205
3206           /* The declaration is a specialization of a member
3207              template, declared outside the class.  Therefore, the
3208              innermost template arguments will be NULL, so we
3209              replace them with the arguments determined by the
3210              earlier call to check_explicit_specialization.  */
3211           args = DECL_TI_ARGS (decl);
3212
3213           new_tmpl
3214             = build_template_decl (decl, current_template_parms,
3215                                    member_template_p);
3216           DECL_TEMPLATE_RESULT (new_tmpl) = decl;
3217           TREE_TYPE (new_tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3218           DECL_TI_TEMPLATE (decl) = new_tmpl;
3219           SET_DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (new_tmpl);
3220           DECL_TEMPLATE_INFO (new_tmpl)
3221             = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3222
3223           register_specialization (new_tmpl,
3224                                    most_general_template (tmpl),
3225                                    args,
3226                                    is_friend);
3227           return decl;
3228         }
3229
3230       /* Make sure the template headers we got make sense.  */
3231
3232       parms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3233       i = TMPL_PARMS_DEPTH (parms);
3234       if (TMPL_ARGS_DEPTH (args) != i)
3235         {
3236           error ("expected %d levels of template parms for %q#D, got %d",
3237                  i, decl, TMPL_ARGS_DEPTH (args));
3238         }
3239       else
3240         for (current = decl; i > 0; --i, parms = TREE_CHAIN (parms))
3241           {
3242             a = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i);
3243             t = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3244
3245             if (TREE_VEC_LENGTH (t) != TREE_VEC_LENGTH (a))
3246               {
3247                 if (current == decl)
3248                   error ("got %d template parameters for %q#D",
3249                          TREE_VEC_LENGTH (a), decl);
3250                 else
3251                   error ("got %d template parameters for %q#T",
3252                          TREE_VEC_LENGTH (a), current);
3253                 error ("  but %d required", TREE_VEC_LENGTH (t));
3254                 return error_mark_node;
3255               }
3256
3257             /* Perhaps we should also check that the parms are used in the
3258                appropriate qualifying scopes in the declarator?  */
3259
3260             if (current == decl)
3261               current = ctx;
3262             else
3263               current = TYPE_CONTEXT (current);
3264           }
3265     }
3266
3267   DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl) = decl;
3268   TREE_TYPE (tmpl) = TREE_TYPE (decl);
3269
3270   /* Push template declarations for global functions and types.  Note
3271      that we do not try to push a global template friend declared in a
3272      template class; such a thing may well depend on the template
3273      parameters of the class.  */
3274   if (new_template_p && !ctx
3275       && !(is_friend && template_class_depth (current_class_type) > 0))
3276     {
3277       tmpl = pushdecl_namespace_level (tmpl, is_friend);
3278       if (tmpl == error_mark_node)
3279         return error_mark_node;
3280
3281       /* Hide template friend classes that haven't been declared yet.  */
3282       if (is_friend && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
3283         {
3284           DECL_ANTICIPATED (tmpl) = 1;
3285           DECL_FRIEND_P (tmpl) = 1;
3286         }
3287     }
3288
3289   if (primary)
3290     {
3291       DECL_PRIMARY_TEMPLATE (tmpl) = tmpl;
3292       if (DECL_CONV_FN_P (tmpl))
3293         {
3294           int depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
3295
3296           /* It is a conversion operator. See if the type converted to
3297              depends on innermost template operands.  */
3298
3299           if (uses_template_parms_level (TREE_TYPE (TREE_TYPE (tmpl)),
3300                                          depth))
3301             DECL_TEMPLATE_CONV_FN_P (tmpl) = 1;
3302         }
3303     }
3304
3305   /* The DECL_TI_ARGS of DECL contains full set of arguments referring
3306      back to its most general template.  If TMPL is a specialization,
3307      ARGS may only have the innermost set of arguments.  Add the missing
3308      argument levels if necessary.  */
3309   if (DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl))
3310     args = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl), args);
3311
3312   info = tree_cons (tmpl, args, NULL_TREE);
3313
3314   if (DECL_IMPLICIT_TYPEDEF_P (decl))
3315     {
3316       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (tmpl), info);
3317       if ((!ctx || TREE_CODE (ctx) != FUNCTION_DECL)
3318           && TREE_CODE (TREE_TYPE (decl)) != ENUMERAL_TYPE
3319           /* Don't change the name if we've already set it up.  */
3320           && !IDENTIFIER_TEMPLATE (DECL_NAME (decl)))
3321         DECL_NAME (decl) = classtype_mangled_name (TREE_TYPE (decl));
3322     }
3323   else if (DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
3324     DECL_TEMPLATE_INFO (decl) = info;
3325
3326   return DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
3327 }
3328
3329 tree
3330 push_template_decl (tree decl)
3331 {
3332   return push_template_decl_real (decl, false);
3333 }
3334
3335 /* Called when a class template TYPE is redeclared with the indicated
3336    template PARMS, e.g.:
3337
3338      template <class T> struct S;
3339      template <class T> struct S {};  */
3340
3341 bool
3342 redeclare_class_template (tree type, tree parms)
3343 {
3344   tree tmpl;
3345   tree tmpl_parms;
3346   int i;
3347
3348   if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (type))
3349     {
3350       error ("%qT is not a template type", type);
3351       return false;
3352     }
3353
3354   tmpl = TYPE_TI_TEMPLATE (type);
3355   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
3356     /* The type is nested in some template class.  Nothing to worry
3357        about here; there are no new template parameters for the nested
3358        type.  */
3359     return true;
3360
3361   if (!parms)
3362     {
3363       error ("template specifiers not specified in declaration of %qD",
3364              tmpl);
3365       return false;
3366     }
3367
3368   parms = INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parms);
3369   tmpl_parms = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
3370
3371   if (TREE_VEC_LENGTH (parms) != TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms))
3372     {
3373       error ("previous declaration %q+D", tmpl);
3374       error ("used %d template parameter(s) instead of %d",
3375              TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms),
3376              TREE_VEC_LENGTH (parms));
3377       return false;
3378     }
3379
3380   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (tmpl_parms); ++i)
3381     {
3382       tree tmpl_parm;
3383       tree parm;
3384       tree tmpl_default;
3385       tree parm_default;
3386
3387       if (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i) == error_mark_node
3388           || TREE_VEC_ELT (parms, i) == error_mark_node)
3389         continue;
3390
3391       tmpl_parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3392       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3393       tmpl_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i));
3394       parm_default = TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
3395
3396       /* TMPL_PARM and PARM can be either TYPE_DECL, PARM_DECL, or
3397          TEMPLATE_DECL.  */
3398       if (tmpl_parm != error_mark_node
3399            && (TREE_CODE (tmpl_parm) != TREE_CODE (parm)
3400            || (TREE_CODE (tmpl_parm) != TYPE_DECL
3401                && !same_type_p (TREE_TYPE (tmpl_parm), TREE_TYPE (parm)))))
3402         {
3403           error ("template parameter %q+#D", tmpl_parm);
3404           error ("redeclared here as %q#D", parm);
3405           return false;
3406         }
3407
3408       if (tmpl_default != NULL_TREE && parm_default != NULL_TREE)
3409         {
3410           /* We have in [temp.param]:
3411
3412              A template-parameter may not be given default arguments
3413              by two different declarations in the same scope.  */
3414           error ("redefinition of default argument for %q#D", parm);
3415           error ("%J  original definition appeared here", tmpl_parm);
3416           return false;
3417         }
3418
3419       if (parm_default != NULL_TREE)
3420         /* Update the previous template parameters (which are the ones
3421            that will really count) with the new default value.  */
3422         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (tmpl_parms, i)) = parm_default;
3423       else if (tmpl_default != NULL_TREE)
3424         /* Update the new parameters, too; they'll be used as the
3425            parameters for any members.  */
3426         TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, i)) = tmpl_default;
3427     }
3428
3429     return true;
3430 }
3431
3432 /* Simplify EXPR if it is a non-dependent expression.  Returns the
3433    (possibly simplified) expression.  */
3434
3435 tree
3436 fold_non_dependent_expr (tree expr)
3437 {
3438   if (expr == NULL_TREE)
3439     return NULL_TREE;
3440
3441   /* If we're in a template, but EXPR isn't value dependent, simplify
3442      it.  We're supposed to treat:
3443
3444        template <typename T> void f(T[1 + 1]);
3445        template <typename T> void f(T[2]);
3446
3447      as two declarations of the same function, for example.  */
3448   if (processing_template_decl
3449       && !type_dependent_expression_p (expr)
3450       && !value_dependent_expression_p (expr))
3451     {
3452       HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
3453
3454       saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
3455       processing_template_decl = 0;
3456       expr = tsubst_copy_and_build (expr,
3457                                     /*args=*/NULL_TREE,
3458                                     tf_error,
3459                                     /*in_decl=*/NULL_TREE,
3460                                     /*function_p=*/false,
3461                                     /*integral_constant_expression_p=*/true);
3462       processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
3463     }
3464   return expr;
3465 }
3466
3467 /* EXPR is an expression which is used in a constant-expression context.
3468    For instance, it could be a VAR_DECL with a constant initializer.
3469    Extract the innest constant expression.
3470
3471    This is basically a more powerful version of
3472    integral_constant_value, which can be used also in templates where
3473    initializers can maintain a syntactic rather than semantic form
3474    (even if they are non-dependent, for access-checking purposes).  */
3475
3476 static tree
3477 fold_decl_constant_value (tree expr)
3478 {
3479   tree const_expr = expr;
3480   do
3481     {
3482       expr = fold_non_dependent_expr (const_expr);
3483       const_expr = integral_constant_value (expr);
3484     }
3485   while (expr != const_expr);
3486
3487   return expr;
3488 }
3489
3490 /* Subroutine of convert_nontype_argument. Converts EXPR to TYPE, which
3491    must be a function or a pointer-to-function type, as specified
3492    in [temp.arg.nontype]: disambiguate EXPR if it is an overload set,
3493    and check that the resulting function has external linkage.  */
3494
3495 static tree
3496 convert_nontype_argument_function (tree type, tree expr)
3497 {
3498   tree fns = expr;
3499   tree fn, fn_no_ptr;
3500
3501   fn = instantiate_type (type, fns, tf_none);
3502   if (fn == error_mark_node)
3503     return error_mark_node;
3504
3505   fn_no_ptr = fn;
3506   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == ADDR_EXPR)
3507     fn_no_ptr = TREE_OPERAND (fn_no_ptr, 0);
3508   if (TREE_CODE (fn_no_ptr) == BASELINK)
3509     fn_no_ptr = BASELINK_FUNCTIONS (fn_no_ptr);
3510  
3511   /* [temp.arg.nontype]/1
3512
3513      A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3514      shall be one of:
3515      [...]
3516      -- the address of an object or function with external linkage.  */
3517   if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (fn_no_ptr))
3518     {
3519       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3520              "because function %qD has not external linkage",
3521              expr, type, fn_no_ptr);
3522       return NULL_TREE;
3523     }
3524
3525   return fn;
3526 }
3527
3528 /* Attempt to convert the non-type template parameter EXPR to the
3529    indicated TYPE.  If the conversion is successful, return the
3530    converted value.  If the conversion is unsuccessful, return
3531    NULL_TREE if we issued an error message, or error_mark_node if we
3532    did not.  We issue error messages for out-and-out bad template
3533    parameters, but not simply because the conversion failed, since we
3534    might be just trying to do argument deduction.  Both TYPE and EXPR
3535    must be non-dependent.
3536
3537    The conversion follows the special rules described in
3538    [temp.arg.nontype], and it is much more strict than an implicit
3539    conversion.
3540
3541    This function is called twice for each template argument (see
3542    lookup_template_class for a more accurate description of this
3543    problem). This means that we need to handle expressions which
3544    are not valid in a C++ source, but can be created from the
3545    first call (for instance, casts to perform conversions). These
3546    hacks can go away after we fix the double coercion problem.  */
3547
3548 static tree
3549 convert_nontype_argument (tree type, tree expr)
3550 {
3551   tree expr_type;
3552
3553   /* Detect immediately string literals as invalid non-type argument.
3554      This special-case is not needed for correctness (we would easily
3555      catch this later), but only to provide better diagnostic for this
3556      common user mistake. As suggested by DR 100, we do not mention
3557      linkage issues in the diagnostic as this is not the point.  */
3558   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
3559     {
3560       error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3561              "because string literals can never be used in this context",
3562              expr, type);
3563       return NULL_TREE;
3564     }
3565
3566   /* If we are in a template, EXPR may be non-dependent, but still
3567      have a syntactic, rather than semantic, form.  For example, EXPR
3568      might be a SCOPE_REF, rather than the VAR_DECL to which the
3569      SCOPE_REF refers.  Preserving the qualifying scope is necessary
3570      so that access checking can be performed when the template is
3571      instantiated -- but here we need the resolved form so that we can
3572      convert the argument.  */
3573   expr = fold_non_dependent_expr (expr);
3574   if (error_operand_p (expr))
3575     return error_mark_node;
3576   expr_type = TREE_TYPE (expr);
3577
3578   /* HACK: Due to double coercion, we can get a
3579      NOP_EXPR<REFERENCE_TYPE>(ADDR_EXPR<POINTER_TYPE> (arg)) here,
3580      which is the tree that we built on the first call (see
3581      below when coercing to reference to object or to reference to
3582      function). We just strip everything and get to the arg.
3583      See g++.old-deja/g++.oliva/template4.C and g++.dg/template/nontype9.C
3584      for examples.  */
3585   if (TREE_CODE (expr) == NOP_EXPR)
3586     {
3587       if (TYPE_REF_OBJ_P (type) || TYPE_REFFN_P (type))
3588         {
3589           /* ??? Maybe we could use convert_from_reference here, but we
3590              would need to relax its constraints because the NOP_EXPR
3591              could actually change the type to something more cv-qualified,
3592              and this is not folded by convert_from_reference.  */
3593           tree addr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3594           gcc_assert (TREE_CODE (expr_type) == REFERENCE_TYPE);
3595           gcc_assert (TREE_CODE (addr) == ADDR_EXPR);
3596           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (addr)) == POINTER_TYPE);
3597           gcc_assert (same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p
3598                       (TREE_TYPE (expr_type),
3599                        TREE_TYPE (TREE_TYPE (addr))));
3600
3601           expr = TREE_OPERAND (addr, 0);
3602           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3603         }
3604
3605       /* We could also generate a NOP_EXPR(ADDR_EXPR()) when the
3606          parameter is a pointer to object, through decay and
3607          qualification conversion. Let's strip everything.  */
3608       else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3609         {
3610           STRIP_NOPS (expr);
3611           gcc_assert (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR);
3612           gcc_assert (TREE_CODE (TREE_TYPE (expr)) == POINTER_TYPE);
3613           /* Skip the ADDR_EXPR only if it is part of the decay for
3614              an array. Otherwise, it is part of the original argument
3615              in the source code.  */
3616           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_OPERAND (expr, 0))) == ARRAY_TYPE)
3617             expr = TREE_OPERAND (expr, 0);
3618           expr_type = TREE_TYPE (expr);
3619         }
3620     }
3621
3622   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 1
3623
3624      For a non-type template-parameter of integral or enumeration type,
3625      integral promotions (_conv.prom_) and integral conversions
3626      (_conv.integral_) are applied.  */
3627   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3628     {
3629       if (!INTEGRAL_TYPE_P (expr_type))
3630         return error_mark_node;
3631
3632       expr = fold_decl_constant_value (expr);
3633       /* Notice that there are constant expressions like '4 % 0' which
3634          do not fold into integer constants.  */
3635       if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST)
3636         {
3637           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3638                  "because it is a non-constant expression", expr, type);
3639           return NULL_TREE;
3640         }
3641
3642       /* At this point, an implicit conversion does what we want,
3643          because we already know that the expression is of integral
3644          type.  */
3645       expr = ocp_convert (type, expr, CONV_IMPLICIT, LOOKUP_PROTECT);
3646       if (expr == error_mark_node)
3647         return error_mark_node;
3648
3649       /* Conversion was allowed: fold it to a bare integer constant.  */
3650       expr = fold (expr);
3651     }
3652   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 2
3653
3654      For a non-type template-parameter of type pointer to object,
3655      qualification conversions (_conv.qual_) and the array-to-pointer
3656      conversion (_conv.array_) are applied.  */
3657   else if (TYPE_PTROBV_P (type))
3658     {
3659       /* [temp.arg.nontype]/1  (TC1 version, DR 49):
3660
3661          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3662          shall be one of: [...]
3663
3664          -- the name of a non-type template-parameter;
3665          -- the address of an object or function with external linkage, [...]
3666             expressed as "& id-expression" where the & is optional if the name
3667             refers to a function or array, or if the corresponding
3668             template-parameter is a reference.
3669
3670         Here, we do not care about functions, as they are invalid anyway
3671         for a parameter of type pointer-to-object.  */
3672
3673       if (DECL_P (expr) && DECL_TEMPLATE_PARM_P (expr))
3674         /* Non-type template parameters are OK.  */
3675         ;
3676       else if (TREE_CODE (expr) != ADDR_EXPR
3677                && TREE_CODE (expr_type) != ARRAY_TYPE)
3678         {
3679           if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
3680             {
3681               error ("%qD is not a valid template argument "
3682                      "because %qD is a variable, not the address of "
3683                      "a variable",
3684                      expr, expr);
3685               return NULL_TREE;
3686             }
3687           /* Other values, like integer constants, might be valid
3688              non-type arguments of some other type.  */
3689           return error_mark_node;
3690         }
3691       else
3692         {
3693           tree decl;
3694
3695           decl = ((TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3696                   ? TREE_OPERAND (expr, 0) : expr);
3697           if (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL)
3698             {
3699               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
3700                      "because %qE is not a variable",
3701                      expr, type, decl);
3702               return NULL_TREE;
3703             }
3704           else if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (decl))
3705             {
3706               error ("%qE is not a valid template argument of type %qT "
3707                      "because %qD does not have external linkage",
3708                      expr, type, decl);
3709               return NULL_TREE;
3710             }
3711         }
3712
3713       expr = decay_conversion (expr);
3714       if (expr == error_mark_node)
3715         return error_mark_node;
3716
3717       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3718       if (expr == error_mark_node)
3719         return error_mark_node;
3720     }
3721   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 3
3722
3723      For a non-type template-parameter of type reference to object, no
3724      conversions apply. The type referred to by the reference may be more
3725      cv-qualified than the (otherwise identical) type of the
3726      template-argument. The template-parameter is bound directly to the
3727      template-argument, which must be an lvalue.  */
3728   else if (TYPE_REF_OBJ_P (type))
3729     {
3730       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (TREE_TYPE (type),
3731                                                       expr_type))
3732         return error_mark_node;
3733
3734       if (!at_least_as_qualified_p (TREE_TYPE (type), expr_type))
3735         {
3736           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3737                  "because of conflicts in cv-qualification", expr, type);
3738           return NULL_TREE;
3739         }
3740
3741       if (!real_lvalue_p (expr))
3742         {
3743           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3744                  "because it is not an lvalue", expr, type);
3745           return NULL_TREE;
3746         }
3747
3748       /* [temp.arg.nontype]/1
3749
3750          A template-argument for a non-type, non-template template-parameter
3751          shall be one of: [...]
3752
3753          -- the address of an object or function with external linkage.  */
3754       if (!DECL_EXTERNAL_LINKAGE_P (expr))
3755         {
3756           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3757                  "because object %qD has not external linkage",
3758                  expr, type, expr);
3759           return NULL_TREE;
3760         }
3761
3762       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3763     }
3764   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 4
3765
3766      For a non-type template-parameter of type pointer to function, only
3767      the function-to-pointer conversion (_conv.func_) is applied. If the
3768      template-argument represents a set of overloaded functions (or a
3769      pointer to such), the matching function is selected from the set
3770      (_over.over_).  */
3771   else if (TYPE_PTRFN_P (type))
3772     {
3773       /* If the argument is a template-id, we might not have enough
3774          context information to decay the pointer.  */
3775       if (!type_unknown_p (expr_type))
3776         {
3777           expr = decay_conversion (expr);
3778           if (expr == error_mark_node)
3779             return error_mark_node;
3780         }
3781
3782       expr = convert_nontype_argument_function (type, expr);
3783       if (!expr || expr == error_mark_node)
3784         return expr;
3785     }
3786   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 5
3787
3788      For a non-type template-parameter of type reference to function, no
3789      conversions apply. If the template-argument represents a set of
3790      overloaded functions, the matching function is selected from the set
3791      (_over.over_).  */
3792   else if (TYPE_REFFN_P (type))
3793     {
3794       if (TREE_CODE (expr) == ADDR_EXPR)
3795         {
3796           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3797                  "because it is a pointer", expr, type);
3798           inform ("try using %qE instead", TREE_OPERAND (expr, 0));
3799           return NULL_TREE;
3800         }
3801
3802       expr = convert_nontype_argument_function (TREE_TYPE (type), expr);
3803       if (!expr || expr == error_mark_node)
3804         return expr;
3805
3806       expr = build_nop (type, build_address (expr));
3807     }
3808   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 6
3809
3810      For a non-type template-parameter of type pointer to member function,
3811      no conversions apply. If the template-argument represents a set of
3812      overloaded member functions, the matching member function is selected
3813      from the set (_over.over_).  */
3814   else if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
3815     {
3816       expr = instantiate_type (type, expr, tf_none);
3817       if (expr == error_mark_node)
3818         return error_mark_node;
3819
3820       /* There is no way to disable standard conversions in
3821          resolve_address_of_overloaded_function (called by
3822          instantiate_type). It is possible that the call succeeded by
3823          converting &B::I to &D::I (where B is a base of D), so we need
3824          to reject this conversion here.
3825
3826          Actually, even if there was a way to disable standard conversions,
3827          it would still be better to reject them here so that we can
3828          provide a superior diagnostic.  */
3829       if (!same_type_p (TREE_TYPE (expr), type))
3830         {
3831           /* Make sure we are just one standard conversion off.  */
3832           gcc_assert (can_convert (type, TREE_TYPE (expr)));
3833           error ("%qE is not a valid template argument for type %qT "
3834                  "because it is of type %qT", expr, type,
3835                  TREE_TYPE (expr));
3836           inform ("standard conversions are not allowed in this context");
3837           return NULL_TREE;
3838         }
3839     }
3840   /* [temp.arg.nontype]/5, bullet 7
3841
3842      For a non-type template-parameter of type pointer to data member,
3843      qualification conversions (_conv.qual_) are applied.  */
3844   else if (TYPE_PTRMEM_P (type))
3845     {
3846       expr = perform_qualification_conversions (type, expr);
3847       if (expr == error_mark_node)
3848         return expr;
3849     }
3850   /* A template non-type parameter must be one of the above.  */
3851   else
3852     gcc_unreachable ();
3853
3854   /* Sanity check: did we actually convert the argument to the
3855      right type?  */
3856   gcc_assert (same_type_p (type, TREE_TYPE (expr)));
3857   return expr;
3858 }
3859
3860
3861 /* Return 1 if PARM_PARMS and ARG_PARMS matches using rule for
3862    template template parameters.  Both PARM_PARMS and ARG_PARMS are
3863    vectors of TREE_LIST nodes containing TYPE_DECL, TEMPLATE_DECL
3864    or PARM_DECL.
3865
3866    Consider the example:
3867      template <class T> class A;
3868      template<template <class U> class TT> class B;
3869
3870    For B<A>, PARM_PARMS are the parameters to TT, while ARG_PARMS are
3871    the parameters to A, and OUTER_ARGS contains A.  */
3872
3873 static int
3874 coerce_template_template_parms (tree parm_parms,
3875                                 tree arg_parms,
3876                                 tsubst_flags_t complain,
3877                                 tree in_decl,
3878                                 tree outer_args)
3879 {
3880   int nparms, nargs, i;
3881   tree parm, arg;
3882
3883   gcc_assert (TREE_CODE (parm_parms) == TREE_VEC);
3884   gcc_assert (TREE_CODE (arg_parms) == TREE_VEC);
3885
3886   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parm_parms);
3887   nargs = TREE_VEC_LENGTH (arg_parms);
3888
3889   if (nargs != nparms)
3890     return 0;
3891
3892   for (i = 0; i < nparms; ++i)
3893     {
3894       if (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i) == error_mark_node
3895           || TREE_VEC_ELT (arg_parms, i) == error_mark_node)
3896         continue;
3897
3898       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parm_parms, i));
3899       arg = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (arg_parms, i));
3900
3901       if (arg == NULL_TREE || arg == error_mark_node
3902           || parm == NULL_TREE || parm == error_mark_node)
3903         return 0;
3904
3905       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
3906         return 0;
3907
3908       switch (TREE_CODE (parm))
3909         {
3910         case TYPE_DECL:
3911           break;
3912
3913         case TEMPLATE_DECL:
3914           /* We encounter instantiations of templates like
3915                template <template <template <class> class> class TT>
3916                class C;  */
3917           {
3918             tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
3919             tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
3920
3921             if (!coerce_template_template_parms
3922                 (parmparm, argparm, complain, in_decl, outer_args))
3923               return 0;
3924           }
3925           break;
3926
3927         case PARM_DECL:
3928           /* The tsubst call is used to handle cases such as
3929
3930                template <int> class C {};
3931                template <class T, template <T> class TT> class D {};
3932                D<int, C> d;
3933
3934              i.e. the parameter list of TT depends on earlier parameters.  */
3935           if (!dependent_type_p (TREE_TYPE (arg))
3936               && !same_type_p
3937                     (tsubst (TREE_TYPE (parm), outer_args, complain, in_decl),
3938                              TREE_TYPE (arg)))
3939             return 0;
3940           break;
3941
3942         default:
3943           gcc_unreachable ();
3944         }
3945     }
3946   return 1;
3947 }
3948
3949 /* Convert the indicated template ARG as necessary to match the
3950    indicated template PARM.  Returns the converted ARG, or
3951    error_mark_node if the conversion was unsuccessful.  Error and
3952    warning messages are issued under control of COMPLAIN.  This
3953    conversion is for the Ith parameter in the parameter list.  ARGS is
3954    the full set of template arguments deduced so far.  */
3955
3956 static tree
3957 convert_template_argument (tree parm,
3958                            tree arg,
3959                            tree args,
3960                            tsubst_flags_t complain,
3961                            int i,
3962                            tree in_decl)
3963 {
3964   tree val;
3965   int is_type, requires_type, is_tmpl_type, requires_tmpl_type;
3966
3967   if (TREE_CODE (arg) == TREE_LIST
3968       && TREE_CODE (TREE_VALUE (arg)) == OFFSET_REF)
3969     {
3970       /* The template argument was the name of some
3971          member function.  That's usually
3972          invalid, but static members are OK.  In any
3973          case, grab the underlying fields/functions
3974          and issue an error later if required.  */
3975       arg = TREE_VALUE (arg);
3976       TREE_TYPE (arg) = unknown_type_node;
3977     }
3978
3979   requires_tmpl_type = TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL;
3980   requires_type = (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL
3981                    || requires_tmpl_type);
3982
3983   is_tmpl_type = ((TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
3984                    && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (arg)) == TYPE_DECL)
3985                   || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3986                   || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE);
3987
3988   if (is_tmpl_type
3989       && (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
3990           || TREE_CODE (arg) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE))
3991     arg = TYPE_STUB_DECL (arg);
3992
3993   is_type = TYPE_P (arg) || is_tmpl_type;
3994
3995   if (requires_type && ! is_type && TREE_CODE (arg) == SCOPE_REF
3996       && TREE_CODE (TREE_OPERAND (arg, 0)) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
3997     {
3998       pedwarn ("to refer to a type member of a template parameter, "
3999                "use %<typename %E%>", arg);
4000
4001       arg = make_typename_type (TREE_OPERAND (arg, 0),
4002                                 TREE_OPERAND (arg, 1),
4003                                 typename_type,
4004                                 complain & tf_error);
4005       is_type = 1;
4006     }
4007   if (is_type != requires_type)
4008     {
4009       if (in_decl)
4010         {
4011           if (complain & tf_error)
4012             {
4013               error ("type/value mismatch at argument %d in template "
4014                      "parameter list for %qD",
4015                      i + 1, in_decl);
4016               if (is_type)
4017                 error ("  expected a constant of type %qT, got %qT",
4018                        TREE_TYPE (parm),
4019                        (is_tmpl_type ? DECL_NAME (arg) : arg));
4020               else if (requires_tmpl_type)
4021                 error ("  expected a class template, got %qE", arg);
4022               else
4023                 error ("  expected a type, got %qE", arg);
4024             }
4025         }
4026       return error_mark_node;
4027     }
4028   if (is_tmpl_type ^ requires_tmpl_type)
4029     {
4030       if (in_decl && (complain & tf_error))
4031         {
4032           error ("type/value mismatch at argument %d in template "
4033                  "parameter list for %qD",
4034                  i + 1, in_decl);
4035           if (is_tmpl_type)
4036             error ("  expected a type, got %qT", DECL_NAME (arg));
4037           else
4038             error ("  expected a class template, got %qT", arg);
4039         }
4040       return error_mark_node;
4041     }
4042
4043   if (is_type)
4044     {
4045       if (requires_tmpl_type)
4046         {
4047           if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
4048             /* The number of argument required is not known yet.
4049                Just accept it for now.  */
4050             val = TREE_TYPE (arg);
4051           else
4052             {
4053               tree parmparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parm);
4054               tree argparm = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (arg);
4055
4056               if (coerce_template_template_parms (parmparm, argparm,
4057                                                   complain, in_decl,
4058                                                   args))
4059                 {
4060                   val = arg;
4061
4062                   /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node is preferred over
4063                      TEMPLATE_DECL.  */
4064                   if (val != error_mark_node
4065                       && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (val))
4066                     val = TREE_TYPE (val);
4067                 }
4068               else
4069                 {
4070                   if (in_decl && (complain & tf_error))
4071                     {
4072                       error ("type/value mismatch at argument %d in "
4073                              "template parameter list for %qD",
4074                              i + 1, in_decl);
4075                       error ("  expected a template of type %qD, got %qD",
4076                              parm, arg);
4077                     }
4078
4079                   val = error_mark_node;
4080                 }
4081             }
4082         }
4083       else
4084         val = arg;
4085       /* We only form one instance of each template specialization.
4086          Therefore, if we use a non-canonical variant (i.e., a
4087          typedef), any future messages referring to the type will use
4088          the typedef, which is confusing if those future uses do not
4089          themselves also use the typedef.  */
4090       if (TYPE_P (val))
4091         val = canonical_type_variant (val);
4092     }
4093   else
4094     {
4095       tree t = tsubst (TREE_TYPE (parm), args, complain, in_decl);
4096
4097       if (invalid_nontype_parm_type_p (t, complain))
4098         return error_mark_node;
4099
4100       if (!uses_template_parms (arg) && !uses_template_parms (t))
4101         /* We used to call digest_init here.  However, digest_init
4102            will report errors, which we don't want when complain
4103            is zero.  More importantly, digest_init will try too
4104            hard to convert things: for example, `0' should not be
4105            converted to pointer type at this point according to
4106            the standard.  Accepting this is not merely an
4107            extension, since deciding whether or not these
4108            conversions can occur is part of determining which
4109            function template to call, or whether a given explicit
4110            argument specification is valid.  */
4111         val = convert_nontype_argument (t, arg);
4112       else
4113         val = arg;
4114
4115       if (val == NULL_TREE)
4116         val = error_mark_node;
4117       else if (val == error_mark_node && (complain & tf_error))
4118         error ("could not convert template argument %qE to %qT",  arg, t);
4119     }
4120
4121   return val;
4122 }
4123
4124 /* Convert all template arguments to their appropriate types, and
4125    return a vector containing the innermost resulting template
4126    arguments.  If any error occurs, return error_mark_node. Error and
4127    warning messages are issued under control of COMPLAIN.
4128
4129    If REQUIRE_ALL_ARGS is false, argument deduction will be performed
4130    for arguments not specified in ARGS.  Otherwise, if
4131    USE_DEFAULT_ARGS is true, default arguments will be used to fill in
4132    unspecified arguments.  If REQUIRE_ALL_ARGS is true, but
4133    USE_DEFAULT_ARGS is false, then all arguments must be specified in
4134    ARGS.  */
4135
4136 static tree
4137 coerce_template_parms (tree parms,
4138                        tree args,
4139                        tree in_decl,
4140                        tsubst_flags_t complain,
4141                        bool require_all_args,
4142                        bool use_default_args)
4143 {
4144   int nparms, nargs, i, lost = 0;
4145   tree inner_args;
4146   tree new_args;
4147   tree new_inner_args;
4148   bool saved_skip_evaluation;
4149
4150   inner_args = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args);
4151   nargs = inner_args ? NUM_TMPL_ARGS (inner_args) : 0;
4152   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4153
4154   if (nargs > nparms
4155       || (nargs < nparms
4156           && require_all_args
4157           && (!use_default_args
4158               || (TREE_VEC_ELT (parms, nargs) != error_mark_node
4159                   && !TREE_PURPOSE (TREE_VEC_ELT (parms, nargs))))))
4160     {
4161       if (complain & tf_error)
4162         {
4163           error ("wrong number of template arguments (%d, should be %d)",
4164                  nargs, nparms);
4165
4166           if (in_decl)
4167             error ("provided for %q+D", in_decl);
4168         }
4169
4170       return error_mark_node;
4171     }
4172
4173   /* We need to evaluate the template arguments, even though this
4174      template-id may be nested within a "sizeof".  */
4175   saved_skip_evaluation = skip_evaluation;
4176   skip_evaluation = false;
4177   new_inner_args = make_tree_vec (nparms);
4178   new_args = add_outermost_template_args (args, new_inner_args);
4179   for (i = 0; i < nparms; i++)
4180     {
4181       tree arg;
4182       tree parm;
4183
4184       /* Get the Ith template parameter.  */
4185       parm = TREE_VEC_ELT (parms, i);
4186  
4187       if (parm == error_mark_node)
4188       {
4189         TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = error_mark_node;
4190         continue;
4191       }
4192
4193       /* Calculate the Ith argument.  */
4194       if (i < nargs)
4195         arg = TREE_VEC_ELT (inner_args, i);
4196       else if (require_all_args)
4197         /* There must be a default arg in this case.  */
4198         arg = tsubst_template_arg (TREE_PURPOSE (parm), new_args,
4199                                    complain, in_decl);
4200       else
4201         break;
4202
4203       gcc_assert (arg);
4204       if (arg == error_mark_node)
4205         {
4206           if (complain & tf_error)
4207             error ("template argument %d is invalid", i + 1);
4208         }
4209       else
4210         arg = convert_template_argument (TREE_VALUE (parm),
4211                                          arg, new_args, complain, i,
4212                                          in_decl);
4213
4214       if (arg == error_mark_node)
4215         lost++;
4216       TREE_VEC_ELT (new_inner_args, i) = arg;
4217     }
4218   skip_evaluation = saved_skip_evaluation;
4219
4220   if (lost)
4221     return error_mark_node;
4222
4223   return new_inner_args;
4224 }
4225
4226 /* Returns 1 if template args OT and NT are equivalent.  */
4227
4228 static int
4229 template_args_equal (tree ot, tree nt)
4230 {
4231   if (nt == ot)
4232     return 1;
4233
4234   if (TREE_CODE (nt) == TREE_VEC)
4235     /* For member templates */
4236     return TREE_CODE (ot) == TREE_VEC && comp_template_args (ot, nt);
4237   else if (TYPE_P (nt))
4238     return TYPE_P (ot) && same_type_p (ot, nt);
4239   else if (TREE_CODE (ot) == TREE_VEC || TYPE_P (ot))
4240     return 0;
4241   else
4242     return cp_tree_equal (ot, nt);
4243 }
4244
4245 /* Returns 1 iff the OLDARGS and NEWARGS are in fact identical sets
4246    of template arguments.  Returns 0 otherwise.  */
4247
4248 int
4249 comp_template_args (tree oldargs, tree newargs)
4250 {
4251   int i;
4252
4253   if (TREE_VEC_LENGTH (oldargs) != TREE_VEC_LENGTH (newargs))
4254     return 0;
4255
4256   for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (oldargs); ++i)
4257     {
4258       tree nt = TREE_VEC_ELT (newargs, i);
4259       tree ot = TREE_VEC_ELT (oldargs, i);
4260
4261       if (! template_args_equal (ot, nt))
4262         return 0;
4263     }
4264   return 1;
4265 }
4266
4267 /* Given class template name and parameter list, produce a user-friendly name
4268    for the instantiation.  */
4269
4270 static char *
4271 mangle_class_name_for_template (const char* name, tree parms, tree arglist)
4272 {
4273   static struct obstack scratch_obstack;
4274   static char *scratch_firstobj;
4275   int i, nparms;
4276
4277   if (!scratch_firstobj)
4278     gcc_obstack_init (&scratch_obstack);
4279   else
4280     obstack_free (&scratch_obstack, scratch_firstobj);
4281   scratch_firstobj = (char *) obstack_alloc (&scratch_obstack, 1);
4282
4283 #define ccat(C) obstack_1grow (&scratch_obstack, (C));
4284 #define cat(S)  obstack_grow (&scratch_obstack, (S), strlen (S))
4285
4286   cat (name);
4287   ccat ('<');
4288   nparms = TREE_VEC_LENGTH (parms);
4289   arglist = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist);
4290   gcc_assert (nparms == TREE_VEC_LENGTH (arglist));
4291   for (i = 0; i < nparms; i++)
4292     {
4293       tree parm;
4294       tree arg;
4295
4296       parm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (parms, i));
4297       arg = TREE_VEC_ELT (arglist, i);
4298
4299       if (parm == error_mark_node)
4300         continue;
4301
4302       if (i)
4303         ccat (',');
4304
4305       if (TREE_CODE (parm) == TYPE_DECL)
4306         {
4307           cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4308           continue;
4309         }
4310       else if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_DECL)
4311         {
4312           if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL)
4313             {
4314               /* Already substituted with real template.  Just output
4315                  the template name here */
4316               tree context = DECL_CONTEXT (arg);
4317               if (context)
4318                 {
4319                   /* The template may be defined in a namespace, or
4320                      may be a member template.  */
4321                   gcc_assert (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL
4322                               || CLASS_TYPE_P (context));
4323                   cat (decl_as_string (DECL_CONTEXT (arg),
4324                                       TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4325                   cat ("::");
4326                 }
4327               cat (IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (arg)));
4328             }
4329           else
4330             /* Output the parameter declaration.  */
4331             cat (type_as_string (arg, TFF_CHASE_TYPEDEF));
4332           continue;
4333         }
4334       else
4335         gcc_assert (TREE_CODE (parm) == PARM_DECL);
4336
4337       /* No need to check arglist against parmlist here; we did that
4338          in coerce_template_parms, called from lookup_template_class.  */
4339       cat (expr_as_string (arg, TFF_PLAIN_IDENTIFIER));
4340     }
4341   {
4342     char *bufp = obstack_next_free (&scratch_obstack);
4343     int offset = 0;
4344     while (bufp[offset - 1] == ' ')
4345       offset--;
4346     obstack_blank_fast (&scratch_obstack, offset);
4347
4348     /* B<C<char> >, not B<C<char>> */
4349     if (bufp[offset - 1] == '>')
4350       ccat (' ');
4351   }
4352   ccat ('>');
4353   ccat ('\0');
4354   return (char *) obstack_base (&scratch_obstack);
4355 }
4356
4357 static tree
4358 classtype_mangled_name (tree t)
4359 {
4360   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t)
4361       /* Specializations have already had their names set up in
4362          lookup_template_class.  */
4363       && !CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
4364     {
4365       tree tmpl = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (t));
4366
4367       /* For non-primary templates, the template parameters are
4368          implicit from their surrounding context.  */
4369       if (PRIMARY_TEMPLATE_P (tmpl))
4370         {
4371           tree name = DECL_NAME (tmpl);
4372           char *mangled_name = mangle_class_name_for_template
4373             (IDENTIFIER_POINTER (name),
4374              DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
4375              CLASSTYPE_TI_ARGS (t));
4376           tree id = get_identifier (mangled_name);
4377           IDENTIFIER_TEMPLATE (id) = name;
4378           return id;
4379         }
4380     }
4381
4382   return TYPE_IDENTIFIER (t);
4383 }
4384
4385 static void
4386 add_pending_template (tree d)
4387 {
4388   tree ti = (TYPE_P (d)
4389              ? CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (d)
4390              : DECL_TEMPLATE_INFO (d));
4391   tree pt;
4392   int level;
4393
4394   if (TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti))
4395     return;
4396
4397   /* We are called both from instantiate_decl, where we've already had a
4398      tinst_level pushed, and instantiate_template, where we haven't.
4399      Compensate.  */
4400   level = !(current_tinst_level && TINST_DECL (current_tinst_level) == d);
4401
4402   if (level)
4403     push_tinst_level (d);
4404
4405   pt = tree_cons (current_tinst_level, d, NULL_TREE);
4406   if (last_pending_template)
4407     TREE_CHAIN (last_pending_template) = pt;
4408   else
4409     pending_templates = pt;
4410
4411   last_pending_template = pt;
4412
4413   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (ti) = 1;
4414
4415   if (level)
4416     pop_tinst_level ();
4417 }
4418
4419
4420 /* Return a TEMPLATE_ID_EXPR corresponding to the indicated FNS and
4421    ARGLIST.  Valid choices for FNS are given in the cp-tree.def
4422    documentation for TEMPLATE_ID_EXPR.  */
4423
4424 tree
4425 lookup_template_function (tree fns, tree arglist)
4426 {
4427   tree type;
4428
4429   if (fns == error_mark_node || arglist == error_mark_node)
4430     return error_mark_node;
4431
4432   gcc_assert (!arglist || TREE_CODE (arglist) == TREE_VEC);
4433   gcc_assert (fns && (is_overloaded_fn (fns)
4434                       || TREE_CODE (fns) == IDENTIFIER_NODE));
4435
4436   if (BASELINK_P (fns))
4437     {
4438       BASELINK_FUNCTIONS (fns) = build2 (TEMPLATE_ID_EXPR,
4439                                          unknown_type_node,
4440                                          BASELINK_FUNCTIONS (fns),
4441                                          arglist);
4442       return fns;
4443     }
4444
4445   type = TREE_TYPE (fns);
4446   if (TREE_CODE (fns) == OVERLOAD || !type)
4447     type = unknown_type_node;
4448
4449   return build2 (TEMPLATE_ID_EXPR, type, fns, arglist);
4450 }
4451
4452 /* Within the scope of a template class S<T>, the name S gets bound
4453    (in build_self_reference) to a TYPE_DECL for the class, not a
4454    TEMPLATE_DECL.  If DECL is a TYPE_DECL for current_class_type,
4455    or one of its enclosing classes, and that type is a template,
4456    return the associated TEMPLATE_DECL.  Otherwise, the original
4457    DECL is returned.  */
4458
4459 tree
4460 maybe_get_template_decl_from_type_decl (tree decl)
4461 {
4462   return (decl != NULL_TREE
4463           && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL
4464           && DECL_ARTIFICIAL (decl)
4465           && CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
4466           && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (TREE_TYPE (decl)))
4467     ? CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_TYPE (decl)) : decl;
4468 }
4469
4470 /* Given an IDENTIFIER_NODE (type TEMPLATE_DECL) and a chain of
4471    parameters, find the desired type.
4472
4473    D1 is the PTYPENAME terminal, and ARGLIST is the list of arguments.
4474
4475    IN_DECL, if non-NULL, is the template declaration we are trying to
4476    instantiate.
4477
4478    If ENTERING_SCOPE is nonzero, we are about to enter the scope of
4479    the class we are looking up.
4480
4481    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.
4482
4483    If the template class is really a local class in a template
4484    function, then the FUNCTION_CONTEXT is the function in which it is
4485    being instantiated.
4486
4487    ??? Note that this function is currently called *twice* for each
4488    template-id: the first time from the parser, while creating the
4489    incomplete type (finish_template_type), and the second type during the
4490    real instantiation (instantiate_template_class). This is surely something
4491    that we want to avoid. It also causes some problems with argument
4492    coercion (see convert_nontype_argument for more information on this).  */
4493
4494 tree
4495 lookup_template_class (tree d1,
4496                        tree arglist,
4497                        tree in_decl,
4498                        tree context,
4499                        int entering_scope,
4500                        tsubst_flags_t complain)
4501 {
4502   tree template = NULL_TREE, parmlist;
4503   tree t;
4504
4505   timevar_push (TV_NAME_LOOKUP);
4506
4507   if (TREE_CODE (d1) == IDENTIFIER_NODE)
4508     {
4509       tree value = innermost_non_namespace_value (d1);
4510       if (value && DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (value))
4511         template = value;
4512       else
4513         {
4514           if (context)
4515             push_decl_namespace (context);
4516           template = lookup_name (d1);
4517           template = maybe_get_template_decl_from_type_decl (template);
4518           if (context)
4519             pop_decl_namespace ();
4520         }
4521       if (template)
4522         context = DECL_CONTEXT (template);
4523     }
4524   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && IS_AGGR_TYPE (TREE_TYPE (d1)))
4525     {
4526       tree type = TREE_TYPE (d1);
4527
4528       /* If we are declaring a constructor, say A<T>::A<T>, we will get
4529          an implicit typename for the second A.  Deal with it.  */
4530       if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE && TREE_TYPE (type))
4531         type = TREE_TYPE (type);
4532
4533       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type))
4534         {
4535           template = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type);
4536           d1 = DECL_NAME (template);
4537         }
4538     }
4539   else if (TREE_CODE (d1) == ENUMERAL_TYPE
4540            || (TYPE_P (d1) && IS_AGGR_TYPE (d1)))
4541     {
4542       template = TYPE_TI_TEMPLATE (d1);
4543       d1 = DECL_NAME (template);
4544     }
4545   else if (TREE_CODE (d1) == TEMPLATE_DECL
4546            && TREE_CODE (DECL_TEMPLATE_RESULT (d1)) == TYPE_DECL)
4547     {
4548       template = d1;
4549       d1 = DECL_NAME (template);
4550       context = DECL_CONTEXT (template);
4551     }
4552
4553   /* Issue an error message if we didn't find a template.  */
4554   if (! template)
4555     {
4556       if (complain & tf_error)
4557         error ("%qT is not a template", d1);
4558       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4559     }
4560
4561   if (TREE_CODE (template) != TEMPLATE_DECL
4562          /* Make sure it's a user visible template, if it was named by
4563             the user.  */
4564       || ((complain & tf_user) && !DECL_TEMPLATE_PARM_P (template)
4565           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)))
4566     {
4567       if (complain & tf_error)
4568         {
4569           error ("non-template type %qT used as a template", d1);
4570           if (in_decl)
4571             error ("for template declaration %q+D", in_decl);
4572         }
4573       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4574     }
4575
4576   complain &= ~tf_user;
4577
4578   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (template))
4579     {
4580       /* Create a new TEMPLATE_DECL and TEMPLATE_TEMPLATE_PARM node to store
4581          template arguments */
4582
4583       tree parm;
4584       tree arglist2;
4585
4586       parmlist = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (template);
4587
4588       /* Consider an example where a template template parameter declared as
4589
4590            template <class T, class U = std::allocator<T> > class TT
4591
4592          The template parameter level of T and U are one level larger than
4593          of TT.  To proper process the default argument of U, say when an
4594          instantiation `TT<int>' is seen, we need to build the full
4595          arguments containing {int} as the innermost level.  Outer levels,
4596          available when not appearing as default template argument, can be
4597          obtained from `current_template_args ()'.
4598
4599          Suppose that TT is later substituted with std::vector.  The above
4600          instantiation is `TT<int, std::allocator<T> >' with TT at
4601          level 1, and T at level 2, while the template arguments at level 1
4602          becomes {std::vector} and the inner level 2 is {int}.  */
4603
4604       if (current_template_parms)
4605         arglist = add_to_template_args (current_template_args (), arglist);
4606
4607       arglist2 = coerce_template_parms (parmlist, arglist, template,
4608                                         complain,
4609                                         /*require_all_args=*/true,
4610                                         /*use_default_args=*/true);
4611       if (arglist2 == error_mark_node
4612           || (!uses_template_parms (arglist2)
4613               && check_instantiated_args (template, arglist2, complain)))
4614         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4615
4616       parm = bind_template_template_parm (TREE_TYPE (template), arglist2);
4617       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, parm);
4618     }
4619   else
4620     {
4621       tree template_type = TREE_TYPE (template);
4622       tree gen_tmpl;
4623       tree type_decl;
4624       tree found = NULL_TREE;
4625       int arg_depth;
4626       int parm_depth;
4627       int is_partial_instantiation;
4628
4629       gen_tmpl = most_general_template (template);
4630       parmlist = DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl);
4631       parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (parmlist);
4632       arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4633
4634       if (arg_depth == 1 && parm_depth > 1)
4635         {
4636           /* We've been given an incomplete set of template arguments.
4637              For example, given:
4638
4639                template <class T> struct S1 {
4640                  template <class U> struct S2 {};
4641                  template <class U> struct S2<U*> {};
4642                 };
4643
4644              we will be called with an ARGLIST of `U*', but the
4645              TEMPLATE will be `template <class T> template
4646              <class U> struct S1<T>::S2'.  We must fill in the missing
4647              arguments.  */
4648           arglist
4649             = add_outermost_template_args (TYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (template)),
4650                                            arglist);
4651           arg_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4652         }
4653
4654       /* Now we should have enough arguments.  */
4655       gcc_assert (parm_depth == arg_depth);
4656
4657       /* From here on, we're only interested in the most general
4658          template.  */
4659       template = gen_tmpl;
4660
4661       /* Calculate the BOUND_ARGS.  These will be the args that are
4662          actually tsubst'd into the definition to create the
4663          instantiation.  */
4664       if (parm_depth > 1)
4665         {
4666           /* We have multiple levels of arguments to coerce, at once.  */
4667           int i;
4668           int saved_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (arglist);
4669
4670           tree bound_args = make_tree_vec (parm_depth);
4671
4672           for (i = saved_depth,
4673                  t = DECL_TEMPLATE_PARMS (template);
4674                i > 0 && t != NULL_TREE;
4675                --i, t = TREE_CHAIN (t))
4676             {
4677               tree a = coerce_template_parms (TREE_VALUE (t),
4678                                               arglist, template,
4679                                               complain,
4680                                               /*require_all_args=*/true,
4681                                               /*use_default_args=*/true);
4682
4683               /* Don't process further if one of the levels fails.  */
4684               if (a == error_mark_node)
4685                 {
4686                   /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4687                   TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4688                   POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4689                 }
4690
4691               SET_TMPL_ARGS_LEVEL (bound_args, i, a);
4692
4693               /* We temporarily reduce the length of the ARGLIST so
4694                  that coerce_template_parms will see only the arguments
4695                  corresponding to the template parameters it is
4696                  examining.  */
4697               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4698             }
4699
4700           /* Restore the ARGLIST to its full size.  */
4701           TREE_VEC_LENGTH (arglist) = saved_depth;
4702
4703           arglist = bound_args;
4704         }
4705       else
4706         arglist
4707           = coerce_template_parms (INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (parmlist),
4708                                    INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4709                                    template,
4710                                    complain,
4711                                    /*require_all_args=*/true,
4712                                    /*use_default_args=*/true);
4713
4714       if (arglist == error_mark_node)
4715         /* We were unable to bind the arguments.  */
4716         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4717
4718       /* In the scope of a template class, explicit references to the
4719          template class refer to the type of the template, not any
4720          instantiation of it.  For example, in:
4721
4722            template <class T> class C { void f(C<T>); }
4723
4724          the `C<T>' is just the same as `C'.  Outside of the
4725          class, however, such a reference is an instantiation.  */
4726       if (comp_template_args (TYPE_TI_ARGS (template_type),
4727                               arglist))
4728         {
4729           found = template_type;
4730
4731           if (!entering_scope && PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4732             {
4733               tree ctx;
4734
4735               for (ctx = current_class_type;
4736                    ctx && TREE_CODE (ctx) != NAMESPACE_DECL;
4737                    ctx = (TYPE_P (ctx)
4738                           ? TYPE_CONTEXT (ctx)
4739                           : DECL_CONTEXT (ctx)))
4740                 if (TYPE_P (ctx) && same_type_p (ctx, template_type))
4741                   goto found_ctx;
4742
4743               /* We're not in the scope of the class, so the
4744                  TEMPLATE_TYPE is not the type we want after all.  */
4745               found = NULL_TREE;
4746             found_ctx:;
4747             }
4748         }
4749       if (found)
4750         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4751
4752       /* If we already have this specialization, return it.  */
4753       found = retrieve_specialization (template, arglist,
4754                                        /*class_specializations_p=*/false);
4755       if (found)
4756         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4757
4758       /* This type is a "partial instantiation" if any of the template
4759          arguments still involve template parameters.  Note that we set
4760          IS_PARTIAL_INSTANTIATION for partial specializations as
4761          well.  */
4762       is_partial_instantiation = uses_template_parms (arglist);
4763
4764       /* If the deduced arguments are invalid, then the binding
4765          failed.  */
4766       if (!is_partial_instantiation
4767           && check_instantiated_args (template,
4768                                       INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (arglist),
4769                                       complain))
4770         POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, error_mark_node);
4771
4772       if (!is_partial_instantiation
4773           && !PRIMARY_TEMPLATE_P (template)
4774           && TREE_CODE (CP_DECL_CONTEXT (template)) == NAMESPACE_DECL)
4775         {
4776           found = xref_tag_from_type (TREE_TYPE (template),
4777                                       DECL_NAME (template),
4778                                       /*tag_scope=*/ts_global);
4779           POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, found);
4780         }
4781
4782       context = tsubst (DECL_CONTEXT (template), arglist,
4783                         complain, in_decl);
4784       if (!context)
4785         context = global_namespace;
4786
4787       /* Create the type.  */
4788       if (TREE_CODE (template_type) == ENUMERAL_TYPE)
4789         {
4790           if (!is_partial_instantiation)
4791             {
4792               set_current_access_from_decl (TYPE_NAME (template_type));
4793               t = start_enum (TYPE_IDENTIFIER (template_type));
4794             }
4795           else
4796             /* We don't want to call start_enum for this type, since
4797                the values for the enumeration constants may involve
4798                template parameters.  And, no one should be interested
4799                in the enumeration constants for such a type.  */
4800             t = make_node (ENUMERAL_TYPE);
4801         }
4802       else
4803         {
4804           t = make_aggr_type (TREE_CODE (template_type));
4805           CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (t)
4806             = CLASSTYPE_DECLARED_CLASS (template_type);
4807           SET_CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION (t);
4808           TYPE_FOR_JAVA (t) = TYPE_FOR_JAVA (template_type);
4809
4810           /* A local class.  Make sure the decl gets registered properly.  */
4811           if (context == current_function_decl)
4812             pushtag (DECL_NAME (template), t, /*tag_scope=*/ts_current);
4813         }
4814
4815       /* If we called start_enum or pushtag above, this information
4816          will already be set up.  */
4817       if (!TYPE_NAME (t))
4818         {
4819           TYPE_CONTEXT (t) = FROB_CONTEXT (context);
4820
4821           type_decl = create_implicit_typedef (DECL_NAME (template), t);
4822           DECL_CONTEXT (type_decl) = TYPE_CONTEXT (t);
4823           TYPE_STUB_DECL (t) = type_decl;
4824           DECL_SOURCE_LOCATION (type_decl)
4825             = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4826         }
4827       else
4828         type_decl = TYPE_NAME (t);
4829
4830       TREE_PRIVATE (type_decl)
4831         = TREE_PRIVATE (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4832       TREE_PROTECTED (type_decl)
4833         = TREE_PROTECTED (TYPE_STUB_DECL (template_type));
4834       DECL_IN_SYSTEM_HEADER (type_decl)
4835         = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (template);
4836       if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (template_type))
4837         {
4838           DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (type_decl) = 1;
4839           DECL_VISIBILITY (type_decl) = CLASSTYPE_VISIBILITY (template_type);
4840         }
4841
4842       /* Set up the template information.  We have to figure out which
4843          template is the immediate parent if this is a full
4844          instantiation.  */
4845       if (parm_depth == 1 || is_partial_instantiation
4846           || !PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
4847         /* This case is easy; there are no member templates involved.  */
4848         found = template;
4849       else
4850         {
4851           /* This is a full instantiation of a member template.  Look
4852              for a partial instantiation of which this is an instance.  */
4853
4854           for (found = DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template);
4855                found; found = TREE_CHAIN (found))
4856             {
4857               int success;
4858               tree tmpl = CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (TREE_VALUE (found));
4859
4860               /* We only want partial instantiations, here, not
4861                  specializations or full instantiations.  */
4862               if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_VALUE (found))
4863                   || !uses_template_parms (TREE_VALUE (found)))
4864                 continue;
4865
4866               /* Temporarily reduce by one the number of levels in the
4867                  ARGLIST and in FOUND so as to avoid comparing the
4868                  last set of arguments.  */
4869               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4870               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found)) --;
4871
4872               /* See if the arguments match.  If they do, then TMPL is
4873                  the partial instantiation we want.  */
4874               success = comp_template_args (TREE_PURPOSE (found), arglist);
4875
4876               /* Restore the argument vectors to their full size.  */
4877               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4878               TREE_VEC_LENGTH (TREE_PURPOSE (found))++;
4879
4880               if (success)
4881                 {
4882                   found = tmpl;
4883                   break;
4884                 }
4885             }
4886
4887           if (!found)
4888             {
4889               /* There was no partial instantiation. This happens
4890                  where C<T> is a member template of A<T> and it's used
4891                  in something like
4892
4893                   template <typename T> struct B { A<T>::C<int> m; };
4894                   B<float>;
4895
4896                  Create the partial instantiation.
4897                */
4898               TREE_VEC_LENGTH (arglist)--;
4899               found = tsubst (template, arglist, complain, NULL_TREE);
4900               TREE_VEC_LENGTH (arglist)++;
4901             }
4902         }
4903
4904       SET_TYPE_TEMPLATE_INFO (t, tree_cons (found, arglist, NULL_TREE));
4905       DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template)
4906         = tree_cons (arglist, t,
4907                      DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (template));
4908
4909       if (TREE_CODE (t) == ENUMERAL_TYPE
4910           && !is_partial_instantiation)
4911         /* Now that the type has been registered on the instantiations
4912            list, we set up the enumerators.  Because the enumeration
4913            constants may involve the enumeration type itself, we make
4914            sure to register the type first, and then create the
4915            constants.  That way, doing tsubst_expr for the enumeration
4916            constants won't result in recursive calls here; we'll find
4917            the instantiation and exit above.  */
4918         tsubst_enum (template_type, t, arglist);
4919
4920       /* Reset the name of the type, now that CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO
4921          is set up.  */
4922       if (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE)
4923         DECL_NAME (type_decl) = classtype_mangled_name (t);
4924       if (is_partial_instantiation)
4925         /* If the type makes use of template parameters, the
4926            code that generates debugging information will crash.  */
4927         DECL_IGNORED_P (TYPE_STUB_DECL (t)) = 1;
4928
4929       /* Possibly limit visibility based on template args.  */
4930       TREE_PUBLIC (type_decl) = 1;
4931       determine_visibility (type_decl);
4932
4933       POP_TIMEVAR_AND_RETURN (TV_NAME_LOOKUP, t);
4934     }
4935   timevar_pop (TV_NAME_LOOKUP);
4936 }
4937 \f
4938 struct pair_fn_data
4939 {
4940   tree_fn_t fn;
4941   void *data;
4942   struct pointer_set_t *visited;
4943 };
4944
4945 /* Called from for_each_template_parm via walk_tree.  */
4946
4947 static tree
4948 for_each_template_parm_r (tree *tp, int *walk_subtrees, void *d)
4949 {
4950   tree t = *tp;
4951   struct pair_fn_data *pfd = (struct pair_fn_data *) d;
4952   tree_fn_t fn = pfd->fn;
4953   void *data = pfd->data;
4954
4955   if (TYPE_P (t)
4956       && for_each_template_parm (TYPE_CONTEXT (t), fn, data, pfd->visited))
4957     return error_mark_node;
4958
4959   switch (TREE_CODE (t))
4960     {
4961     case RECORD_TYPE:
4962       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
4963         break;
4964       /* Fall through.  */
4965
4966     case UNION_TYPE:
4967     case ENUMERAL_TYPE:
4968       if (!TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
4969         *walk_subtrees = 0;
4970       else if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (TYPE_TEMPLATE_INFO (t)),
4971                                        fn, data, pfd->visited))
4972         return error_mark_node;
4973       break;
4974
4975     case METHOD_TYPE:
4976       /* Since we're not going to walk subtrees, we have to do this
4977          explicitly here.  */
4978       if (for_each_template_parm (TYPE_METHOD_BASETYPE (t), fn, data,
4979                                   pfd->visited))
4980         return error_mark_node;
4981       /* Fall through.  */
4982
4983     case FUNCTION_TYPE:
4984       /* Check the return type.  */
4985       if (for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
4986         return error_mark_node;
4987
4988       /* Check the parameter types.  Since default arguments are not
4989          instantiated until they are needed, the TYPE_ARG_TYPES may
4990          contain expressions that involve template parameters.  But,
4991          no-one should be looking at them yet.  And, once they're
4992          instantiated, they don't contain template parameters, so
4993          there's no point in looking at them then, either.  */
4994       {
4995         tree parm;
4996
4997         for (parm = TYPE_ARG_TYPES (t); parm; parm = TREE_CHAIN (parm))
4998           if (for_each_template_parm (TREE_VALUE (parm), fn, data,
4999                                       pfd->visited))
5000             return error_mark_node;
5001
5002         /* Since we've already handled the TYPE_ARG_TYPES, we don't
5003            want walk_tree walking into them itself.  */
5004         *walk_subtrees = 0;
5005       }
5006       break;
5007
5008     case TYPEOF_TYPE:
5009       if (for_each_template_parm (TYPE_FIELDS (t), fn, data,
5010                                   pfd->visited))
5011         return error_mark_node;
5012       break;
5013
5014     case FUNCTION_DECL:
5015     case VAR_DECL:
5016       if (DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t)
5017           && for_each_template_parm (DECL_TI_ARGS (t), fn, data,
5018                                      pfd->visited))
5019         return error_mark_node;
5020       /* Fall through.  */
5021
5022     case PARM_DECL:
5023     case CONST_DECL:
5024       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL && DECL_TEMPLATE_PARM_P (t)
5025           && for_each_template_parm (DECL_INITIAL (t), fn, data,
5026                                      pfd->visited))
5027         return error_mark_node;
5028       if (DECL_CONTEXT (t)
5029           && for_each_template_parm (DECL_CONTEXT (t), fn, data,
5030                                      pfd->visited))
5031         return error_mark_node;
5032       break;
5033
5034     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
5035       /* Record template parameters such as `T' inside `TT<T>'.  */
5036       if (for_each_template_parm (TYPE_TI_ARGS (t), fn, data, pfd->visited))
5037         return error_mark_node;
5038       /* Fall through.  */
5039
5040     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
5041     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
5042     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
5043       if (fn && (*fn)(t, data))
5044         return error_mark_node;
5045       else if (!fn)
5046         return error_mark_node;
5047       break;
5048
5049     case TEMPLATE_DECL:
5050       /* A template template parameter is encountered.  */
5051       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t)
5052           && for_each_template_parm (TREE_TYPE (t), fn, data, pfd->visited))
5053         return error_mark_node;
5054
5055       /* Already substituted template template parameter */
5056       *walk_subtrees = 0;
5057       break;
5058
5059     case TYPENAME_TYPE:
5060       if (!fn
5061           || for_each_template_parm (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), fn,
5062                                      data, pfd->visited))
5063         return error_mark_node;
5064       break;
5065
5066     case CONSTRUCTOR:
5067       if (TREE_TYPE (t) && TYPE_PTRMEMFUNC_P (TREE_TYPE (t))
5068           && for_each_template_parm (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE
5069                                      (TREE_TYPE (t)), fn, data,
5070                                      pfd->visited))
5071         return error_mark_node;
5072       break;
5073
5074     case INDIRECT_REF:
5075     case COMPONENT_REF:
5076       /* If there's no type, then this thing must be some expression
5077          involving template parameters.  */
5078       if (!fn && !TREE_TYPE (t))
5079         return error_mark_node;
5080       break;
5081
5082     case MODOP_EXPR:
5083     case CAST_EXPR:
5084     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
5085     case CONST_CAST_EXPR:
5086     case STATIC_CAST_EXPR:
5087     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
5088     case ARROW_EXPR:
5089     case DOTSTAR_EXPR:
5090     case TYPEID_EXPR:
5091     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
5092       if (!fn)
5093         return error_mark_node;
5094       break;
5095
5096     case BASELINK:
5097       /* If we do not handle this case specially, we end up walking
5098          the BINFO hierarchy, which is circular, and therefore
5099          confuses walk_tree.  */
5100       *walk_subtrees = 0;
5101       if (for_each_template_parm (BASELINK_FUNCTIONS (*tp), fn, data,
5102                                   pfd->visited))
5103         return error_mark_node;
5104       break;
5105
5106     default:
5107       break;
5108     }
5109
5110   /* We didn't find any template parameters we liked.  */
5111   return NULL_TREE;
5112 }
5113
5114 /* For each TEMPLATE_TYPE_PARM, TEMPLATE_TEMPLATE_PARM,
5115    BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX in T,
5116    call FN with the parameter and the DATA.
5117    If FN returns nonzero, the iteration is terminated, and
5118    for_each_template_parm returns 1.  Otherwise, the iteration
5119    continues.  If FN never returns a nonzero value, the value
5120    returned by for_each_template_parm is 0.  If FN is NULL, it is
5121    considered to be the function which always returns 1.  */
5122
5123 static int
5124 for_each_template_parm (tree t, tree_fn_t fn, void* data,
5125                         struct pointer_set_t *visited)
5126 {
5127   struct pair_fn_data pfd;
5128   int result;
5129
5130   /* Set up.  */
5131   pfd.fn = fn;
5132   pfd.data = data;
5133
5134   /* Walk the tree.  (Conceptually, we would like to walk without
5135      duplicates, but for_each_template_parm_r recursively calls
5136      for_each_template_parm, so we would need to reorganize a fair
5137      bit to use walk_tree_without_duplicates, so we keep our own
5138      visited list.)  */
5139   if (visited)
5140     pfd.visited = visited;
5141   else
5142     pfd.visited = pointer_set_create ();
5143   result = walk_tree (&t,
5144                       for_each_template_parm_r,
5145                       &pfd,
5146                       pfd.visited) != NULL_TREE;
5147
5148   /* Clean up.  */
5149   if (!visited)
5150     {
5151       pointer_set_destroy (pfd.visited);
5152       pfd.visited = 0;
5153     }
5154
5155   return result;
5156 }
5157
5158 /* Returns true if T depends on any template parameter.  */
5159
5160 int
5161 uses_template_parms (tree t)
5162 {
5163   bool dependent_p;
5164   int saved_processing_template_decl;
5165
5166   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
5167   if (!saved_processing_template_decl)
5168     processing_template_decl = 1;
5169   if (TYPE_P (t))
5170     dependent_p = dependent_type_p (t);
5171   else if (TREE_CODE (t) == TREE_VEC)
5172     dependent_p = any_dependent_template_arguments_p (t);
5173   else if (TREE_CODE (t) == TREE_LIST)
5174     dependent_p = (uses_template_parms (TREE_VALUE (t))
5175                    || uses_template_parms (TREE_CHAIN (t)));
5176   else if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
5177     dependent_p = dependent_type_p (TREE_TYPE (t));
5178   else if (DECL_P (t)
5179            || EXPR_P (t)
5180            || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_PARM_INDEX
5181            || TREE_CODE (t) == OVERLOAD
5182            || TREE_CODE (t) == BASELINK
5183            || TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE
5184            || CONSTANT_CLASS_P (t))
5185     dependent_p = (type_dependent_expression_p (t)
5186                    || value_dependent_expression_p (t));
5187   else
5188     {
5189       gcc_assert (t == error_mark_node);
5190       dependent_p = false;
5191     }
5192
5193   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
5194
5195   return dependent_p;
5196 }
5197
5198 /* Returns true if T depends on any template parameter with level LEVEL.  */
5199
5200 int
5201 uses_template_parms_level (tree t, int level)
5202 {
5203   return for_each_template_parm (t, template_parm_this_level_p, &level, NULL);
5204 }
5205
5206 static int tinst_depth;
5207 extern int max_tinst_depth;
5208 #ifdef GATHER_STATISTICS
5209 int depth_reached;
5210 #endif
5211 static int tinst_level_tick;
5212 static int last_template_error_tick;
5213
5214 /* We're starting to instantiate D; record the template instantiation context
5215    for diagnostics and to restore it later.  */
5216
5217 static int
5218 push_tinst_level (tree d)
5219 {
5220   tree new;
5221
5222   if (tinst_depth >= max_tinst_depth)
5223     {
5224       /* If the instantiation in question still has unbound template parms,
5225          we don't really care if we can't instantiate it, so just return.
5226          This happens with base instantiation for implicit `typename'.  */
5227       if (uses_template_parms (d))
5228         return 0;
5229
5230       last_template_error_tick = tinst_level_tick;
5231       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d (use "
5232              "-ftemplate-depth-NN to increase the maximum) instantiating %qD",
5233              max_tinst_depth, d);
5234
5235       print_instantiation_context ();
5236
5237       return 0;
5238     }
5239
5240   new = make_node (TINST_LEVEL);
5241   TINST_DECL (new) = d;
5242   TINST_LOCATION (new) = input_location;
5243   TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (new) = in_system_header;
5244   TREE_CHAIN (new) = current_tinst_level;
5245   current_tinst_level = new;
5246
5247   ++tinst_depth;
5248 #ifdef GATHER_STATISTICS
5249   if (tinst_depth > depth_reached)
5250     depth_reached = tinst_depth;
5251 #endif
5252
5253   ++tinst_level_tick;
5254   return 1;
5255 }
5256
5257 /* We're done instantiating this template; return to the instantiation
5258    context.  */
5259
5260 static void
5261 pop_tinst_level (void)
5262 {
5263   tree old = current_tinst_level;
5264
5265   /* Restore the filename and line number stashed away when we started
5266      this instantiation.  */
5267   input_location = TINST_LOCATION (old);
5268   in_system_header = TINST_IN_SYSTEM_HEADER_P (old);
5269   current_tinst_level = TREE_CHAIN (old);
5270   --tinst_depth;
5271   ++tinst_level_tick;
5272 }
5273
5274 /* We're instantiating a deferred template; restore the template
5275    instantiation context in which the instantiation was requested, which
5276    is one step out from LEVEL.  */
5277
5278 static void
5279 reopen_tinst_level (tree level)
5280 {
5281   tree t;
5282
5283   tinst_depth = 0;
5284   for (t = level; t; t = TREE_CHAIN (t))
5285     ++tinst_depth;
5286
5287   current_tinst_level = level;
5288   pop_tinst_level ();
5289 }
5290
5291 /* Returns the TINST_LEVEL which gives the original instantiation
5292    context.  */
5293
5294 tree
5295 outermost_tinst_level (void)
5296 {
5297   return tree_last (current_tinst_level);
5298 }
5299
5300 /* DECL is a friend FUNCTION_DECL or TEMPLATE_DECL.  ARGS is the
5301    vector of template arguments, as for tsubst.
5302
5303    Returns an appropriate tsubst'd friend declaration.  */
5304
5305 static tree
5306 tsubst_friend_function (tree decl, tree args)
5307 {
5308   tree new_friend;
5309
5310   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
5311       && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (decl)
5312       && TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
5313     /* This was a friend declared with an explicit template
5314        argument list, e.g.:
5315
5316        friend void f<>(T);
5317
5318        to indicate that f was a template instantiation, not a new
5319        function declaration.  Now, we have to figure out what
5320        instantiation of what template.  */
5321     {
5322       tree template_id, arglist, fns;
5323       tree new_args;
5324       tree tmpl;
5325       tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (current_class_type));
5326
5327       /* Friend functions are looked up in the containing namespace scope.
5328          We must enter that scope, to avoid finding member functions of the
5329          current cless with same name.  */
5330       push_nested_namespace (ns);
5331       fns = tsubst_expr (DECL_TI_TEMPLATE (decl), args,
5332                          tf_warning_or_error, NULL_TREE,
5333                          /*integral_constant_expression_p=*/false);
5334       pop_nested_namespace (ns);
5335       arglist = tsubst (DECL_TI_ARGS (decl), args,
5336                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
5337       template_id = lookup_template_function (fns, arglist);
5338
5339       new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
5340       tmpl = determine_specialization (template_id, new_friend,
5341                                        &new_args,
5342                                        /*need_member_template=*/0,
5343                                        TREE_VEC_LENGTH (args),
5344                                        tsk_none);
5345       return instantiate_template (tmpl, new_args, tf_error);
5346     }
5347
5348   new_friend = tsubst (decl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
5349
5350   /* The NEW_FRIEND will look like an instantiation, to the
5351      compiler, but is not an instantiation from the point of view of
5352      the language.  For example, we might have had:
5353
5354      template <class T> struct S {
5355        template <class U> friend void f(T, U);
5356      };
5357
5358      Then, in S<int>, template <class U> void f(int, U) is not an
5359      instantiation of anything.  */
5360   if (new_friend == error_mark_node)
5361     return error_mark_node;
5362
5363   DECL_USE_TEMPLATE (new_friend) = 0;
5364   if (TREE_CODE (decl) == TEMPLATE_DECL)
5365     {
5366       DECL_USE_TEMPLATE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend)) = 0;
5367       DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend))
5368         = DECL_SAVED_TREE (DECL_TEMPLATE_RESULT (decl));
5369     }
5370
5371   /* The mangled name for the NEW_FRIEND is incorrect.  The function
5372      is not a template instantiation and should not be mangled like
5373      one.  Therefore, we forget the mangling here; we'll recompute it
5374      later if we need it.  */
5375   if (TREE_CODE (new_friend) != TEMPLATE_DECL)
5376     {
5377       SET_DECL_RTL (new_friend, NULL_RTX);
5378       SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (new_friend, NULL_TREE);
5379     }
5380
5381   if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (new_friend))
5382     {
5383       tree old_decl;
5384       tree new_friend_template_info;
5385       tree new_friend_result_template_info;
5386       tree ns;
5387       int  new_friend_is_defn;
5388
5389       /* We must save some information from NEW_FRIEND before calling
5390          duplicate decls since that function will free NEW_FRIEND if
5391          possible.  */
5392       new_friend_template_info = DECL_TEMPLATE_INFO (new_friend);
5393       new_friend_is_defn =
5394             (DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT
5395                            (template_for_substitution (new_friend)))
5396              != NULL_TREE);
5397       if (TREE_CODE (new_friend) == TEMPLATE_DECL)
5398         {
5399           /* This declaration is a `primary' template.  */
5400           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (new_friend) = new_friend;
5401
5402           new_friend_result_template_info
5403             = DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (new_friend));
5404         }
5405       else
5406         new_friend_result_template_info = NULL_TREE;
5407
5408       /* Make the init_value nonzero so pushdecl knows this is a defn.  */
5409       if (new_friend_is_defn)
5410         DECL_INITIAL (new_friend) = error_mark_node;
5411
5412       /* Inside pushdecl_namespace_level, we will push into the
5413          current namespace. However, the friend function should go
5414          into the namespace of the template.  */
5415       ns = decl_namespace_context (new_friend);
5416       push_nested_namespace (ns);
5417       old_decl = pushdecl_namespace_level (new_friend, /*is_friend=*/true);
5418       pop_nested_namespace (ns);
5419
5420       if (old_decl == error_mark_node)
5421         return error_mark_node;
5422
5423       if (old_decl != new_friend)
5424         {
5425           /* This new friend declaration matched an existing
5426              declaration.  For example, given:
5427
5428                template <class T> void f(T);
5429                template <class U> class C {
5430                  template <class T> friend void f(T) {}
5431                };
5432
5433              the friend declaration actually provides the definition
5434              of `f', once C has been instantiated for some type.  So,
5435              old_decl will be the out-of-class template declaration,
5436              while new_friend is the in-class definition.
5437
5438              But, if `f' was called before this point, the
5439              instantiation of `f' will have DECL_TI_ARGS corresponding
5440              to `T' but not to `U', references to which might appear
5441              in the definition of `f'.  Previously, the most general
5442              template for an instantiation of `f' was the out-of-class
5443              version; now it is the in-class version.  Therefore, we
5444              run through all specialization of `f', adding to their
5445              DECL_TI_ARGS appropriately.  In particular, they need a
5446              new set of outer arguments, corresponding to the
5447              arguments for this class instantiation.
5448
5449              The same situation can arise with something like this:
5450
5451                friend void f(int);
5452                template <class T> class C {
5453                  friend void f(T) {}
5454                };
5455
5456              when `C<int>' is instantiated.  Now, `f(int)' is defined
5457              in the class.  */
5458
5459           if (!new_friend_is_defn)
5460             /* On the other hand, if the in-class declaration does
5461                *not* provide a definition, then we don't want to alter
5462                existing definitions.  We can just leave everything
5463                alone.  */
5464             ;
5465           else
5466             {
5467               /* Overwrite whatever template info was there before, if
5468                  any, with the new template information pertaining to
5469                  the declaration.  */
5470               DECL_TEMPLATE_INFO (old_decl) = new_friend_template_info;
5471
5472               if (TREE_CODE (old_decl) != TEMPLATE_DECL)
5473                 reregister_specialization (new_friend,
5474                                            most_general_template (old_decl),
5475                                            old_decl);
5476               else
5477                 {
5478                   tree t;
5479                   tree new_friend_args;
5480
5481                   DECL_TEMPLATE_INFO (DECL_TEMPLATE_RESULT (old_decl))
5482                     = new_friend_result_template_info;
5483
5484                   new_friend_args = TI_ARGS (new_friend_template_info);
5485                   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl);
5486                        t != NULL_TREE;
5487                        t = TREE_CHAIN (t))
5488                     {
5489                       tree spec = TREE_VALUE (t);
5490
5491                       DECL_TI_ARGS (spec)
5492                         = add_outermost_template_args (new_friend_args,
5493                                                        DECL_TI_ARGS (spec));
5494                     }
5495
5496                   /* Now, since specializations are always supposed to
5497                      hang off of the most general template, we must move
5498                      them.  */
5499                   t = most_general_template (old_decl);
5500                   if (t != old_decl)
5501                     {
5502                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t)
5503                         = chainon (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (t),
5504                                    DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl));
5505                       DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (old_decl) = NULL_TREE;
5506                     }
5507                 }
5508             }
5509
5510           /* The information from NEW_FRIEND has been merged into OLD_DECL
5511              by duplicate_decls.  */
5512           new_friend = old_decl;
5513         }
5514     }
5515   else
5516     {
5517       tree context = DECL_CONTEXT (new_friend);
5518       bool dependent_p;
5519
5520       /* In the code
5521            template <class T> class C {
5522              template <class U> friend void C1<U>::f (); // case 1
5523              friend void C2<T>::f ();                    // case 2
5524            };
5525          we only need to make sure CONTEXT is a complete type for
5526          case 2.  To distinguish between the two cases, we note that
5527          CONTEXT of case 1 remains dependent type after tsubst while
5528          this isn't true for case 2.  */
5529       ++processing_template_decl;
5530       dependent_p = dependent_type_p (context);
5531       --processing_template_decl;
5532
5533       if (!dependent_p
5534           && !complete_type_or_else (context, NULL_TREE))
5535         return error_mark_node;
5536
5537       if (COMPLETE_TYPE_P (context))
5538         {
5539           /* Check to see that the declaration is really present, and,
5540              possibly obtain an improved declaration.  */
5541           tree fn = check_classfn (context,
5542                                    new_friend, NULL_TREE);
5543
5544           if (fn)
5545             new_friend = fn;
5546         }
5547     }
5548
5549   return new_friend;
5550 }
5551
5552 /* FRIEND_TMPL is a friend TEMPLATE_DECL.  ARGS is the vector of
5553    template arguments, as for tsubst.
5554
5555    Returns an appropriate tsubst'd friend type or error_mark_node on
5556    failure.  */
5557
5558 static tree
5559 tsubst_friend_class (tree friend_tmpl, tree args)
5560 {
5561   tree friend_type;
5562   tree tmpl;
5563   tree context;
5564
5565   context = DECL_CONTEXT (friend_tmpl);
5566
5567   if (context)
5568     {
5569       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5570         push_nested_namespace (context);
5571       else
5572         push_nested_class (tsubst (context, args, tf_none, NULL_TREE));
5573     }
5574
5575   /* Look for a class template declaration.  We look for hidden names
5576      because two friend declarations of the same template are the
5577      same.  For example, in:
5578
5579        struct A { 
5580          template <typename> friend class F;
5581        };
5582        template <typename> struct B { 
5583          template <typename> friend class F;
5584        };
5585
5586      both F templates are the same.  */
5587   tmpl = lookup_name_real (DECL_NAME (friend_tmpl), 0, 0,
5588                            /*block_p=*/true, 0, 
5589                            LOOKUP_COMPLAIN | LOOKUP_HIDDEN);
5590
5591   /* But, if we don't find one, it might be because we're in a
5592      situation like this:
5593
5594        template <class T>
5595        struct S {
5596          template <class U>
5597          friend struct S;
5598        };
5599
5600      Here, in the scope of (say) S<int>, `S' is bound to a TYPE_DECL
5601      for `S<int>', not the TEMPLATE_DECL.  */
5602   if (!tmpl || !DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5603     {
5604       tmpl = lookup_name_prefer_type (DECL_NAME (friend_tmpl), 1);
5605       tmpl = maybe_get_template_decl_from_type_decl (tmpl);
5606     }
5607
5608   if (tmpl && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (tmpl))
5609     {
5610       /* The friend template has already been declared.  Just
5611          check to see that the declarations match, and install any new
5612          default parameters.  We must tsubst the default parameters,
5613          of course.  We only need the innermost template parameters
5614          because that is all that redeclare_class_template will look
5615          at.  */
5616       if (TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl))
5617           > TMPL_ARGS_DEPTH (args))
5618         {
5619           tree parms;
5620           parms = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (friend_tmpl),
5621                                          args, tf_warning_or_error);
5622           redeclare_class_template (TREE_TYPE (tmpl), parms);
5623         }
5624
5625       friend_type = TREE_TYPE (tmpl);
5626     }
5627   else
5628     {
5629       /* The friend template has not already been declared.  In this
5630          case, the instantiation of the template class will cause the
5631          injection of this template into the global scope.  */
5632       tmpl = tsubst (friend_tmpl, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
5633       if (tmpl == error_mark_node)
5634         return error_mark_node;
5635
5636       /* The new TMPL is not an instantiation of anything, so we
5637          forget its origins.  We don't reset CLASSTYPE_TI_TEMPLATE for
5638          the new type because that is supposed to be the corresponding
5639          template decl, i.e., TMPL.  */
5640       DECL_USE_TEMPLATE (tmpl) = 0;
5641       DECL_TEMPLATE_INFO (tmpl) = NULL_TREE;
5642       CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (TREE_TYPE (tmpl)) = 0;
5643       CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl))
5644         = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (tmpl)));
5645
5646       /* Inject this template into the global scope.  */
5647       friend_type = TREE_TYPE (pushdecl_top_level_maybe_friend (tmpl, true));
5648     }
5649
5650   if (context)
5651     {
5652       if (TREE_CODE (context) == NAMESPACE_DECL)
5653         pop_nested_namespace (context);
5654       else
5655         pop_nested_class ();
5656     }
5657
5658   return friend_type;
5659 }
5660
5661 /* Returns zero if TYPE cannot be completed later due to circularity.
5662    Otherwise returns one.  */
5663
5664 static int
5665 can_complete_type_without_circularity (tree type)
5666 {
5667   if (type == NULL_TREE || type == error_mark_node)
5668     return 0;
5669   else if (COMPLETE_TYPE_P (type))
5670     return 1;
5671   else if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE && TYPE_DOMAIN (type))
5672     return can_complete_type_without_circularity (TREE_TYPE (type));
5673   else if (CLASS_TYPE_P (type)
5674            && TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
5675     return 0;
5676   else
5677     return 1;
5678 }
5679
5680 tree
5681 instantiate_class_template (tree type)
5682 {
5683   tree template, args, pattern, t, member;
5684   tree typedecl;
5685   tree pbinfo;
5686   tree base_list;
5687
5688   if (type == error_mark_node)
5689     return error_mark_node;
5690
5691   if (TYPE_BEING_DEFINED (type)
5692       || COMPLETE_TYPE_P (type)
5693       || dependent_type_p (type))
5694     return type;
5695
5696   /* Figure out which template is being instantiated.  */
5697   template = most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (type));
5698   gcc_assert (TREE_CODE (template) == TEMPLATE_DECL);
5699
5700   /* Determine what specialization of the original template to
5701      instantiate.  */
5702   t = most_specialized_class (type, template);
5703   if (t == error_mark_node)
5704     {
5705       TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5706       return error_mark_node;
5707     }
5708   else if (t)
5709     {
5710       /* This TYPE is actually an instantiation of a partial
5711          specialization.  We replace the innermost set of ARGS with
5712          the arguments appropriate for substitution.  For example,
5713          given:
5714
5715            template <class T> struct S {};
5716            template <class T> struct S<T*> {};
5717
5718          and supposing that we are instantiating S<int*>, ARGS will
5719          presently be {int*} -- but we need {int}.  */
5720       pattern = TREE_TYPE (t);
5721       args = TREE_PURPOSE (t);
5722     }
5723   else
5724     {
5725       pattern = TREE_TYPE (template);
5726       args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
5727     }
5728
5729   /* If the template we're instantiating is incomplete, then clearly
5730      there's nothing we can do.  */
5731   if (!COMPLETE_TYPE_P (pattern))
5732     return type;
5733
5734   /* If we've recursively instantiated too many templates, stop.  */
5735   if (! push_tinst_level (type))
5736     return type;
5737
5738   /* Now we're really doing the instantiation.  Mark the type as in
5739      the process of being defined.  */
5740   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 1;
5741
5742   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable
5743      it now.  */
5744   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
5745
5746   push_to_top_level ();
5747
5748   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_UNKNOWN (type);
5749
5750   /* Set the input location to the template definition. This is needed
5751      if tsubsting causes an error.  */
5752   typedecl = TYPE_MAIN_DECL (type);
5753   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
5754   in_system_header = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (typedecl);
5755
5756   TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_CONSTRUCTOR (pattern);
5757   TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_NEW_OPERATOR (pattern);
5758   TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (type) = TYPE_HAS_ARRAY_NEW_OPERATOR (pattern);
5759   TYPE_GETS_DELETE (type) = TYPE_GETS_DELETE (pattern);
5760   TYPE_HAS_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_ASSIGN_REF (pattern);
5761   TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_ASSIGN_REF (pattern);
5762   TYPE_HAS_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_INIT_REF (pattern);
5763   TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (type) = TYPE_HAS_CONST_INIT_REF (pattern);
5764   TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (type) = TYPE_HAS_DEFAULT_CONSTRUCTOR (pattern);
5765   TYPE_HAS_CONVERSION (type) = TYPE_HAS_CONVERSION (pattern);
5766   TYPE_PACKED (type) = TYPE_PACKED (pattern);
5767   TYPE_ALIGN (type) = TYPE_ALIGN (pattern);
5768   TYPE_USER_ALIGN (type) = TYPE_USER_ALIGN (pattern);
5769   TYPE_FOR_JAVA (type) = TYPE_FOR_JAVA (pattern); /* For libjava's JArray<T> */
5770   if (ANON_AGGR_TYPE_P (pattern))
5771     SET_ANON_AGGR_TYPE_P (type);
5772   if (CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (pattern))
5773     {
5774       CLASSTYPE_VISIBILITY_SPECIFIED (type) = 1;
5775       CLASSTYPE_VISIBILITY (type) = CLASSTYPE_VISIBILITY (pattern);
5776     }
5777
5778   pbinfo = TYPE_BINFO (pattern);
5779
5780   /* We should never instantiate a nested class before its enclosing
5781      class; we need to look up the nested class by name before we can
5782      instantiate it, and that lookup should instantiate the enclosing
5783      class.  */
5784   gcc_assert (!DECL_CLASS_SCOPE_P (TYPE_MAIN_DECL (pattern))
5785               || COMPLETE_TYPE_P (TYPE_CONTEXT (type))
5786               || TYPE_BEING_DEFINED (TYPE_CONTEXT (type)));
5787
5788   base_list = NULL_TREE;
5789   if (BINFO_N_BASE_BINFOS (pbinfo))
5790     {
5791       tree pbase_binfo;
5792       tree context = TYPE_CONTEXT (type);
5793       tree pushed_scope;
5794       int i;
5795
5796       /* We must enter the scope containing the type, as that is where
5797          the accessibility of types named in dependent bases are
5798          looked up from.  */
5799       pushed_scope = push_scope (context ? context : global_namespace);
5800
5801       /* Substitute into each of the bases to determine the actual
5802          basetypes.  */
5803       for (i = 0; BINFO_BASE_ITERATE (pbinfo, i, pbase_binfo); i++)
5804         {
5805           tree base;
5806           tree access = BINFO_BASE_ACCESS (pbinfo, i);
5807
5808           /* Substitute to figure out the base class.  */
5809           base = tsubst (BINFO_TYPE (pbase_binfo), args, tf_error, NULL_TREE);
5810           if (base == error_mark_node)
5811             continue;
5812
5813           base_list = tree_cons (access, base, base_list);
5814           if (BINFO_VIRTUAL_P (pbase_binfo))
5815             TREE_TYPE (base_list) = integer_type_node;
5816         }
5817
5818       /* The list is now in reverse order; correct that.  */
5819       base_list = nreverse (base_list);
5820
5821       if (pushed_scope)
5822         pop_scope (pushed_scope);
5823     }
5824   /* Now call xref_basetypes to set up all the base-class
5825      information.  */
5826   xref_basetypes (type, base_list);
5827
5828
5829   /* Now that our base classes are set up, enter the scope of the
5830      class, so that name lookups into base classes, etc. will work
5831      correctly.  This is precisely analogous to what we do in
5832      begin_class_definition when defining an ordinary non-template
5833      class.  */
5834   pushclass (type);
5835
5836   /* Now members are processed in the order of declaration.  */
5837   for (member = CLASSTYPE_DECL_LIST (pattern);
5838        member; member = TREE_CHAIN (member))
5839     {
5840       tree t = TREE_VALUE (member);
5841
5842       if (TREE_PURPOSE (member))
5843         {
5844           if (TYPE_P (t))
5845             {
5846               /* Build new CLASSTYPE_NESTED_UTDS.  */
5847
5848               tree newtag;
5849               bool class_template_p;
5850
5851               class_template_p = (TREE_CODE (t) != ENUMERAL_TYPE
5852                                   && TYPE_LANG_SPECIFIC (t)
5853                                   && CLASSTYPE_IS_TEMPLATE (t));
5854               /* If the member is a class template, then -- even after
5855                  substitution -- there may be dependent types in the
5856                  template argument list for the class.  We increment
5857                  PROCESSING_TEMPLATE_DECL so that dependent_type_p, as
5858                  that function will assume that no types are dependent
5859                  when outside of a template.  */
5860               if (class_template_p)
5861                 ++processing_template_decl;
5862               newtag = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5863               if (class_template_p)
5864                 --processing_template_decl;
5865               if (newtag == error_mark_node)
5866                 continue;
5867
5868               if (TREE_CODE (newtag) != ENUMERAL_TYPE)
5869                 {
5870                   tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
5871
5872                   if (class_template_p)
5873                     /* Unfortunately, lookup_template_class sets
5874                        CLASSTYPE_IMPLICIT_INSTANTIATION for a partial
5875                        instantiation (i.e., for the type of a member
5876                        template class nested within a template class.)
5877                        This behavior is required for
5878                        maybe_process_partial_specialization to work
5879                        correctly, but is not accurate in this case;
5880                        the TAG is not an instantiation of anything.
5881                        (The corresponding TEMPLATE_DECL is an
5882                        instantiation, but the TYPE is not.) */
5883                     CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (newtag) = 0;
5884
5885                   /* Now, we call pushtag to put this NEWTAG into the scope of
5886                      TYPE.  We first set up the IDENTIFIER_TYPE_VALUE to avoid
5887                      pushtag calling push_template_decl.  We don't have to do
5888                      this for enums because it will already have been done in
5889                      tsubst_enum.  */
5890                   if (name)
5891                     SET_IDENTIFIER_TYPE_VALUE (name, newtag);
5892                   pushtag (name, newtag, /*tag_scope=*/ts_current);
5893                 }
5894             }
5895           else if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
5896                    || DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t))
5897             {
5898               /* Build new TYPE_METHODS.  */
5899               tree r;
5900
5901               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5902                 ++processing_template_decl;
5903               r = tsubst (t, args, tf_error, NULL_TREE);
5904               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5905                 --processing_template_decl;
5906               set_current_access_from_decl (r);
5907               finish_member_declaration (r);
5908             }
5909           else
5910             {
5911               /* Build new TYPE_FIELDS.  */
5912
5913               if (TREE_CODE (t) != CONST_DECL)
5914                 {
5915                   tree r;
5916
5917                   /* The the file and line for this declaration, to
5918                      assist in error message reporting.  Since we
5919                      called push_tinst_level above, we don't need to
5920                      restore these.  */
5921                   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
5922
5923                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5924                     ++processing_template_decl;
5925                   r = tsubst (t, args, tf_warning_or_error, NULL_TREE);
5926                   if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
5927                     --processing_template_decl;
5928                   if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
5929                     {
5930                       /* In [temp.inst]:
5931
5932                            [t]he initialization (and any associated
5933                            side-effects) of a static data member does
5934                            not occur unless the static data member is
5935                            itself used in a way that requires the
5936                            definition of the static data member to
5937                            exist.
5938
5939                          Therefore, we do not substitute into the
5940                          initialized for the static data member here.  */
5941                       finish_static_data_member_decl
5942                         (r,
5943                          /*init=*/NULL_TREE,
5944                          /*init_const_expr_p=*/false,
5945                          /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
5946                          /*flags=*/0);
5947                       if (DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (r))
5948                         check_static_variable_definition (r, TREE_TYPE (r));
5949                     }
5950                   else if (TREE_CODE (r) == FIELD_DECL)
5951                     {
5952                       /* Determine whether R has a valid type and can be
5953                          completed later.  If R is invalid, then it is
5954                          replaced by error_mark_node so that it will not be
5955                          added to TYPE_FIELDS.  */
5956                       tree rtype = TREE_TYPE (r);
5957                       if (can_complete_type_without_circularity (rtype))
5958                         complete_type (rtype);
5959
5960                       if (!COMPLETE_TYPE_P (rtype))
5961                         {
5962                           cxx_incomplete_type_error (r, rtype);
5963                           r = error_mark_node;
5964                         }
5965                     }
5966
5967                   /* If it is a TYPE_DECL for a class-scoped ENUMERAL_TYPE,
5968                      such a thing will already have been added to the field
5969                      list by tsubst_enum in finish_member_declaration in the
5970                      CLASSTYPE_NESTED_UTDS case above.  */
5971                   if (!(TREE_CODE (r) == TYPE_DECL
5972                         && TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == ENUMERAL_TYPE
5973                         && DECL_ARTIFICIAL (r)))
5974                     {
5975                       set_current_access_from_decl (r);
5976                       finish_member_declaration (r);
5977                     }
5978                 }
5979             }
5980         }
5981       else
5982         {
5983           if (TYPE_P (t) || DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t))
5984             {
5985               /* Build new CLASSTYPE_FRIEND_CLASSES.  */
5986
5987               tree friend_type = t;
5988               bool adjust_processing_template_decl = false;
5989
5990               if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
5991                 {
5992                   /* template <class T> friend class C;  */
5993                   friend_type = tsubst_friend_class (friend_type, args);
5994                   adjust_processing_template_decl = true;
5995                 }
5996               else if (TREE_CODE (friend_type) == UNBOUND_CLASS_TEMPLATE)
5997                 {
5998                   /* template <class T> friend class C::D;  */
5999                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
6000                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
6001                   if (TREE_CODE (friend_type) == TEMPLATE_DECL)
6002                     friend_type = TREE_TYPE (friend_type);
6003                   adjust_processing_template_decl = true;
6004                 }
6005               else if (TREE_CODE (friend_type) == TYPENAME_TYPE)
6006                 {
6007                   /* This could be either
6008
6009                        friend class T::C;
6010
6011                      when dependent_type_p is false or
6012
6013                        template <class U> friend class T::C;
6014
6015                      otherwise.  */
6016                   friend_type = tsubst (friend_type, args,
6017                                         tf_warning_or_error, NULL_TREE);
6018                   /* Bump processing_template_decl for correct
6019                      dependent_type_p calculation.  */
6020                   ++processing_template_decl;
6021                   if (dependent_type_p (friend_type))
6022                     adjust_processing_template_decl = true;
6023                   --processing_template_decl;
6024                 }
6025               else if (!CLASSTYPE_USE_TEMPLATE (friend_type)
6026                        && hidden_name_p (TYPE_NAME (friend_type)))
6027                 {
6028                   /* friend class C;
6029
6030                      where C hasn't been declared yet.  Let's lookup name
6031                      from namespace scope directly, bypassing any name that
6032                      come from dependent base class.  */
6033                   tree ns = decl_namespace_context (TYPE_MAIN_DECL (friend_type));
6034
6035                   /* The call to xref_tag_from_type does injection for friend
6036                      classes.  */
6037                   push_nested_namespace (ns);
6038                   friend_type =
6039                     xref_tag_from_type (friend_type, NULL_TREE,
6040                                         /*tag_scope=*/ts_current);
6041                   pop_nested_namespace (ns);
6042                 }
6043               else if (uses_template_parms (friend_type))
6044                 /* friend class C<T>;  */
6045                 friend_type = tsubst (friend_type, args,
6046                                       tf_warning_or_error, NULL_TREE);
6047               /* Otherwise it's
6048
6049                    friend class C;
6050
6051                  where C is already declared or
6052
6053                    friend class C<int>;
6054
6055                  We don't have to do anything in these cases.  */
6056
6057               if (adjust_processing_template_decl)
6058                 /* Trick make_friend_class into realizing that the friend
6059                    we're adding is a template, not an ordinary class.  It's
6060                    important that we use make_friend_class since it will
6061                    perform some error-checking and output cross-reference
6062                    information.  */
6063                 ++processing_template_decl;
6064
6065               if (friend_type != error_mark_node)
6066                 make_friend_class (type, friend_type, /*complain=*/false);
6067
6068               if (adjust_processing_template_decl)
6069                 --processing_template_decl;
6070             }
6071           else
6072             {
6073               /* Build new DECL_FRIENDLIST.  */
6074               tree r;
6075
6076               /* The the file and line for this declaration, to
6077                  assist in error message reporting.  Since we
6078                  called push_tinst_level above, we don't need to
6079                  restore these.  */
6080               input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6081
6082               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
6083                 {
6084                   ++processing_template_decl;
6085                   push_deferring_access_checks (dk_no_check);
6086                 }
6087
6088               r = tsubst_friend_function (t, args);
6089               add_friend (type, r, /*complain=*/false);
6090               if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_DECL)
6091                 {
6092                   pop_deferring_access_checks ();
6093                   --processing_template_decl;
6094                 }
6095             }
6096         }
6097     }
6098
6099   /* Set the file and line number information to whatever is given for
6100      the class itself.  This puts error messages involving generated
6101      implicit functions at a predictable point, and the same point
6102      that would be used for non-template classes.  */
6103   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (typedecl);
6104
6105   unreverse_member_declarations (type);
6106   finish_struct_1 (type);
6107   TYPE_BEING_DEFINED (type) = 0;
6108
6109   /* Now that the class is complete, instantiate default arguments for
6110      any member functions.  We don't do this earlier because the
6111      default arguments may reference members of the class.  */
6112   if (!PRIMARY_TEMPLATE_P (template))
6113     for (t = TYPE_METHODS (type); t; t = TREE_CHAIN (t))
6114       if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_DECL
6115           /* Implicitly generated member functions will not have template
6116              information; they are not instantiations, but instead are
6117              created "fresh" for each instantiation.  */
6118           && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
6119         tsubst_default_arguments (t);
6120
6121   popclass ();
6122   pop_from_top_level ();
6123   pop_deferring_access_checks ();
6124   pop_tinst_level ();
6125
6126   /* The vtable for a template class can be emitted in any translation
6127      unit in which the class is instantiated.  When there is no key
6128      method, however, finish_struct_1 will already have added TYPE to
6129      the keyed_classes list.  */
6130   if (TYPE_CONTAINS_VPTR_P (type) && CLASSTYPE_KEY_METHOD (type))
6131     keyed_classes = tree_cons (NULL_TREE, type, keyed_classes);
6132
6133   return type;
6134 }
6135
6136 static tree
6137 tsubst_template_arg (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6138 {
6139   tree r;
6140
6141   if (!t)
6142     r = t;
6143   else if (TYPE_P (t))
6144     r = tsubst (t, args, complain, in_decl);
6145   else
6146     {
6147       r = tsubst_expr (t, args, complain, in_decl,
6148                        /*integral_constant_expression_p=*/true);
6149       r = fold_non_dependent_expr (r);
6150     }
6151   return r;
6152 }
6153
6154 /* Substitute ARGS into the vector or list of template arguments T.  */
6155
6156 static tree
6157 tsubst_template_args (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
6158 {
6159   int len = TREE_VEC_LENGTH (t);
6160   int need_new = 0, i;
6161   tree *elts = (tree *) alloca (len * sizeof (tree));
6162
6163   for (i = 0; i < len; i++)
6164     {
6165       tree orig_arg = TREE_VEC_ELT (t, i);
6166       tree new_arg;
6167
6168       if (TREE_CODE (orig_arg) == TREE_VEC)
6169         new_arg = tsubst_template_args (orig_arg, args, complain, in_decl);
6170       else
6171         new_arg = tsubst_template_arg (orig_arg, args, complain, in_decl);
6172
6173       if (new_arg == error_mark_node)
6174         return error_mark_node;
6175
6176       elts[i] = new_arg;
6177       if (new_arg != orig_arg)
6178         need_new = 1;
6179     }
6180
6181   if (!need_new)
6182     return t;
6183
6184   t = make_tree_vec (len);
6185   for (i = 0; i < len; i++)
6186     TREE_VEC_ELT (t, i) = elts[i];
6187
6188   return t;
6189 }
6190
6191 /* Return the result of substituting ARGS into the template parameters
6192    given by PARMS.  If there are m levels of ARGS and m + n levels of
6193    PARMS, then the result will contain n levels of PARMS.  For
6194    example, if PARMS is `template <class T> template <class U>
6195    template <T*, U, class V>' and ARGS is {{int}, {double}} then the
6196    result will be `template <int*, double, class V>'.  */
6197
6198 static tree
6199 tsubst_template_parms (tree parms, tree args, tsubst_flags_t complain)
6200 {
6201   tree r = NULL_TREE;
6202   tree* new_parms;
6203
6204   /* When substituting into a template, we must set
6205      PROCESSING_TEMPLATE_DECL as the template parameters may be
6206      dependent if they are based on one-another, and the dependency
6207      predicates are short-circuit outside of templates.  */
6208   ++processing_template_decl;
6209
6210   for (new_parms = &r;
6211        TMPL_PARMS_DEPTH (parms) > TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6212        new_parms = &(TREE_CHAIN (*new_parms)),
6213          parms = TREE_CHAIN (parms))
6214     {
6215       tree new_vec =
6216         make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (TREE_VALUE (parms)));
6217       int i;
6218
6219       for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (new_vec); ++i)
6220         {
6221           tree tuple;
6222           tree default_value;
6223           tree parm_decl;
6224
6225           if (parms == error_mark_node)
6226             continue;
6227
6228           tuple = TREE_VEC_ELT (TREE_VALUE (parms), i);
6229
6230           if (tuple == error_mark_node)
6231             continue;
6232
6233           default_value = TREE_PURPOSE (tuple);
6234           parm_decl = TREE_VALUE (tuple);
6235
6236           parm_decl = tsubst (parm_decl, args, complain, NULL_TREE);
6237           if (TREE_CODE (parm_decl) == PARM_DECL
6238               && invalid_nontype_parm_type_p (TREE_TYPE (parm_decl), complain))
6239             parm_decl = error_mark_node;
6240           default_value = tsubst_template_arg (default_value, args,
6241                                                complain, NULL_TREE);
6242
6243           tuple = build_tree_list (default_value, parm_decl);
6244           TREE_VEC_ELT (new_vec, i) = tuple;
6245         }
6246
6247       *new_parms =
6248         tree_cons (size_int (TMPL_PARMS_DEPTH (parms)
6249                              - TMPL_ARGS_DEPTH (args)),
6250                    new_vec, NULL_TREE);
6251     }
6252
6253   --processing_template_decl;
6254
6255   return r;
6256 }
6257
6258 /* Substitute the ARGS into the indicated aggregate (or enumeration)
6259    type T.  If T is not an aggregate or enumeration type, it is
6260    handled as if by tsubst.  IN_DECL is as for tsubst.  If
6261    ENTERING_SCOPE is nonzero, T is the context for a template which
6262    we are presently tsubst'ing.  Return the substituted value.  */
6263
6264 static tree
6265 tsubst_aggr_type (tree t,
6266                   tree args,
6267                   tsubst_flags_t complain,
6268                   tree in_decl,
6269                   int entering_scope)
6270 {
6271   if (t == NULL_TREE)
6272     return NULL_TREE;
6273
6274   switch (TREE_CODE (t))
6275     {
6276     case RECORD_TYPE:
6277       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (t))
6278         return tsubst (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6279
6280       /* Else fall through.  */
6281     case ENUMERAL_TYPE:
6282     case UNION_TYPE:
6283       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t))
6284         {
6285           tree argvec;
6286           tree context;
6287           tree r;
6288           bool saved_skip_evaluation;
6289
6290           /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
6291           saved_skip_evaluation = skip_evaluation;
6292           skip_evaluation = false;
6293
6294           /* First, determine the context for the type we are looking
6295              up.  */
6296           context = TYPE_CONTEXT (t);
6297           if (context)
6298             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
6299                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6300
6301           /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
6302              type we are trying to find.  For example, given:
6303
6304                template <class T> struct S;
6305                template <class T, class U> void f(T, U) { S<U> su; }
6306
6307              and supposing that we are instantiating f<int, double>,
6308              then our ARGS will be {int, double}, but, when looking up
6309              S we only want {double}.  */
6310           argvec = tsubst_template_args (TYPE_TI_ARGS (t), args,
6311                                          complain, in_decl);
6312           if (argvec == error_mark_node)
6313             r = error_mark_node;
6314           else
6315             {
6316               r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
6317                                          entering_scope, complain);
6318               r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
6319             }
6320
6321           skip_evaluation = saved_skip_evaluation;
6322
6323           return r;
6324         }
6325       else
6326         /* This is not a template type, so there's nothing to do.  */
6327         return t;
6328
6329     default:
6330       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
6331     }
6332 }
6333
6334 /* Substitute into the default argument ARG (a default argument for
6335    FN), which has the indicated TYPE.  */
6336
6337 tree
6338 tsubst_default_argument (tree fn, tree type, tree arg)
6339 {
6340   tree saved_class_ptr = NULL_TREE;
6341   tree saved_class_ref = NULL_TREE;
6342
6343   /* This default argument came from a template.  Instantiate the
6344      default argument here, not in tsubst.  In the case of
6345      something like:
6346
6347        template <class T>
6348        struct S {
6349          static T t();
6350          void f(T = t());
6351        };
6352
6353      we must be careful to do name lookup in the scope of S<T>,
6354      rather than in the current class.  */
6355   push_access_scope (fn);
6356   /* The "this" pointer is not valid in a default argument.  */
6357   if (cfun)
6358     {
6359       saved_class_ptr = current_class_ptr;
6360       cp_function_chain->x_current_class_ptr = NULL_TREE;
6361       saved_class_ref = current_class_ref;
6362       cp_function_chain->x_current_class_ref = NULL_TREE;
6363     }
6364
6365   push_deferring_access_checks(dk_no_deferred);
6366   /* The default argument expression may cause implicitly defined
6367      member functions to be synthesized, which will result in garbage
6368      collection.  We must treat this situation as if we were within
6369      the body of function so as to avoid collecting live data on the
6370      stack.  */
6371   ++function_depth;
6372   arg = tsubst_expr (arg, DECL_TI_ARGS (fn),
6373                      tf_warning_or_error, NULL_TREE,
6374                      /*integral_constant_expression_p=*/false);
6375   --function_depth;
6376   pop_deferring_access_checks();
6377
6378   /* Restore the "this" pointer.  */
6379   if (cfun)
6380     {
6381       cp_function_chain->x_current_class_ptr = saved_class_ptr;
6382       cp_function_chain->x_current_class_ref = saved_class_ref;
6383     }
6384
6385   pop_access_scope (fn);
6386
6387   /* Make sure the default argument is reasonable.  */
6388   arg = check_default_argument (type, arg);
6389
6390   return arg;
6391 }
6392
6393 /* Substitute into all the default arguments for FN.  */
6394
6395 static void
6396 tsubst_default_arguments (tree fn)
6397 {
6398   tree arg;
6399   tree tmpl_args;
6400
6401   tmpl_args = DECL_TI_ARGS (fn);
6402
6403   /* If this function is not yet instantiated, we certainly don't need
6404      its default arguments.  */
6405   if (uses_template_parms (tmpl_args))
6406     return;
6407
6408   for (arg = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (fn));
6409        arg;
6410        arg = TREE_CHAIN (arg))
6411     if (TREE_PURPOSE (arg))
6412       TREE_PURPOSE (arg) = tsubst_default_argument (fn,
6413                                                     TREE_VALUE (arg),
6414                                                     TREE_PURPOSE (arg));
6415 }
6416
6417 /* Substitute the ARGS into the T, which is a _DECL.  Return the
6418    result of the substitution.  Issue error and warning messages under
6419    control of COMPLAIN.  */
6420
6421 static tree
6422 tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
6423 {
6424   location_t saved_loc;
6425   tree r = NULL_TREE;
6426   tree in_decl = t;
6427
6428   /* Set the filename and linenumber to improve error-reporting.  */
6429   saved_loc = input_location;
6430   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (t);
6431
6432   switch (TREE_CODE (t))
6433     {
6434     case TEMPLATE_DECL:
6435       {
6436         /* We can get here when processing a member function template,
6437            member class template, and template template parameter of
6438            a template class.  */
6439         tree decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (t);
6440         tree spec;
6441         tree tmpl_args;
6442         tree full_args;
6443
6444         if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
6445           {
6446             /* Template template parameter is treated here.  */
6447             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6448             if (new_type == error_mark_node)
6449               return error_mark_node;
6450
6451             r = copy_decl (t);
6452             TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6453             TREE_TYPE (r) = new_type;
6454             DECL_TEMPLATE_RESULT (r)
6455               = build_decl (TYPE_DECL, DECL_NAME (decl), new_type);
6456             DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6457               = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6458                                        complain);
6459             TYPE_NAME (new_type) = r;
6460             break;
6461           }
6462
6463         /* We might already have an instance of this template.
6464            The ARGS are for the surrounding class type, so the
6465            full args contain the tsubst'd args for the context,
6466            plus the innermost args from the template decl.  */
6467         tmpl_args = DECL_CLASS_TEMPLATE_P (t)
6468           ? CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t))
6469           : DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (t));
6470         /* Because this is a template, the arguments will still be
6471            dependent, even after substitution.  If
6472            PROCESSING_TEMPLATE_DECL is not set, the dependency
6473            predicates will short-circuit.  */
6474         ++processing_template_decl;
6475         full_args = tsubst_template_args (tmpl_args, args,
6476                                           complain, in_decl);
6477         --processing_template_decl;
6478         if (full_args == error_mark_node)
6479           return error_mark_node;
6480
6481         /* tsubst_template_args doesn't copy the vector if
6482            nothing changed.  But, *something* should have
6483            changed.  */
6484         gcc_assert (full_args != tmpl_args);
6485
6486         spec = retrieve_specialization (t, full_args,
6487                                         /*class_specializations_p=*/true);
6488         if (spec != NULL_TREE)
6489           {
6490             r = spec;
6491             break;
6492           }
6493
6494         /* Make a new template decl.  It will be similar to the
6495            original, but will record the current template arguments.
6496            We also create a new function declaration, which is just
6497            like the old one, but points to this new template, rather
6498            than the old one.  */
6499         r = copy_decl (t);
6500         gcc_assert (DECL_LANG_SPECIFIC (r) != 0);
6501         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6502
6503         DECL_TEMPLATE_INFO (r) = build_tree_list (t, args);
6504
6505         if (TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
6506           {
6507             tree new_type;
6508             ++processing_template_decl;
6509             new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6510             --processing_template_decl;
6511             if (new_type == error_mark_node)
6512               return error_mark_node;
6513
6514             TREE_TYPE (r) = new_type;
6515             CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (new_type) = r;
6516             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = TYPE_MAIN_DECL (new_type);
6517             DECL_TI_ARGS (r) = CLASSTYPE_TI_ARGS (new_type);
6518             DECL_CONTEXT (r) = TYPE_CONTEXT (new_type);
6519           }
6520         else
6521           {
6522             tree new_decl;
6523             ++processing_template_decl;
6524             new_decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
6525             --processing_template_decl;
6526             if (new_decl == error_mark_node)
6527               return error_mark_node;
6528
6529             DECL_TEMPLATE_RESULT (r) = new_decl;
6530             DECL_TI_TEMPLATE (new_decl) = r;
6531             TREE_TYPE (r) = TREE_TYPE (new_decl);
6532             DECL_TI_ARGS (r) = DECL_TI_ARGS (new_decl);
6533             DECL_CONTEXT (r) = DECL_CONTEXT (new_decl);
6534           }
6535
6536         SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6537         DECL_TEMPLATE_INSTANTIATIONS (r) = NULL_TREE;
6538         DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (r) = NULL_TREE;
6539
6540         /* The template parameters for this new template are all the
6541            template parameters for the old template, except the
6542            outermost level of parameters.  */
6543         DECL_TEMPLATE_PARMS (r)
6544           = tsubst_template_parms (DECL_TEMPLATE_PARMS (t), args,
6545                                    complain);
6546
6547         if (PRIMARY_TEMPLATE_P (t))
6548           DECL_PRIMARY_TEMPLATE (r) = r;
6549
6550         if (TREE_CODE (decl) != TYPE_DECL)
6551           /* Record this non-type partial instantiation.  */
6552           register_specialization (r, t,
6553                                    DECL_TI_ARGS (DECL_TEMPLATE_RESULT (r)),
6554                                    false);
6555       }
6556       break;
6557
6558     case FUNCTION_DECL:
6559       {
6560         tree ctx;
6561         tree argvec = NULL_TREE;
6562         tree *friends;
6563         tree gen_tmpl;
6564         tree type;
6565         int member;
6566         int args_depth;
6567         int parms_depth;
6568
6569         /* Nobody should be tsubst'ing into non-template functions.  */
6570         gcc_assert (DECL_TEMPLATE_INFO (t) != NULL_TREE);
6571
6572         if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (t)) == TEMPLATE_DECL)
6573           {
6574             tree spec;
6575             bool dependent_p;
6576
6577             /* If T is not dependent, just return it.  We have to
6578                increment PROCESSING_TEMPLATE_DECL because
6579                value_dependent_expression_p assumes that nothing is
6580                dependent when PROCESSING_TEMPLATE_DECL is zero.  */
6581             ++processing_template_decl;
6582             dependent_p = value_dependent_expression_p (t);
6583             --processing_template_decl;
6584             if (!dependent_p)
6585               return t;
6586
6587             /* Calculate the most general template of which R is a
6588                specialization, and the complete set of arguments used to
6589                specialize R.  */
6590             gen_tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (t));
6591             argvec = tsubst_template_args (DECL_TI_ARGS
6592                                            (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl)),
6593                                            args, complain, in_decl);
6594
6595             /* Check to see if we already have this specialization.  */
6596             spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec,
6597                                             /*class_specializations_p=*/false);
6598
6599             if (spec)
6600               {
6601                 r = spec;
6602                 break;
6603               }
6604
6605             /* We can see more levels of arguments than parameters if
6606                there was a specialization of a member template, like
6607                this:
6608
6609                  template <class T> struct S { template <class U> void f(); }
6610                  template <> template <class U> void S<int>::f(U);
6611
6612                Here, we'll be substituting into the specialization,
6613                because that's where we can find the code we actually
6614                want to generate, but we'll have enough arguments for
6615                the most general template.
6616
6617                We also deal with the peculiar case:
6618
6619                  template <class T> struct S {
6620                    template <class U> friend void f();
6621                  };
6622                  template <class U> void f() {}
6623                  template S<int>;
6624                  template void f<double>();
6625
6626                Here, the ARGS for the instantiation of will be {int,
6627                double}.  But, we only need as many ARGS as there are
6628                levels of template parameters in CODE_PATTERN.  We are
6629                careful not to get fooled into reducing the ARGS in
6630                situations like:
6631
6632                  template <class T> struct S { template <class U> void f(U); }
6633                  template <class T> template <> void S<T>::f(int) {}
6634
6635                which we can spot because the pattern will be a
6636                specialization in this case.  */
6637             args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
6638             parms_depth =
6639               TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (DECL_TI_TEMPLATE (t)));
6640             if (args_depth > parms_depth
6641                 && !DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
6642               args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
6643           }
6644         else
6645           {
6646             /* This special case arises when we have something like this:
6647
6648                  template <class T> struct S {
6649                    friend void f<int>(int, double);
6650                  };
6651
6652                Here, the DECL_TI_TEMPLATE for the friend declaration
6653                will be an IDENTIFIER_NODE.  We are being called from
6654                tsubst_friend_function, and we want only to create a
6655                new decl (R) with appropriate types so that we can call
6656                determine_specialization.  */
6657             gen_tmpl = NULL_TREE;
6658           }
6659
6660         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6661           {
6662             if (DECL_NAME (t) == constructor_name (DECL_CONTEXT (t)))
6663               member = 2;
6664             else
6665               member = 1;
6666             ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args,
6667                                     complain, t, /*entering_scope=*/1);
6668           }
6669         else
6670           {
6671             member = 0;
6672             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6673           }
6674         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6675         if (type == error_mark_node)
6676           return error_mark_node;
6677
6678         /* We do NOT check for matching decls pushed separately at this
6679            point, as they may not represent instantiations of this
6680            template, and in any case are considered separate under the
6681            discrete model.  */
6682         r = copy_decl (t);
6683         DECL_USE_TEMPLATE (r) = 0;
6684         TREE_TYPE (r) = type;
6685         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
6686         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
6687         SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
6688         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
6689         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
6690
6691         if (member && DECL_CONV_FN_P (r))
6692           /* Type-conversion operator.  Reconstruct the name, in
6693              case it's the name of one of the template's parameters.  */
6694           DECL_NAME (r) = mangle_conv_op_name_for_type (TREE_TYPE (type));
6695
6696         DECL_ARGUMENTS (r) = tsubst (DECL_ARGUMENTS (t), args,
6697                                      complain, t);
6698         DECL_RESULT (r) = NULL_TREE;
6699
6700         TREE_STATIC (r) = 0;
6701         TREE_PUBLIC (r) = TREE_PUBLIC (t);
6702         DECL_EXTERNAL (r) = 1;
6703         /* If this is an instantiation of a function with internal
6704            linkage, we already know what object file linkage will be
6705            assigned to the instantiation.  */
6706         DECL_INTERFACE_KNOWN (r) = !TREE_PUBLIC (r);
6707         DECL_DEFER_OUTPUT (r) = 0;
6708         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6709         DECL_PENDING_INLINE_INFO (r) = 0;
6710         DECL_PENDING_INLINE_P (r) = 0;
6711         DECL_SAVED_TREE (r) = NULL_TREE;
6712         TREE_USED (r) = 0;
6713         if (DECL_CLONED_FUNCTION (r))
6714           {
6715             DECL_CLONED_FUNCTION (r) = tsubst (DECL_CLONED_FUNCTION (t),
6716                                                args, complain, t);
6717             TREE_CHAIN (r) = TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r));
6718             TREE_CHAIN (DECL_CLONED_FUNCTION (r)) = r;
6719           }
6720
6721         /* Set up the DECL_TEMPLATE_INFO for R.  There's no need to do
6722            this in the special friend case mentioned above where
6723            GEN_TMPL is NULL.  */
6724         if (gen_tmpl)
6725           {
6726             DECL_TEMPLATE_INFO (r)
6727               = tree_cons (gen_tmpl, argvec, NULL_TREE);
6728             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
6729             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false);
6730
6731             /* We're not supposed to instantiate default arguments
6732                until they are called, for a template.  But, for a
6733                declaration like:
6734
6735                  template <class T> void f ()
6736                  { extern void g(int i = T()); }
6737
6738                we should do the substitution when the template is
6739                instantiated.  We handle the member function case in
6740                instantiate_class_template since the default arguments
6741                might refer to other members of the class.  */
6742             if (!member
6743                 && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl)
6744                 && !uses_template_parms (argvec))
6745               tsubst_default_arguments (r);
6746           }
6747         else
6748           DECL_TEMPLATE_INFO (r) = NULL_TREE;
6749
6750         /* Copy the list of befriending classes.  */
6751         for (friends = &DECL_BEFRIENDING_CLASSES (r);
6752              *friends;
6753              friends = &TREE_CHAIN (*friends))
6754           {
6755             *friends = copy_node (*friends);
6756             TREE_VALUE (*friends) = tsubst (TREE_VALUE (*friends),
6757                                             args, complain,
6758                                             in_decl);
6759           }
6760
6761         if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r) || DECL_DESTRUCTOR_P (r))
6762           {
6763             maybe_retrofit_in_chrg (r);
6764             if (DECL_CONSTRUCTOR_P (r))
6765               grok_ctor_properties (ctx, r);
6766             /* If this is an instantiation of a member template, clone it.
6767                If it isn't, that'll be handled by
6768                clone_constructors_and_destructors.  */
6769             if (PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
6770               clone_function_decl (r, /*update_method_vec_p=*/0);
6771           }
6772         else if (IDENTIFIER_OPNAME_P (DECL_NAME (r))
6773                  && !grok_op_properties (r, (complain & tf_error) != 0))
6774           return error_mark_node;
6775
6776         if (DECL_FRIEND_P (t) && DECL_FRIEND_CONTEXT (t))
6777           SET_DECL_FRIEND_CONTEXT (r,
6778                                    tsubst (DECL_FRIEND_CONTEXT (t),
6779                                             args, complain, in_decl));
6780
6781         /* Possibly limit visibility based on template args.  */
6782         DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
6783         if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
6784           {
6785             DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
6786             DECL_ATTRIBUTES (r)
6787               = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
6788           }
6789         determine_visibility (r);
6790       }
6791       break;
6792
6793     case PARM_DECL:
6794       {
6795         tree type;
6796
6797         r = copy_node (t);
6798         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
6799           SET_DECL_TEMPLATE_PARM_P (r);
6800
6801         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6802         type = type_decays_to (type);
6803         TREE_TYPE (r) = type;
6804         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6805
6806         if (DECL_INITIAL (r))
6807           {
6808             if (TREE_CODE (DECL_INITIAL (r)) != TEMPLATE_PARM_INDEX)
6809               DECL_INITIAL (r) = TREE_TYPE (r);
6810             else
6811               DECL_INITIAL (r) = tsubst (DECL_INITIAL (r), args,
6812                                          complain, in_decl);
6813           }
6814
6815         DECL_CONTEXT (r) = NULL_TREE;
6816
6817         if (!DECL_TEMPLATE_PARM_P (r))
6818           DECL_ARG_TYPE (r) = type_passed_as (type);
6819         if (TREE_CHAIN (t))
6820           TREE_CHAIN (r) = tsubst (TREE_CHAIN (t), args,
6821                                    complain, TREE_CHAIN (t));
6822       }
6823       break;
6824
6825     case FIELD_DECL:
6826       {
6827         tree type;
6828
6829         r = copy_decl (t);
6830         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6831         if (type == error_mark_node)
6832           return error_mark_node;
6833         TREE_TYPE (r) = type;
6834         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
6835
6836         /* DECL_INITIAL gives the number of bits in a bit-field.  */
6837         DECL_INITIAL (r)
6838           = tsubst_expr (DECL_INITIAL (t), args,
6839                          complain, in_decl,
6840                          /*integral_constant_expression_p=*/true);
6841         /* We don't have to set DECL_CONTEXT here; it is set by
6842            finish_member_declaration.  */
6843         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6844         if (VOID_TYPE_P (type))
6845           error ("instantiation of %q+D as type %qT", r, type);
6846       }
6847       break;
6848
6849     case USING_DECL:
6850       /* We reach here only for member using decls.  */
6851       if (DECL_DEPENDENT_P (t))
6852         {
6853           r = do_class_using_decl
6854             (tsubst_copy (USING_DECL_SCOPE (t), args, complain, in_decl),
6855              tsubst_copy (DECL_NAME (t), args, complain, in_decl));
6856           if (!r)
6857             r = error_mark_node;
6858         }
6859       else
6860         {
6861           r = copy_node (t);
6862           TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
6863         }
6864       break;
6865
6866     case TYPE_DECL:
6867     case VAR_DECL:
6868       {
6869         tree argvec = NULL_TREE;
6870         tree gen_tmpl = NULL_TREE;
6871         tree spec;
6872         tree tmpl = NULL_TREE;
6873         tree ctx;
6874         tree type = NULL_TREE;
6875         bool local_p;
6876
6877         if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
6878           {
6879             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6880             if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
6881                 || t == TYPE_MAIN_DECL (TREE_TYPE (t)))
6882               {
6883                 /* If this is the canonical decl, we don't have to
6884                    mess with instantiations, and often we can't (for
6885                    typename, template type parms and such).  Note that
6886                    TYPE_NAME is not correct for the above test if
6887                    we've copied the type for a typedef.  */
6888                 r = TYPE_NAME (type);
6889                 break;
6890               }
6891           }
6892
6893         /* Check to see if we already have the specialization we
6894            need.  */
6895         spec = NULL_TREE;
6896         if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t) || DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
6897           {
6898             /* T is a static data member or namespace-scope entity.
6899                We have to substitute into namespace-scope variables
6900                (even though such entities are never templates) because
6901                of cases like:
6902                
6903                  template <class T> void f() { extern T t; }
6904
6905                where the entity referenced is not known until
6906                instantiation time.  */
6907             local_p = false;
6908             ctx = DECL_CONTEXT (t);
6909             if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t))
6910               {
6911                 ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
6912                                         complain,
6913                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
6914                 /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
6915                    specialization we want.  That situation occurs when
6916                    referencing a static data member within in its own
6917                    class.  We can use pointer equality, rather than
6918                    same_type_p, because DECL_CONTEXT is always
6919                    canonical.  */
6920                 if (ctx == DECL_CONTEXT (t))
6921                   spec = t;
6922               }
6923
6924             if (!spec)
6925               {
6926                 tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
6927                 gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
6928                 argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
6929                 spec = (retrieve_specialization 
6930                         (gen_tmpl, argvec,
6931                          /*class_specializations_p=*/false));
6932               }
6933           }
6934         else
6935           {
6936             /* A local variable.  */
6937             local_p = true;
6938             /* Subsequent calls to pushdecl will fill this in.  */
6939             ctx = NULL_TREE;
6940             spec = retrieve_local_specialization (t);
6941           }
6942         /* If we already have the specialization we need, there is
6943            nothing more to do.  */ 
6944         if (spec)
6945           {
6946             r = spec;
6947             break;
6948           }
6949
6950         /* Create a new node for the specialization we need.  */
6951         r = copy_decl (t);
6952         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
6953           {
6954             /* Even if the original location is out of scope, the
6955                newly substituted one is not.  */
6956             DECL_DEAD_FOR_LOCAL (r) = 0;
6957             DECL_INITIALIZED_P (r) = 0;
6958             DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (r) = 0;
6959             type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
6960             if (type == error_mark_node)
6961               return error_mark_node;
6962             if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
6963               {
6964                 /* It may seem that this case cannot occur, since:
6965
6966                      typedef void f();
6967                      void g() { f x; }
6968
6969                    declares a function, not a variable.  However:
6970       
6971                      typedef void f();
6972                      template <typename T> void g() { T t; }
6973                      template void g<f>();
6974
6975                    is an attempt to declare a variable with function
6976                    type.  */
6977                 error ("variable %qD has function type",
6978                        /* R is not yet sufficiently initialized, so we
6979                           just use its name.  */
6980                        DECL_NAME (r));
6981                 return error_mark_node;
6982               }
6983             type = complete_type (type);
6984             DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (r)
6985               = DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (t);
6986             type = check_var_type (DECL_NAME (r), type);
6987
6988             if (DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (t))
6989               {
6990                 tree ve = DECL_VALUE_EXPR (t);
6991                 ve = tsubst_expr (ve, args, complain, in_decl,
6992                                   /*constant_expression_p=*/false);
6993                 SET_DECL_VALUE_EXPR (r, ve);
6994               }
6995           }
6996         else if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
6997           SET_DECL_SELF_REFERENCE_P (r);
6998         TREE_TYPE (r) = type;
6999         cp_apply_type_quals_to_decl (cp_type_quals (type), r);
7000         DECL_CONTEXT (r) = ctx;
7001         /* Clear out the mangled name and RTL for the instantiation.  */
7002         SET_DECL_ASSEMBLER_NAME (r, NULL_TREE);
7003         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
7004           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
7005         /* The initializer must not be expanded until it is required;
7006            see [temp.inst].  */
7007         DECL_INITIAL (r) = NULL_TREE;
7008         if (CODE_CONTAINS_STRUCT (TREE_CODE (t), TS_DECL_WRTL))
7009           SET_DECL_RTL (r, NULL_RTX);
7010         DECL_SIZE (r) = DECL_SIZE_UNIT (r) = 0;
7011         if (TREE_CODE (r) == VAR_DECL)
7012           {
7013             /* Possibly limit visibility based on template args.  */
7014             DECL_VISIBILITY (r) = VISIBILITY_DEFAULT;
7015             if (DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (t))
7016               {
7017                 DECL_VISIBILITY_SPECIFIED (r) = 0;
7018                 DECL_ATTRIBUTES (r)
7019                   = remove_attribute ("visibility", DECL_ATTRIBUTES (r));
7020               }
7021             determine_visibility (r);
7022           }
7023
7024         if (!local_p)
7025           {
7026             /* A static data member declaration is always marked
7027                external when it is declared in-class, even if an
7028                initializer is present.  We mimic the non-template
7029                processing here.  */
7030             DECL_EXTERNAL (r) = 1;
7031
7032             register_specialization (r, gen_tmpl, argvec, false);
7033             DECL_TEMPLATE_INFO (r) = tree_cons (tmpl, argvec, NULL_TREE);
7034             SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (r);
7035           }
7036         else
7037           register_local_specialization (r, t);
7038
7039         TREE_CHAIN (r) = NULL_TREE;
7040         layout_decl (r, 0);
7041       }
7042       break;
7043
7044     default:
7045       gcc_unreachable ();
7046     }
7047
7048   /* Restore the file and line information.  */
7049   input_location = saved_loc;
7050
7051   return r;
7052 }
7053
7054 /* Substitute into the ARG_TYPES of a function type.  */
7055
7056 static tree
7057 tsubst_arg_types (tree arg_types,
7058                   tree args,
7059                   tsubst_flags_t complain,
7060                   tree in_decl)
7061 {
7062   tree remaining_arg_types;
7063   tree type;
7064   tree default_arg;
7065   tree result = NULL_TREE;
7066
7067   if (!arg_types || arg_types == void_list_node)
7068     return arg_types;
7069
7070   remaining_arg_types = tsubst_arg_types (TREE_CHAIN (arg_types),
7071                                           args, complain, in_decl);
7072   if (remaining_arg_types == error_mark_node)
7073     return error_mark_node;
7074
7075   type = tsubst (TREE_VALUE (arg_types), args, complain, in_decl);
7076   if (type == error_mark_node)
7077     return error_mark_node;
7078   if (VOID_TYPE_P (type))
7079     {
7080       if (complain & tf_error)
7081         {
7082           error ("invalid parameter type %qT", type);
7083           if (in_decl)
7084             error ("in declaration %q+D", in_decl);
7085         }
7086       return error_mark_node;
7087     }
7088
7089   /* Do array-to-pointer, function-to-pointer conversion, and ignore
7090      top-level qualifiers as required.  */
7091   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type_decays_to (type));
7092
7093   /* We do not substitute into default arguments here.  The standard
7094      mandates that they be instantiated only when needed, which is
7095      done in build_over_call.  */
7096   default_arg = TREE_PURPOSE (arg_types);
7097
7098   if (default_arg && TREE_CODE (default_arg) == DEFAULT_ARG)
7099     {
7100       /* We've instantiated a template before its default arguments
7101          have been parsed.  This can happen for a nested template
7102          class, and is not an error unless we require the default
7103          argument in a call of this function.  */
7104       result = tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
7105       VEC_safe_push (tree, gc, DEFARG_INSTANTIATIONS (default_arg), result);
7106     }
7107   else
7108     result = hash_tree_cons (default_arg, type, remaining_arg_types);
7109
7110   return result;
7111 }
7112
7113 /* Substitute into a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  This routine does
7114    *not* handle the exception-specification for FNTYPE, because the
7115    initial substitution of explicitly provided template parameters
7116    during argument deduction forbids substitution into the
7117    exception-specification:
7118
7119      [temp.deduct]
7120
7121      All references in the function type of the function template to  the
7122      corresponding template parameters are replaced by the specified tem-
7123      plate argument values.  If a substitution in a template parameter or
7124      in  the function type of the function template results in an invalid
7125      type, type deduction fails.  [Note: The equivalent  substitution  in
7126      exception specifications is done only when the function is instanti-
7127      ated, at which point a program is  ill-formed  if  the  substitution
7128      results in an invalid type.]  */
7129
7130 static tree
7131 tsubst_function_type (tree t,
7132                       tree args,
7133                       tsubst_flags_t complain,
7134                       tree in_decl)
7135 {
7136   tree return_type;
7137   tree arg_types;
7138   tree fntype;
7139
7140   /* The TYPE_CONTEXT is not used for function/method types.  */
7141   gcc_assert (TYPE_CONTEXT (t) == NULL_TREE);
7142
7143   /* Substitute the return type.  */
7144   return_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
7145   if (return_type == error_mark_node)
7146     return error_mark_node;
7147   /* The standard does not presently indicate that creation of a
7148      function type with an invalid return type is a deduction failure.
7149      However, that is clearly analogous to creating an array of "void"
7150      or a reference to a reference.  This is core issue #486.  */
7151   if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE
7152       || TREE_CODE (return_type) == FUNCTION_TYPE)
7153     {
7154       if (complain & tf_error)
7155         {
7156           if (TREE_CODE (return_type) == ARRAY_TYPE)
7157             error ("function returning an array");
7158           else
7159             error ("function returning a function");
7160         }
7161       return error_mark_node;
7162     }
7163
7164   /* Substitute the argument types.  */
7165   arg_types = tsubst_arg_types (TYPE_ARG_TYPES (t), args,
7166                                 complain, in_decl);
7167   if (arg_types == error_mark_node)
7168     return error_mark_node;
7169
7170   /* Construct a new type node and return it.  */
7171   if (TREE_CODE (t) == FUNCTION_TYPE)
7172     fntype = build_function_type (return_type, arg_types);
7173   else
7174     {
7175       tree r = TREE_TYPE (TREE_VALUE (arg_types));
7176       if (! IS_AGGR_TYPE (r))
7177         {
7178           /* [temp.deduct]
7179
7180              Type deduction may fail for any of the following
7181              reasons:
7182
7183              -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7184              is not a class type.  */
7185           if (complain & tf_error)
7186             error ("creating pointer to member function of non-class type %qT",
7187                       r);
7188           return error_mark_node;
7189         }
7190
7191       fntype = build_method_type_directly (r, return_type,
7192                                            TREE_CHAIN (arg_types));
7193     }
7194   fntype = cp_build_qualified_type_real (fntype, TYPE_QUALS (t), complain);
7195   fntype = cp_build_type_attribute_variant (fntype, TYPE_ATTRIBUTES (t));
7196
7197   return fntype;
7198 }
7199
7200 /* FNTYPE is a FUNCTION_TYPE or METHOD_TYPE.  Substitute the template
7201    ARGS into that specification, and return the substituted
7202    specification.  If there is no specification, return NULL_TREE.  */
7203
7204 static tree
7205 tsubst_exception_specification (tree fntype,
7206                                 tree args,
7207                                 tsubst_flags_t complain,
7208                                 tree in_decl)
7209 {
7210   tree specs;
7211   tree new_specs;
7212
7213   specs = TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (fntype);
7214   new_specs = NULL_TREE;
7215   if (specs)
7216     {
7217       if (! TREE_VALUE (specs))
7218         new_specs = specs;
7219       else
7220         while (specs)
7221           {
7222             tree spec;
7223             spec = tsubst (TREE_VALUE (specs), args, complain, in_decl);
7224             if (spec == error_mark_node)
7225               return spec;
7226             new_specs = add_exception_specifier (new_specs, spec, complain);
7227             specs = TREE_CHAIN (specs);
7228           }
7229     }
7230   return new_specs;
7231 }
7232
7233 /* Take the tree structure T and replace template parameters used
7234    therein with the argument vector ARGS.  IN_DECL is an associated
7235    decl for diagnostics.  If an error occurs, returns ERROR_MARK_NODE.
7236    Issue error and warning messages under control of COMPLAIN.  Note
7237    that we must be relatively non-tolerant of extensions here, in
7238    order to preserve conformance; if we allow substitutions that
7239    should not be allowed, we may allow argument deductions that should
7240    not succeed, and therefore report ambiguous overload situations
7241    where there are none.  In theory, we could allow the substitution,
7242    but indicate that it should have failed, and allow our caller to
7243    make sure that the right thing happens, but we don't try to do this
7244    yet.
7245
7246    This function is used for dealing with types, decls and the like;
7247    for expressions, use tsubst_expr or tsubst_copy.  */
7248
7249 static tree
7250 tsubst (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7251 {
7252   tree type, r;
7253
7254   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node
7255       || t == integer_type_node
7256       || t == void_type_node
7257       || t == char_type_node
7258       || t == unknown_type_node
7259       || TREE_CODE (t) == NAMESPACE_DECL)
7260     return t;
7261
7262   if (DECL_P (t))
7263     return tsubst_decl (t, args, complain);
7264
7265   if (TREE_CODE (t) == IDENTIFIER_NODE)
7266     type = IDENTIFIER_TYPE_VALUE (t);
7267   else
7268     type = TREE_TYPE (t);
7269
7270   gcc_assert (type != unknown_type_node);
7271
7272   if (type
7273       && TREE_CODE (t) != TYPENAME_TYPE
7274       && TREE_CODE (t) != IDENTIFIER_NODE
7275       && TREE_CODE (t) != FUNCTION_TYPE
7276       && TREE_CODE (t) != METHOD_TYPE)
7277     type = tsubst (type, args, complain, in_decl);
7278   if (type == error_mark_node)
7279     return error_mark_node;
7280
7281   switch (TREE_CODE (t))
7282     {
7283     case RECORD_TYPE:
7284     case UNION_TYPE:
7285     case ENUMERAL_TYPE:
7286       return tsubst_aggr_type (t, args, complain, in_decl,
7287                                /*entering_scope=*/0);
7288
7289     case ERROR_MARK:
7290     case IDENTIFIER_NODE:
7291     case VOID_TYPE:
7292     case REAL_TYPE:
7293     case COMPLEX_TYPE:
7294     case VECTOR_TYPE:
7295     case BOOLEAN_TYPE:
7296     case INTEGER_CST:
7297     case REAL_CST:
7298     case STRING_CST:
7299       return t;
7300
7301     case INTEGER_TYPE:
7302       if (t == integer_type_node)
7303         return t;
7304
7305       if (TREE_CODE (TYPE_MIN_VALUE (t)) == INTEGER_CST
7306           && TREE_CODE (TYPE_MAX_VALUE (t)) == INTEGER_CST)
7307         return t;
7308
7309       {
7310         tree max, omax = TREE_OPERAND (TYPE_MAX_VALUE (t), 0);
7311
7312         max = tsubst_expr (omax, args, complain, in_decl,
7313                            /*integral_constant_expression_p=*/false);
7314         max = fold_decl_constant_value (max);
7315
7316         if (TREE_CODE (max) != INTEGER_CST 
7317             && TREE_CODE (max) != TEMPLATE_PARM_INDEX
7318             && !at_function_scope_p ())
7319           {
7320             if (complain & tf_error)
7321               error ("array bound is not an integer constant");
7322             return error_mark_node;
7323           }
7324
7325         /* [temp.deduct]
7326
7327            Type deduction may fail for any of the following
7328            reasons:
7329
7330              Attempting to create an array with a size that is
7331              zero or negative.  */
7332         if (integer_zerop (max) && !(complain & tf_error))
7333           /* We must fail if performing argument deduction (as
7334              indicated by the state of complain), so that
7335              another substitution can be found.  */
7336           return error_mark_node;
7337         else if (TREE_CODE (max) == INTEGER_CST
7338                  && INT_CST_LT (max, integer_zero_node))
7339           {
7340             if (complain & tf_error)
7341               error ("creating array with negative size (%qE)", max);
7342
7343             return error_mark_node;
7344           }
7345
7346         return compute_array_index_type (NULL_TREE, max);
7347       }
7348
7349     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7350     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7351     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7352     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7353       {
7354         int idx;
7355         int level;
7356         int levels;
7357         tree arg = NULL_TREE;
7358
7359         r = NULL_TREE;
7360
7361         gcc_assert (TREE_VEC_LENGTH (args) > 0);
7362         if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7363             || TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
7364             || TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7365           {
7366             idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (t);
7367             level = TEMPLATE_TYPE_LEVEL (t);
7368           }
7369         else
7370           {
7371             idx = TEMPLATE_PARM_IDX (t);
7372             level = TEMPLATE_PARM_LEVEL (t);
7373           }
7374
7375         levels = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
7376         if (level <= levels)
7377           arg = TMPL_ARG (args, level, idx);
7378
7379         if (arg == error_mark_node)
7380           return error_mark_node;
7381         else if (arg != NULL_TREE)
7382           {
7383             if (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
7384               {
7385                 int quals;
7386                 gcc_assert (TYPE_P (arg));
7387
7388                 /* cv-quals from the template are discarded when
7389                    substituting in a function or reference type.  */
7390                 if (TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
7391                     || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE
7392                     || TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE)
7393                   quals = cp_type_quals (arg);
7394                 else
7395                   quals = cp_type_quals (arg) | cp_type_quals (t);
7396                   
7397                 return cp_build_qualified_type_real
7398                   (arg, quals, complain | tf_ignore_bad_quals);
7399               }
7400             else if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7401               {
7402                 /* We are processing a type constructed from a
7403                    template template parameter.  */
7404                 tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t),
7405                                       args, complain, in_decl);
7406                 if (argvec == error_mark_node)
7407                   return error_mark_node;
7408
7409                 /* We can get a TEMPLATE_TEMPLATE_PARM here when we
7410                    are resolving nested-types in the signature of a
7411                    member function templates.  Otherwise ARG is a
7412                    TEMPLATE_DECL and is the real template to be
7413                    instantiated.  */
7414                 if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7415                   arg = TYPE_NAME (arg);
7416
7417                 r = lookup_template_class (arg,
7418                                            argvec, in_decl,
7419                                            DECL_CONTEXT (arg),
7420                                             /*entering_scope=*/0,
7421                                            complain);
7422                 return cp_build_qualified_type_real
7423                   (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7424               }
7425             else
7426               /* TEMPLATE_TEMPLATE_PARM or TEMPLATE_PARM_INDEX.  */
7427               return arg;
7428           }
7429
7430         if (level == 1)
7431           /* This can happen during the attempted tsubst'ing in
7432              unify.  This means that we don't yet have any information
7433              about the template parameter in question.  */
7434           return t;
7435
7436         /* If we get here, we must have been looking at a parm for a
7437            more deeply nested template.  Make a new version of this
7438            template parameter, but with a lower level.  */
7439         switch (TREE_CODE (t))
7440           {
7441           case TEMPLATE_TYPE_PARM:
7442           case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7443           case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
7444             if (cp_type_quals (t))
7445               {
7446                 r = tsubst (TYPE_MAIN_VARIANT (t), args, complain, in_decl);
7447                 r = cp_build_qualified_type_real
7448                   (r, cp_type_quals (t),
7449                    complain | (TREE_CODE (t) == TEMPLATE_TYPE_PARM
7450                                ? tf_ignore_bad_quals : 0));
7451               }
7452             else
7453               {
7454                 r = copy_type (t);
7455                 TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (r)
7456                   = reduce_template_parm_level (TEMPLATE_TYPE_PARM_INDEX (t),
7457                                                 r, levels);
7458                 TYPE_STUB_DECL (r) = TYPE_NAME (r) = TEMPLATE_TYPE_DECL (r);
7459                 TYPE_MAIN_VARIANT (r) = r;
7460                 TYPE_POINTER_TO (r) = NULL_TREE;
7461                 TYPE_REFERENCE_TO (r) = NULL_TREE;
7462
7463                 if (TREE_CODE (t) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
7464                   {
7465                     tree argvec = tsubst (TYPE_TI_ARGS (t), args,
7466                                           complain, in_decl);
7467                     if (argvec == error_mark_node)
7468                       return error_mark_node;
7469
7470                     TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_TEMPLATE_INFO (r)
7471                       = tree_cons (TYPE_TI_TEMPLATE (t), argvec, NULL_TREE);
7472                   }
7473               }
7474             break;
7475
7476           case TEMPLATE_PARM_INDEX:
7477             r = reduce_template_parm_level (t, type, levels);
7478             break;
7479
7480           default:
7481             gcc_unreachable ();
7482           }
7483
7484         return r;
7485       }
7486
7487     case TREE_LIST:
7488       {
7489         tree purpose, value, chain;
7490
7491         if (t == void_list_node)
7492           return t;
7493
7494         purpose = TREE_PURPOSE (t);
7495         if (purpose)
7496           {
7497             purpose = tsubst (purpose, args, complain, in_decl);
7498             if (purpose == error_mark_node)
7499               return error_mark_node;
7500           }
7501         value = TREE_VALUE (t);
7502         if (value)
7503           {
7504             value = tsubst (value, args, complain, in_decl);
7505             if (value == error_mark_node)
7506               return error_mark_node;
7507           }
7508         chain = TREE_CHAIN (t);
7509         if (chain && chain != void_type_node)
7510           {
7511             chain = tsubst (chain, args, complain, in_decl);
7512             if (chain == error_mark_node)
7513               return error_mark_node;
7514           }
7515         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
7516             && value == TREE_VALUE (t)
7517             && chain == TREE_CHAIN (t))
7518           return t;
7519         return hash_tree_cons (purpose, value, chain);
7520       }
7521
7522     case TREE_BINFO:
7523       /* We should never be tsubsting a binfo.  */
7524       gcc_unreachable ();
7525
7526     case TREE_VEC:
7527       /* A vector of template arguments.  */
7528       gcc_assert (!type);
7529       return tsubst_template_args (t, args, complain, in_decl);
7530
7531     case POINTER_TYPE:
7532     case REFERENCE_TYPE:
7533       {
7534         enum tree_code code;
7535
7536         if (type == TREE_TYPE (t) && TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE)
7537           return t;
7538
7539         code = TREE_CODE (t);
7540
7541
7542         /* [temp.deduct]
7543
7544            Type deduction may fail for any of the following
7545            reasons:
7546
7547            -- Attempting to create a pointer to reference type.
7548            -- Attempting to create a reference to a reference type or
7549               a reference to void.  */
7550         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE
7551             || (code == REFERENCE_TYPE && TREE_CODE (type) == VOID_TYPE))
7552           {
7553             static location_t last_loc;
7554
7555             /* We keep track of the last time we issued this error
7556                message to avoid spewing a ton of messages during a
7557                single bad template instantiation.  */
7558             if (complain & tf_error
7559 #ifdef USE_MAPPED_LOCATION
7560                 && last_loc != input_location
7561 #else
7562                 && (last_loc.line != input_line
7563                     || last_loc.file != input_filename)
7564 #endif
7565                   )
7566               {
7567                 if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7568                   error ("forming reference to void");
7569                 else
7570                   error ("forming %s to reference type %qT",
7571                          (code == POINTER_TYPE) ? "pointer" : "reference",
7572                          type);
7573                 last_loc = input_location;
7574               }
7575
7576             return error_mark_node;
7577           }
7578         else if (code == POINTER_TYPE)
7579           {
7580             r = build_pointer_type (type);
7581             if (TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
7582               r = build_ptrmemfunc_type (r);
7583           }
7584         else
7585           r = build_reference_type (type);
7586         r = cp_build_qualified_type_real (r, TYPE_QUALS (t), complain);
7587
7588         if (r != error_mark_node)
7589           /* Will this ever be needed for TYPE_..._TO values?  */
7590           layout_type (r);
7591
7592         return r;
7593       }
7594     case OFFSET_TYPE:
7595       {
7596         r = tsubst (TYPE_OFFSET_BASETYPE (t), args, complain, in_decl);
7597         if (r == error_mark_node || !IS_AGGR_TYPE (r))
7598           {
7599             /* [temp.deduct]
7600
7601                Type deduction may fail for any of the following
7602                reasons:
7603
7604                -- Attempting to create "pointer to member of T" when T
7605                   is not a class type.  */
7606             if (complain & tf_error)
7607               error ("creating pointer to member of non-class type %qT", r);
7608             return error_mark_node;
7609           }
7610         if (TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7611           {
7612             if (complain & tf_error)
7613               error ("creating pointer to member reference type %qT", type);
7614             return error_mark_node;
7615           }
7616         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE)
7617           {
7618             if (complain & tf_error)
7619               error ("creating pointer to member of type void");
7620             return error_mark_node;
7621           }
7622         gcc_assert (TREE_CODE (type) != METHOD_TYPE);
7623         if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE)
7624           {
7625             /* The type of the implicit object parameter gets its
7626                cv-qualifiers from the FUNCTION_TYPE. */
7627             tree method_type;
7628             tree this_type = cp_build_qualified_type (TYPE_MAIN_VARIANT (r),
7629                                                       cp_type_quals (type));
7630             tree memptr;
7631             method_type = build_method_type_directly (this_type,
7632                                                       TREE_TYPE (type),
7633                                                       TYPE_ARG_TYPES (type));
7634             memptr = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (method_type));
7635             return cp_build_qualified_type_real (memptr, cp_type_quals (t),
7636                                                  complain);
7637           }
7638         else
7639           return cp_build_qualified_type_real (build_ptrmem_type (r, type),
7640                                                TYPE_QUALS (t),
7641                                                complain);
7642       }
7643     case FUNCTION_TYPE:
7644     case METHOD_TYPE:
7645       {
7646         tree fntype;
7647         tree specs;
7648         fntype = tsubst_function_type (t, args, complain, in_decl);
7649         if (fntype == error_mark_node)
7650           return error_mark_node;
7651
7652         /* Substitute the exception specification.  */
7653         specs = tsubst_exception_specification (t, args, complain,
7654                                                 in_decl);
7655         if (specs == error_mark_node)
7656           return error_mark_node;
7657         if (specs)
7658           fntype = build_exception_variant (fntype, specs);
7659         return fntype;
7660       }
7661     case ARRAY_TYPE:
7662       {
7663         tree domain = tsubst (TYPE_DOMAIN (t), args, complain, in_decl);
7664         if (domain == error_mark_node)
7665           return error_mark_node;
7666
7667         /* As an optimization, we avoid regenerating the array type if
7668            it will obviously be the same as T.  */
7669         if (type == TREE_TYPE (t) && domain == TYPE_DOMAIN (t))
7670           return t;
7671
7672         /* These checks should match the ones in grokdeclarator.
7673
7674            [temp.deduct]
7675
7676            The deduction may fail for any of the following reasons:
7677
7678            -- Attempting to create an array with an element type that
7679               is void, a function type, or a reference type, or [DR337]
7680               an abstract class type.  */
7681         if (TREE_CODE (type) == VOID_TYPE
7682             || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
7683             || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
7684           {
7685             if (complain & tf_error)
7686               error ("creating array of %qT", type);
7687             return error_mark_node;
7688           }
7689         if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_PURE_VIRTUALS (type))
7690           {
7691             if (complain & tf_error)
7692               error ("creating array of %qT, which is an abstract class type",
7693                      type);
7694             return error_mark_node;
7695           }
7696
7697         r = build_cplus_array_type (type, domain);
7698         return r;
7699       }
7700
7701     case PLUS_EXPR:
7702     case MINUS_EXPR:
7703       {
7704         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7705         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7706
7707         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7708           return error_mark_node;
7709
7710         return fold_build2 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e1, e2);
7711       }
7712
7713     case NEGATE_EXPR:
7714     case NOP_EXPR:
7715       {
7716         tree e = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7717         if (e == error_mark_node)
7718           return error_mark_node;
7719
7720         return fold_build1 (TREE_CODE (t), TREE_TYPE (t), e);
7721       }
7722
7723     case TYPENAME_TYPE:
7724       {
7725         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7726                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7727         tree f = tsubst_copy (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (t), args,
7728                               complain, in_decl);
7729
7730         if (ctx == error_mark_node || f == error_mark_node)
7731           return error_mark_node;
7732
7733         if (!IS_AGGR_TYPE (ctx))
7734           {
7735             if (complain & tf_error)
7736               error ("%qT is not a class, struct, or union type", ctx);
7737             return error_mark_node;
7738           }
7739         else if (!uses_template_parms (ctx) && !TYPE_BEING_DEFINED (ctx))
7740           {
7741             /* Normally, make_typename_type does not require that the CTX
7742                have complete type in order to allow things like:
7743
7744                  template <class T> struct S { typename S<T>::X Y; };
7745
7746                But, such constructs have already been resolved by this
7747                point, so here CTX really should have complete type, unless
7748                it's a partial instantiation.  */
7749             ctx = complete_type (ctx);
7750             if (!COMPLETE_TYPE_P (ctx))
7751               {
7752                 if (complain & tf_error)
7753                   cxx_incomplete_type_error (NULL_TREE, ctx);
7754                 return error_mark_node;
7755               }
7756           }
7757
7758         f = make_typename_type (ctx, f, typename_type,
7759                                 (complain & tf_error) | tf_keep_type_decl);
7760         if (f == error_mark_node)
7761           return f;
7762         if (TREE_CODE (f) == TYPE_DECL)
7763           {
7764             complain |= tf_ignore_bad_quals;
7765             f = TREE_TYPE (f);
7766           }
7767
7768         if (TREE_CODE (f) != TYPENAME_TYPE)
7769           {
7770             if (TYPENAME_IS_ENUM_P (t) && TREE_CODE (f) != ENUMERAL_TYPE)
7771               error ("%qT resolves to %qT, which is not an enumeration type",
7772                      t, f);
7773             else if (TYPENAME_IS_CLASS_P (t) && !CLASS_TYPE_P (f))
7774               error ("%qT resolves to %qT, which is is not a class type",
7775                      t, f);
7776           }
7777
7778         return cp_build_qualified_type_real
7779           (f, cp_type_quals (f) | cp_type_quals (t), complain);
7780       }
7781
7782     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
7783       {
7784         tree ctx = tsubst_aggr_type (TYPE_CONTEXT (t), args, complain,
7785                                      in_decl, /*entering_scope=*/1);
7786         tree name = TYPE_IDENTIFIER (t);
7787         tree parm_list = DECL_TEMPLATE_PARMS (TYPE_NAME (t));
7788
7789         if (ctx == error_mark_node || name == error_mark_node)
7790           return error_mark_node;
7791
7792         if (parm_list)
7793           parm_list = tsubst_template_parms (parm_list, args, complain);
7794         return make_unbound_class_template (ctx, name, parm_list, complain);
7795       }
7796
7797     case INDIRECT_REF:
7798     case ADDR_EXPR:
7799     case CALL_EXPR:
7800       gcc_unreachable ();
7801
7802     case ARRAY_REF:
7803       {
7804         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7805         tree e2 = tsubst_expr (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl,
7806                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
7807         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7808           return error_mark_node;
7809
7810         return build_nt (ARRAY_REF, e1, e2, NULL_TREE, NULL_TREE);
7811       }
7812
7813     case SCOPE_REF:
7814       {
7815         tree e1 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
7816         tree e2 = tsubst (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl);
7817         if (e1 == error_mark_node || e2 == error_mark_node)
7818           return error_mark_node;
7819
7820         return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
7821                                      e1, e2, QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
7822       }
7823
7824     case TYPEOF_TYPE:
7825       {
7826         tree type;
7827
7828         type = finish_typeof (tsubst_expr 
7829                               (TYPEOF_TYPE_EXPR (t), args,
7830                                complain, in_decl,
7831                                /*integral_constant_expression_p=*/false));
7832         return cp_build_qualified_type_real (type,
7833                                              cp_type_quals (t)
7834                                              | cp_type_quals (type),
7835                                              complain);
7836       }
7837
7838     default:
7839       sorry ("use of %qs in template",
7840              tree_code_name [(int) TREE_CODE (t)]);
7841       return error_mark_node;
7842     }
7843 }
7844
7845 /* Like tsubst_expr for a BASELINK.  OBJECT_TYPE, if non-NULL, is the
7846    type of the expression on the left-hand side of the "." or "->"
7847    operator.  */
7848
7849 static tree
7850 tsubst_baselink (tree baselink, tree object_type,
7851                  tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
7852 {
7853     tree name;
7854     tree qualifying_scope;
7855     tree fns;
7856     tree optype;
7857     tree template_args = 0;
7858     bool template_id_p = false;
7859
7860     /* A baselink indicates a function from a base class.  Both the
7861        BASELINK_ACCESS_BINFO and the base class referenced may
7862        indicate bases of the template class, rather than the
7863        instantiated class.  In addition, lookups that were not
7864        ambiguous before may be ambiguous now.  Therefore, we perform
7865        the lookup again.  */
7866     qualifying_scope = BINFO_TYPE (BASELINK_ACCESS_BINFO (baselink));
7867     qualifying_scope = tsubst (qualifying_scope, args,
7868                                complain, in_decl);
7869     fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7870     optype = BASELINK_OPTYPE (baselink);
7871     if (TREE_CODE (fns) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7872       {
7873         template_id_p = true;
7874         template_args = TREE_OPERAND (fns, 1);
7875         fns = TREE_OPERAND (fns, 0);
7876         if (template_args)
7877           template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7878                                                 complain, in_decl);
7879       }
7880     name = DECL_NAME (get_first_fn (fns));
7881     baselink = lookup_fnfields (qualifying_scope, name, /*protect=*/1);
7882
7883     /* If lookup found a single function, mark it as used at this
7884        point.  (If it lookup found multiple functions the one selected
7885        later by overload resolution will be marked as used at that
7886        point.)  */
7887     if (BASELINK_P (baselink))
7888       fns = BASELINK_FUNCTIONS (baselink);
7889     if (!template_id_p && !really_overloaded_fn (fns))
7890       mark_used (OVL_CURRENT (fns));
7891
7892     /* Add back the template arguments, if present.  */
7893     if (BASELINK_P (baselink) && template_id_p)
7894       BASELINK_FUNCTIONS (baselink)
7895         = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR,
7896                     BASELINK_FUNCTIONS (baselink),
7897                     template_args);
7898     /* Update the conversion operator type.  */
7899     BASELINK_OPTYPE (baselink) 
7900       = tsubst (optype, args, complain, in_decl);
7901
7902     if (!object_type)
7903       object_type = current_class_type;
7904     return adjust_result_of_qualified_name_lookup (baselink,
7905                                                    qualifying_scope,
7906                                                    object_type);
7907 }
7908
7909 /* Like tsubst_expr for a SCOPE_REF, given by QUALIFIED_ID.  DONE is
7910    true if the qualified-id will be a postfix-expression in-and-of
7911    itself; false if more of the postfix-expression follows the
7912    QUALIFIED_ID.  ADDRESS_P is true if the qualified-id is the operand
7913    of "&".  */
7914
7915 static tree
7916 tsubst_qualified_id (tree qualified_id, tree args,
7917                      tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
7918                      bool done, bool address_p)
7919 {
7920   tree expr;
7921   tree scope;
7922   tree name;
7923   bool is_template;
7924   tree template_args;
7925
7926   gcc_assert (TREE_CODE (qualified_id) == SCOPE_REF);
7927
7928   /* Figure out what name to look up.  */
7929   name = TREE_OPERAND (qualified_id, 1);
7930   if (TREE_CODE (name) == TEMPLATE_ID_EXPR)
7931     {
7932       is_template = true;
7933       template_args = TREE_OPERAND (name, 1);
7934       if (template_args)
7935         template_args = tsubst_template_args (template_args, args,
7936                                               complain, in_decl);
7937       name = TREE_OPERAND (name, 0);
7938     }
7939   else
7940     {
7941       is_template = false;
7942       template_args = NULL_TREE;
7943     }
7944
7945   /* Substitute into the qualifying scope.  When there are no ARGS, we
7946      are just trying to simplify a non-dependent expression.  In that
7947      case the qualifying scope may be dependent, and, in any case,
7948      substituting will not help.  */
7949   scope = TREE_OPERAND (qualified_id, 0);
7950   if (args)
7951     {
7952       scope = tsubst (scope, args, complain, in_decl);
7953       expr = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
7954     }
7955   else
7956     expr = name;
7957
7958   if (dependent_type_p (scope))
7959     return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
7960                                  scope, expr,
7961                                  QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id));
7962
7963   if (!BASELINK_P (name) && !DECL_P (expr))
7964     {
7965       if (TREE_CODE (expr) == BIT_NOT_EXPR)
7966         /* If this were actually a destructor call, it would have been
7967            parsed as such by the parser.  */
7968         expr = error_mark_node;
7969       else
7970         expr = lookup_qualified_name (scope, expr, /*is_type_p=*/0, false);
7971       if (TREE_CODE (TREE_CODE (expr) == TEMPLATE_DECL
7972                      ? DECL_TEMPLATE_RESULT (expr) : expr) == TYPE_DECL)
7973         {
7974           if (complain & tf_error)
7975             {
7976               error ("dependent-name %qE is parsed as a non-type, but "
7977                      "instantiation yields a type", qualified_id);
7978               inform ("say %<typename %E%> if a type is meant", qualified_id);
7979             }
7980           return error_mark_node;
7981         }
7982     }
7983
7984   if (DECL_P (expr))
7985     {
7986       check_accessibility_of_qualified_id (expr, /*object_type=*/NULL_TREE,
7987                                            scope);
7988       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
7989       mark_used (expr);
7990     }
7991
7992   if (expr == error_mark_node || TREE_CODE (expr) == TREE_LIST)
7993     {
7994       if (complain & tf_error)
7995         qualified_name_lookup_error (scope,
7996                                      TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
7997                                      expr);
7998       return error_mark_node;
7999     }
8000
8001   if (is_template)
8002     expr = lookup_template_function (expr, template_args);
8003
8004   if (expr == error_mark_node && complain & tf_error)
8005     qualified_name_lookup_error (scope, TREE_OPERAND (qualified_id, 1),
8006                                  expr);
8007   else if (TYPE_P (scope))
8008     {
8009       expr = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
8010               (expr, scope, current_class_type));
8011       expr = (finish_qualified_id_expr
8012               (scope, expr, done, address_p,
8013                QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (qualified_id),
8014                /*template_arg_p=*/false));
8015     }
8016
8017   /* Expressions do not generally have reference type.  */
8018   if (TREE_CODE (expr) != SCOPE_REF
8019       /* However, if we're about to form a pointer-to-member, we just
8020          want the referenced member referenced.  */
8021       && TREE_CODE (expr) != OFFSET_REF)
8022     expr = convert_from_reference (expr);
8023
8024   return expr;
8025 }
8026
8027 /* Like tsubst, but deals with expressions.  This function just replaces
8028    template parms; to finish processing the resultant expression, use
8029    tsubst_expr.  */
8030
8031 static tree
8032 tsubst_copy (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl)
8033 {
8034   enum tree_code code;
8035   tree r;
8036
8037   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8038     return t;
8039
8040   code = TREE_CODE (t);
8041
8042   switch (code)
8043     {
8044     case PARM_DECL:
8045       r = retrieve_local_specialization (t);
8046       gcc_assert (r != NULL);
8047       mark_used (r);
8048       return r;
8049
8050     case CONST_DECL:
8051       {
8052         tree enum_type;
8053         tree v;
8054
8055         if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (t))
8056           return tsubst_copy (DECL_INITIAL (t), args, complain, in_decl);
8057         /* There is no need to substitute into namespace-scope
8058            enumerators.  */
8059         if (DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (t))
8060           return t;
8061         /* If ARGS is NULL, then T is known to be non-dependent.  */
8062         if (args == NULL_TREE)
8063           return integral_constant_value (t);
8064
8065         /* Unfortunately, we cannot just call lookup_name here.
8066            Consider:
8067
8068              template <int I> int f() {
8069              enum E { a = I };
8070              struct S { void g() { E e = a; } };
8071              };
8072
8073            When we instantiate f<7>::S::g(), say, lookup_name is not
8074            clever enough to find f<7>::a.  */
8075         enum_type
8076           = tsubst_aggr_type (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl,
8077                               /*entering_scope=*/0);
8078
8079         for (v = TYPE_VALUES (enum_type);
8080              v != NULL_TREE;
8081              v = TREE_CHAIN (v))
8082           if (TREE_PURPOSE (v) == DECL_NAME (t))
8083             return TREE_VALUE (v);
8084
8085           /* We didn't find the name.  That should never happen; if
8086              name-lookup found it during preliminary parsing, we
8087              should find it again here during instantiation.  */
8088         gcc_unreachable ();
8089       }
8090       return t;
8091
8092     case FIELD_DECL:
8093       if (DECL_CONTEXT (t))
8094         {
8095           tree ctx;
8096
8097           ctx = tsubst_aggr_type (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl,
8098                                   /*entering_scope=*/1);
8099           if (ctx != DECL_CONTEXT (t))
8100             {
8101               tree r = lookup_field (ctx, DECL_NAME (t), 0, false);
8102               if (!r)
8103                 {
8104                   if (complain & tf_error)
8105                     error ("using invalid field %qD", t);
8106                   return error_mark_node;
8107                 }
8108               return r;
8109             }
8110         }
8111
8112       return t;
8113
8114     case VAR_DECL:
8115     case FUNCTION_DECL:
8116       if ((DECL_LANG_SPECIFIC (t) && DECL_TEMPLATE_INFO (t))
8117           || local_variable_p (t))
8118         t = tsubst (t, args, complain, in_decl);
8119       mark_used (t);
8120       return t;
8121
8122     case BASELINK:
8123       return tsubst_baselink (t, current_class_type, args, complain, in_decl);
8124
8125     case TEMPLATE_DECL:
8126       if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (t))
8127         return tsubst (TREE_TYPE (DECL_TEMPLATE_RESULT (t)),
8128                        args, complain, in_decl);
8129       else if (DECL_FUNCTION_TEMPLATE_P (t) && DECL_MEMBER_TEMPLATE_P (t))
8130         return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8131       else if (DECL_CLASS_SCOPE_P (t)
8132                && uses_template_parms (DECL_CONTEXT (t)))
8133         {
8134           /* Template template argument like the following example need
8135              special treatment:
8136
8137                template <template <class> class TT> struct C {};
8138                template <class T> struct D {
8139                  template <class U> struct E {};
8140                  C<E> c;                                // #1
8141                };
8142                D<int> d;                                // #2
8143
8144              We are processing the template argument `E' in #1 for
8145              the template instantiation #2.  Originally, `E' is a
8146              TEMPLATE_DECL with `D<T>' as its DECL_CONTEXT.  Now we
8147              have to substitute this with one having context `D<int>'.  */
8148
8149           tree context = tsubst (DECL_CONTEXT (t), args, complain, in_decl);
8150           return lookup_field (context, DECL_NAME(t), 0, false);
8151         }
8152       else
8153         /* Ordinary template template argument.  */
8154         return t;
8155
8156     case CAST_EXPR:
8157     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8158     case CONST_CAST_EXPR:
8159     case STATIC_CAST_EXPR:
8160     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8161     case NOP_EXPR:
8162       return build1
8163         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8164          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
8165
8166     case INDIRECT_REF:
8167     case NEGATE_EXPR:
8168     case TRUTH_NOT_EXPR:
8169     case BIT_NOT_EXPR:
8170     case ADDR_EXPR:
8171     case UNARY_PLUS_EXPR:      /* Unary + */
8172     case SIZEOF_EXPR:
8173     case ALIGNOF_EXPR:
8174     case ARROW_EXPR:
8175     case THROW_EXPR:
8176     case TYPEID_EXPR:
8177     case REALPART_EXPR:
8178     case IMAGPART_EXPR:
8179       return build1
8180         (code, tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8181          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl));
8182
8183     case COMPONENT_REF:
8184       {
8185         tree object;
8186         tree name;
8187
8188         object = tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl);
8189         name = TREE_OPERAND (t, 1);
8190         if (TREE_CODE (name) == BIT_NOT_EXPR)
8191           {
8192             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
8193                                 complain, in_decl);
8194             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
8195           }
8196         else if (TREE_CODE (name) == SCOPE_REF
8197                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (name, 1)) == BIT_NOT_EXPR)
8198           {
8199             tree base = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
8200                                      complain, in_decl);
8201             name = TREE_OPERAND (name, 1);
8202             name = tsubst_copy (TREE_OPERAND (name, 0), args,
8203                                 complain, in_decl);
8204             name = build1 (BIT_NOT_EXPR, NULL_TREE, name);
8205             name = build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
8206                                          base, name,
8207                                          /*template_p=*/false);
8208           }
8209         else if (TREE_CODE (name) == BASELINK)
8210           name = tsubst_baselink (name,
8211                                   non_reference (TREE_TYPE (object)),
8212                                   args, complain,
8213                                   in_decl);
8214         else
8215           name = tsubst_copy (name, args, complain, in_decl);
8216         return build_nt (COMPONENT_REF, object, name, NULL_TREE);
8217       }
8218
8219     case PLUS_EXPR:
8220     case MINUS_EXPR:
8221     case MULT_EXPR:
8222     case TRUNC_DIV_EXPR:
8223     case CEIL_DIV_EXPR:
8224     case FLOOR_DIV_EXPR:
8225     case ROUND_DIV_EXPR:
8226     case EXACT_DIV_EXPR:
8227     case BIT_AND_EXPR:
8228     case BIT_IOR_EXPR:
8229     case BIT_XOR_EXPR:
8230     case TRUNC_MOD_EXPR:
8231     case FLOOR_MOD_EXPR:
8232     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
8233     case TRUTH_ORIF_EXPR:
8234     case TRUTH_AND_EXPR:
8235     case TRUTH_OR_EXPR:
8236     case RSHIFT_EXPR:
8237     case LSHIFT_EXPR:
8238     case RROTATE_EXPR:
8239     case LROTATE_EXPR:
8240     case EQ_EXPR:
8241     case NE_EXPR:
8242     case MAX_EXPR:
8243     case MIN_EXPR:
8244     case LE_EXPR:
8245     case GE_EXPR:
8246     case LT_EXPR:
8247     case GT_EXPR:
8248     case COMPOUND_EXPR:
8249     case DOTSTAR_EXPR:
8250     case MEMBER_REF:
8251     case PREDECREMENT_EXPR:
8252     case PREINCREMENT_EXPR:
8253     case POSTDECREMENT_EXPR:
8254     case POSTINCREMENT_EXPR:
8255       return build_nt
8256         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
8257          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
8258
8259     case SCOPE_REF:
8260       return build_qualified_name (/*type=*/NULL_TREE,
8261                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0),
8262                                                 args, complain, in_decl),
8263                                    tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1),
8264                                                 args, complain, in_decl),
8265                                    QUALIFIED_NAME_IS_TEMPLATE (t));
8266
8267     case ARRAY_REF:
8268       return build_nt
8269         (ARRAY_REF,
8270          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
8271          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
8272          NULL_TREE, NULL_TREE);
8273
8274     case CALL_EXPR:
8275       return build_nt (code,
8276                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args,
8277                                     complain, in_decl),
8278                        tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain,
8279                                     in_decl),
8280                        NULL_TREE);
8281
8282     case COND_EXPR:
8283     case MODOP_EXPR:
8284     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
8285       {
8286         r = build_nt
8287           (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
8288            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
8289            tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
8290         TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
8291         return r;
8292       }
8293
8294     case NEW_EXPR:
8295       {
8296         r = build_nt
8297         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
8298          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl),
8299          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 2), args, complain, in_decl));
8300         NEW_EXPR_USE_GLOBAL (r) = NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t);
8301         return r;
8302       }
8303
8304     case DELETE_EXPR:
8305       {
8306         r = build_nt
8307         (code, tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain, in_decl),
8308          tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 1), args, complain, in_decl));
8309         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (r) = DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t);
8310         DELETE_EXPR_USE_VEC (r) = DELETE_EXPR_USE_VEC (t);
8311         return r;
8312       }
8313
8314     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8315       {
8316         /* Substituted template arguments */
8317         tree fn = TREE_OPERAND (t, 0);
8318         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8319
8320         fn = tsubst_copy (fn, args, complain, in_decl);
8321         if (targs)
8322           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8323
8324         return lookup_template_function (fn, targs);
8325       }
8326
8327     case TREE_LIST:
8328       {
8329         tree purpose, value, chain;
8330
8331         if (t == void_list_node)
8332           return t;
8333
8334         purpose = TREE_PURPOSE (t);
8335         if (purpose)
8336           purpose = tsubst_copy (purpose, args, complain, in_decl);
8337         value = TREE_VALUE (t);
8338         if (value)
8339           value = tsubst_copy (value, args, complain, in_decl);
8340         chain = TREE_CHAIN (t);
8341         if (chain && chain != void_type_node)
8342           chain = tsubst_copy (chain, args, complain, in_decl);
8343         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
8344             && value == TREE_VALUE (t)
8345             && chain == TREE_CHAIN (t))
8346           return t;
8347         return tree_cons (purpose, value, chain);
8348       }
8349
8350     case RECORD_TYPE:
8351     case UNION_TYPE:
8352     case ENUMERAL_TYPE:
8353     case INTEGER_TYPE:
8354     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
8355     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8356     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
8357     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
8358     case POINTER_TYPE:
8359     case REFERENCE_TYPE:
8360     case OFFSET_TYPE:
8361     case FUNCTION_TYPE:
8362     case METHOD_TYPE:
8363     case ARRAY_TYPE:
8364     case TYPENAME_TYPE:
8365     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
8366     case TYPEOF_TYPE:
8367     case TYPE_DECL:
8368       return tsubst (t, args, complain, in_decl);
8369
8370     case IDENTIFIER_NODE:
8371       if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8372         {
8373           tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8374           return mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8375         }
8376       else
8377         return t;
8378
8379     case CONSTRUCTOR:
8380       /* This is handled by tsubst_copy_and_build.  */
8381       gcc_unreachable ();
8382
8383     case VA_ARG_EXPR:
8384       return build_x_va_arg (tsubst_copy (TREE_OPERAND (t, 0), args, complain,
8385                                           in_decl),
8386                              tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl));
8387
8388     case CLEANUP_POINT_EXPR:
8389       /* We shouldn't have built any of these during initial template
8390          generation.  Instead, they should be built during instantiation
8391          in response to the saved STMT_IS_FULL_EXPR_P setting.  */
8392       gcc_unreachable ();
8393
8394     case OFFSET_REF:
8395       mark_used (TREE_OPERAND (t, 1));
8396       return t;
8397
8398     default:
8399       return t;
8400     }
8401 }
8402
8403 /* Like tsubst_copy, but specifically for OpenMP clauses.  */
8404
8405 static tree
8406 tsubst_omp_clauses (tree clauses, tree args, tsubst_flags_t complain,
8407                     tree in_decl)
8408 {
8409   tree new_clauses = NULL, nc, oc;
8410
8411   for (oc = clauses; oc ; oc = OMP_CLAUSE_CHAIN (oc))
8412     {
8413       nc = copy_node (oc);
8414       OMP_CLAUSE_CHAIN (nc) = new_clauses;
8415       new_clauses = nc;
8416
8417       switch (OMP_CLAUSE_CODE (nc))
8418         {
8419         case OMP_CLAUSE_PRIVATE:
8420         case OMP_CLAUSE_SHARED:
8421         case OMP_CLAUSE_FIRSTPRIVATE:
8422         case OMP_CLAUSE_LASTPRIVATE:
8423         case OMP_CLAUSE_REDUCTION:
8424         case OMP_CLAUSE_COPYIN:
8425         case OMP_CLAUSE_COPYPRIVATE:
8426         case OMP_CLAUSE_IF:
8427         case OMP_CLAUSE_NUM_THREADS:
8428         case OMP_CLAUSE_SCHEDULE:
8429           OMP_CLAUSE_OPERAND (nc, 0)
8430             = tsubst_expr (OMP_CLAUSE_OPERAND (oc, 0), args, complain, 
8431                            in_decl, /*integral_constant_expression_p=*/false);
8432           break;
8433         case OMP_CLAUSE_NOWAIT:
8434         case OMP_CLAUSE_ORDERED:
8435         case OMP_CLAUSE_DEFAULT:
8436           break;
8437         default:
8438           gcc_unreachable ();
8439         }
8440     }
8441
8442   return finish_omp_clauses (nreverse (new_clauses));
8443 }
8444
8445 /* Like tsubst_copy_and_build, but unshare TREE_LIST nodes.  */
8446
8447 static tree
8448 tsubst_copy_asm_operands (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain,
8449                           tree in_decl)
8450 {
8451 #define RECUR(t) tsubst_copy_asm_operands (t, args, complain, in_decl)
8452
8453   tree purpose, value, chain;
8454
8455   if (t == NULL)
8456     return t;
8457
8458   if (TREE_CODE (t) != TREE_LIST)
8459     return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8460                                   /*function_p=*/false,
8461                                   /*integral_constant_expression_p=*/false);
8462
8463   if (t == void_list_node)
8464     return t;
8465
8466   purpose = TREE_PURPOSE (t);
8467   if (purpose)
8468     purpose = RECUR (purpose);
8469   value = TREE_VALUE (t);
8470   if (value)
8471     value = RECUR (value);
8472   chain = TREE_CHAIN (t);
8473   if (chain && chain != void_type_node)
8474     chain = RECUR (chain);
8475   return tree_cons (purpose, value, chain);
8476 #undef RECUR
8477 }
8478
8479 /* Like tsubst_copy for expressions, etc. but also does semantic
8480    processing.  */
8481
8482 static tree
8483 tsubst_expr (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain, tree in_decl,
8484              bool integral_constant_expression_p)
8485 {
8486 #define RECUR(NODE)                             \
8487   tsubst_expr ((NODE), args, complain, in_decl, \
8488                integral_constant_expression_p)
8489
8490   tree stmt, tmp;
8491
8492   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8493     return t;
8494
8495   if (EXPR_HAS_LOCATION (t))
8496     input_location = EXPR_LOCATION (t);
8497   if (STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)))
8498     current_stmt_tree ()->stmts_are_full_exprs_p = STMT_IS_FULL_EXPR_P (t);
8499
8500   switch (TREE_CODE (t))
8501     {
8502     case STATEMENT_LIST:
8503       {
8504         tree_stmt_iterator i;
8505         for (i = tsi_start (t); !tsi_end_p (i); tsi_next (&i))
8506           RECUR (tsi_stmt (i));
8507         break;
8508       }
8509
8510     case CTOR_INITIALIZER:
8511       finish_mem_initializers (tsubst_initializer_list
8512                                (TREE_OPERAND (t, 0), args));
8513       break;
8514
8515     case RETURN_EXPR:
8516       finish_return_stmt (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8517       break;
8518
8519     case EXPR_STMT:
8520       tmp = RECUR (EXPR_STMT_EXPR (t));
8521       if (EXPR_STMT_STMT_EXPR_RESULT (t))
8522         finish_stmt_expr_expr (tmp, cur_stmt_expr);
8523       else
8524         finish_expr_stmt (tmp);
8525       break;
8526
8527     case USING_STMT:
8528       do_using_directive (RECUR (USING_STMT_NAMESPACE (t)));
8529       break;
8530
8531     case DECL_EXPR:
8532       {
8533         tree decl;
8534         tree init;
8535
8536         decl = DECL_EXPR_DECL (t);
8537         if (TREE_CODE (decl) == LABEL_DECL)
8538           finish_label_decl (DECL_NAME (decl));
8539         else if (TREE_CODE (decl) == USING_DECL)
8540           {
8541             tree scope = USING_DECL_SCOPE (decl);
8542             tree name = DECL_NAME (decl);
8543             tree decl;
8544
8545             scope = RECUR (scope);
8546             decl = lookup_qualified_name (scope, name,
8547                                           /*is_type_p=*/false,
8548                                           /*complain=*/false);
8549             if (decl == error_mark_node || TREE_CODE (decl) == TREE_LIST)
8550               qualified_name_lookup_error (scope, name, decl);
8551             else
8552               do_local_using_decl (decl, scope, name);
8553           }
8554         else
8555           {
8556             init = DECL_INITIAL (decl);
8557             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8558             if (decl != error_mark_node)
8559               {
8560                 /* By marking the declaration as instantiated, we avoid
8561                    trying to instantiate it.  Since instantiate_decl can't
8562                    handle local variables, and since we've already done
8563                    all that needs to be done, that's the right thing to
8564                    do.  */
8565                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
8566                   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8567                 if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8568                     && ANON_AGGR_TYPE_P (TREE_TYPE (decl)))
8569                   /* Anonymous aggregates are a special case.  */
8570                   finish_anon_union (decl);
8571                 else
8572                   {
8573                     maybe_push_decl (decl);
8574                     if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL
8575                         && DECL_PRETTY_FUNCTION_P (decl))
8576                       {
8577                         /* For __PRETTY_FUNCTION__ we have to adjust the
8578                            initializer.  */
8579                         const char *const name
8580                           = cxx_printable_name (current_function_decl, 2);
8581                         init = cp_fname_init (name, &TREE_TYPE (decl));
8582                       }
8583                     else
8584                       init = RECUR (init);
8585                     finish_decl (decl, init, NULL_TREE);
8586                   }
8587               }
8588           }
8589
8590         /* A DECL_EXPR can also be used as an expression, in the condition
8591            clause of an if/for/while construct.  */
8592         return decl;
8593       }
8594
8595     case FOR_STMT:
8596 /* APPLE LOCAL begin for-fsf-4_4 3274130 5295549 */ \
8597       tmp = RECUR (FOR_ATTRIBUTES (t));
8598       stmt = begin_for_stmt (tmp);
8599       RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
8600 /* APPLE LOCAL end for-fsf-4_4 3274130 5295549 */ \
8601       finish_for_init_stmt (stmt);
8602       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
8603       finish_for_cond (tmp, stmt);
8604       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
8605       finish_for_expr (tmp, stmt);
8606       RECUR (FOR_BODY (t));
8607       finish_for_stmt (stmt);
8608       break;
8609
8610     case WHILE_STMT:
8611 /* APPLE LOCAL begin for-fsf-4_4 3274130 5295549 */ \
8612       tmp = RECUR (WHILE_ATTRIBUTES (t));
8613       stmt = begin_while_stmt (tmp);
8614 /* APPLE LOCAL end for-fsf-4_4 3274130 5295549 */ \
8615       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
8616       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8617       RECUR (WHILE_BODY (t));
8618       finish_while_stmt (stmt);
8619       break;
8620
8621     case DO_STMT:
8622 /* APPLE LOCAL begin for-fsf-4_4 3274130 5295549 */ \
8623       tmp = RECUR (DO_ATTRIBUTES (t));
8624       stmt = begin_do_stmt (tmp);
8625 /* APPLE LOCAL end for-fsf-4_4 3274130 5295549 */ \
8626       RECUR (DO_BODY (t));
8627       finish_do_body (stmt);
8628       tmp = RECUR (DO_COND (t));
8629       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8630       break;
8631
8632     case IF_STMT:
8633       stmt = begin_if_stmt ();
8634       tmp = RECUR (IF_COND (t));
8635       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8636       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
8637       finish_then_clause (stmt);
8638
8639       if (ELSE_CLAUSE (t))
8640         {
8641           begin_else_clause (stmt);
8642           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
8643           finish_else_clause (stmt);
8644         }
8645
8646       finish_if_stmt (stmt);
8647       break;
8648
8649     case BIND_EXPR:
8650       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8651         stmt = begin_function_body ();
8652       else
8653         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8654                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8655
8656       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
8657
8658       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8659         finish_function_body (stmt);
8660       else
8661         finish_compound_stmt (stmt);
8662       break;
8663
8664     case BREAK_STMT:
8665       finish_break_stmt ();
8666       break;
8667
8668     case CONTINUE_STMT:
8669       finish_continue_stmt ();
8670       break;
8671
8672     case SWITCH_STMT:
8673       stmt = begin_switch_stmt ();
8674       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
8675       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8676       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
8677       finish_switch_stmt (stmt);
8678       break;
8679
8680     case CASE_LABEL_EXPR:
8681       finish_case_label (RECUR (CASE_LOW (t)),
8682                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
8683       break;
8684
8685     case LABEL_EXPR:
8686       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8687       break;
8688
8689     case GOTO_EXPR:
8690       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8691       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8692         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8693            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8694            will have no binding.  */
8695         tmp = RECUR (tmp);
8696       else
8697         tmp = DECL_NAME (tmp);
8698       finish_goto_stmt (tmp);
8699       break;
8700
8701     case ASM_EXPR:
8702       tmp = finish_asm_stmt
8703         (ASM_VOLATILE_P (t),
8704          RECUR (ASM_STRING (t)),
8705          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8706          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
8707          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8708       {
8709         tree asm_expr = tmp;
8710         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8711           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8712         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8713       }
8714       break;
8715
8716     case TRY_BLOCK:
8717       if (CLEANUP_P (t))
8718         {
8719           stmt = begin_try_block ();
8720           RECUR (TRY_STMTS (t));
8721           finish_cleanup_try_block (stmt);
8722           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
8723         }
8724       else
8725         {
8726           tree compound_stmt = NULL_TREE;
8727
8728           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8729             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
8730           else
8731             stmt = begin_try_block ();
8732
8733           RECUR (TRY_STMTS (t));
8734
8735           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8736             finish_function_try_block (stmt);
8737           else
8738             finish_try_block (stmt);
8739
8740           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
8741           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8742             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
8743           else
8744             finish_handler_sequence (stmt);
8745         }
8746       break;
8747
8748     case HANDLER:
8749       {
8750         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
8751
8752         if (decl)
8753           {
8754             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8755             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8756                this variable.  We've already done all that needs to be
8757                done.  */
8758             if (decl != error_mark_node)
8759               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8760           }
8761         stmt = begin_handler ();
8762         finish_handler_parms (decl, stmt);
8763         RECUR (HANDLER_BODY (t));
8764         finish_handler (stmt);
8765       }
8766       break;
8767
8768     case TAG_DEFN:
8769       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8770       break;
8771
8772     case OMP_PARALLEL:
8773       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
8774                                 args, complain, in_decl);
8775       stmt = begin_omp_parallel ();
8776       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
8777       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
8778         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
8779       break;
8780
8781     case OMP_FOR:
8782       {
8783         tree clauses, decl, init, cond, incr, body, pre_body;
8784
8785         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
8786                                       args, complain, in_decl);
8787         init = OMP_FOR_INIT (t);
8788         gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
8789         decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
8790         init = RECUR (TREE_OPERAND (init, 1));
8791         cond = RECUR (OMP_FOR_COND (t));
8792         incr = RECUR (OMP_FOR_INCR (t));
8793
8794         stmt = begin_omp_structured_block ();
8795
8796         pre_body = push_stmt_list ();
8797         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
8798         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
8799
8800         body = push_stmt_list ();
8801         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
8802         body = pop_stmt_list (body);
8803
8804         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), decl, init, cond, incr, body,
8805                             pre_body);
8806         if (t)
8807           OMP_FOR_CLAUSES (t) = clauses;
8808
8809         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
8810       }
8811       break;
8812
8813     case OMP_SECTIONS:
8814     case OMP_SINGLE:
8815       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
8816       stmt = push_stmt_list ();
8817       RECUR (OMP_BODY (t));
8818       stmt = pop_stmt_list (stmt);
8819
8820       t = copy_node (t);
8821       OMP_BODY (t) = stmt;
8822       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
8823       add_stmt (t);
8824       break;
8825
8826     case OMP_SECTION:
8827     case OMP_CRITICAL:
8828     case OMP_MASTER:
8829     case OMP_ORDERED:
8830       stmt = push_stmt_list ();
8831       RECUR (OMP_BODY (t));
8832       stmt = pop_stmt_list (stmt);
8833
8834       t = copy_node (t);
8835       OMP_BODY (t) = stmt;
8836       add_stmt (t);
8837       break;
8838
8839     case OMP_ATOMIC:
8840       {
8841         tree op0, op1;
8842         op0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8843         op1 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8844         finish_omp_atomic (OMP_ATOMIC_CODE (t), op0, op1);
8845       }
8846       break;
8847
8848     default:
8849       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8850
8851       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8852                                     /*function_p=*/false,
8853                                     integral_constant_expression_p);
8854     }
8855
8856   return NULL_TREE;
8857 #undef RECUR
8858 }
8859
8860 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8861    call.  Return the substituted version of T.  */
8862
8863 static tree
8864 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
8865                                     tsubst_flags_t complain,
8866                                     tree in_decl)
8867 {
8868   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8869     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8870                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8871   else
8872     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8873                                /*function_p=*/false,
8874                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
8875
8876   return t;
8877 }
8878
8879 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8880    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8881
8882 tree
8883 tsubst_copy_and_build (tree t,
8884                        tree args,
8885                        tsubst_flags_t complain,
8886                        tree in_decl,
8887                        bool function_p,
8888                        bool integral_constant_expression_p)
8889 {
8890 #define RECUR(NODE)                                             \
8891   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
8892                          /*function_p=*/false,                  \
8893                          integral_constant_expression_p)
8894
8895   tree op1;
8896
8897   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8898     return t;
8899
8900   switch (TREE_CODE (t))
8901     {
8902     case USING_DECL:
8903       t = DECL_NAME (t);
8904       /* Fall through.  */
8905     case IDENTIFIER_NODE:
8906       {
8907         tree decl;
8908         cp_id_kind idk;
8909         bool non_integral_constant_expression_p;
8910         const char *error_msg;
8911
8912         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8913           {
8914             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8915             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8916           }
8917
8918         /* Look up the name.  */
8919         decl = lookup_name (t);
8920
8921         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8922            failure, not NULL_TREE.  */
8923         if (decl == NULL_TREE)
8924           decl = error_mark_node;
8925
8926         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8927                                      &idk,
8928                                      integral_constant_expression_p,
8929                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8930                                      &non_integral_constant_expression_p,
8931                                      /*template_p=*/false,
8932                                      /*done=*/true,
8933                                      /*address_p=*/false,
8934                                      /*template_arg_p=*/false,
8935                                      &error_msg);
8936         if (error_msg)
8937           error ("%s", error_msg);
8938         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8939           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8940         return decl;
8941       }
8942
8943     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8944       {
8945         tree object;
8946         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8947         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8948
8949         if (targs)
8950           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8951
8952         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8953           {
8954             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8955             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8956           }
8957         else
8958           object = NULL_TREE;
8959         template = lookup_template_function (template, targs);
8960
8961         if (object)
8962           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template),
8963                          object, template, NULL_TREE);
8964         else
8965           return baselink_for_fns (template);
8966       }
8967
8968     case INDIRECT_REF:
8969       {
8970         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8971
8972         if (REFERENCE_REF_P (t))
8973           {
8974             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
8975                such an indirect ref, but the substitution of the cast
8976                will have also added such an indirect ref.  */
8977             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
8978               r = convert_from_reference (r);
8979           }
8980         else
8981           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *");
8982         return r;
8983       }
8984
8985     case NOP_EXPR:
8986       return build_nop
8987         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8988          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8989
8990     case CAST_EXPR:
8991     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8992     case CONST_CAST_EXPR:
8993     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8994     case STATIC_CAST_EXPR:
8995       {
8996         tree type;
8997         tree op;
8998
8999         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9000         if (integral_constant_expression_p
9001             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
9002           {
9003             error ("a cast to a type other than an integral or "
9004                    "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
9005             return error_mark_node; 
9006           }
9007
9008         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
9009
9010         switch (TREE_CODE (t))
9011           {
9012           case CAST_EXPR:
9013             return build_functional_cast (type, op);
9014           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
9015             return build_reinterpret_cast (type, op);
9016           case CONST_CAST_EXPR:
9017             return build_const_cast (type, op);
9018           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
9019             return build_dynamic_cast (type, op);
9020           case STATIC_CAST_EXPR:
9021             return build_static_cast (type, op);
9022           default:
9023             gcc_unreachable ();
9024           }
9025       }
9026
9027     case POSTDECREMENT_EXPR:
9028     case POSTINCREMENT_EXPR:
9029       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
9030                                                 args, complain, in_decl);
9031       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
9032
9033     case PREDECREMENT_EXPR:
9034     case PREINCREMENT_EXPR:
9035     case NEGATE_EXPR:
9036     case BIT_NOT_EXPR:
9037     case ABS_EXPR:
9038     case TRUTH_NOT_EXPR:
9039     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
9040     case REALPART_EXPR:
9041     case IMAGPART_EXPR:
9042       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
9043
9044     case ADDR_EXPR:
9045       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
9046       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
9047         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
9048                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
9049       else
9050         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
9051                                                   in_decl);
9052       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
9053         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
9054       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
9055
9056     case PLUS_EXPR:
9057     case MINUS_EXPR:
9058     case MULT_EXPR:
9059     case TRUNC_DIV_EXPR:
9060     case CEIL_DIV_EXPR:
9061     case FLOOR_DIV_EXPR:
9062     case ROUND_DIV_EXPR:
9063     case EXACT_DIV_EXPR:
9064     case BIT_AND_EXPR:
9065     case BIT_IOR_EXPR:
9066     case BIT_XOR_EXPR:
9067     case TRUNC_MOD_EXPR:
9068     case FLOOR_MOD_EXPR:
9069     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
9070     case TRUTH_ORIF_EXPR:
9071     case TRUTH_AND_EXPR:
9072     case TRUTH_OR_EXPR:
9073     case RSHIFT_EXPR:
9074     case LSHIFT_EXPR:
9075     case RROTATE_EXPR:
9076     case LROTATE_EXPR:
9077     case EQ_EXPR:
9078     case NE_EXPR:
9079     case MAX_EXPR:
9080     case MIN_EXPR:
9081     case LE_EXPR:
9082     case GE_EXPR:
9083     case LT_EXPR:
9084     case GT_EXPR:
9085     case MEMBER_REF:
9086     case DOTSTAR_EXPR:
9087       return build_x_binary_op
9088         (TREE_CODE (t),
9089          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9090          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 0))
9091           ? ERROR_MARK
9092           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0))),
9093          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9094          (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 1))
9095           ? ERROR_MARK
9096           : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1))),
9097          /*overloaded_p=*/NULL);
9098
9099     case SCOPE_REF:
9100       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
9101                                   /*address_p=*/false);
9102     case ARRAY_REF:
9103       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
9104                                                 args, complain, in_decl);
9105       return build_x_binary_op (ARRAY_REF, op1,
9106                                 (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 0))
9107                                  ? ERROR_MARK
9108                                  : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 0))),
9109                                 RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9110                                 (TREE_NO_WARNING (TREE_OPERAND (t, 1))
9111                                  ? ERROR_MARK
9112                                  : TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1))),
9113                                 /*overloaded_p=*/NULL);
9114
9115     case SIZEOF_EXPR:
9116     case ALIGNOF_EXPR:
9117       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
9118       if (!args)
9119         {
9120           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
9121              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
9122              the substitutions may not work.  */
9123           if (!TYPE_P (op1))
9124             op1 = TREE_TYPE (op1);
9125         }
9126       else
9127         {
9128           ++skip_evaluation;
9129           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
9130                                        /*function_p=*/false,
9131                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
9132           --skip_evaluation;
9133         }
9134       if (TYPE_P (op1))
9135         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
9136       else
9137         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
9138
9139     case MODOP_EXPR:
9140       {
9141         tree r = build_x_modify_expr
9142           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9143            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
9144            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
9145         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
9146            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
9147            than plain assignment.  In the former case, it was already
9148            set and must be copied.  In the latter case,
9149            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
9150            here.  */
9151         if (TREE_NO_WARNING (t))
9152           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
9153         return r;
9154       }
9155
9156     case ARROW_EXPR:
9157       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
9158                                                 args, complain, in_decl);
9159       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
9160       if (DECL_P (op1))
9161         mark_used (op1);
9162       return build_x_arrow (op1);
9163
9164     case NEW_EXPR:
9165       return build_new
9166         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9167          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9168          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
9169          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
9170          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
9171
9172     case DELETE_EXPR:
9173      return delete_sanity
9174        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9175         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9176         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
9177         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
9178
9179     case COMPOUND_EXPR:
9180       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9181                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
9182
9183     case CALL_EXPR:
9184       {
9185         tree function;
9186         tree call_args;
9187         bool qualified_p;
9188         bool koenig_p;
9189
9190         function = TREE_OPERAND (t, 0);
9191         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
9192            not Koenig lookup should be performed.  */
9193         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
9194         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
9195           {
9196             qualified_p = true;
9197             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
9198                                             /*done=*/false,
9199                                             /*address_p=*/false);
9200           }
9201         else
9202           {
9203             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
9204               {
9205                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
9206
9207                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
9208                                || (BASELINK_P (op)
9209                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
9210               }
9211             else
9212               qualified_p = false;
9213
9214             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
9215                                               in_decl,
9216                                               !qualified_p,
9217                                               integral_constant_expression_p);
9218
9219             if (BASELINK_P (function))
9220               qualified_p = true;
9221           }
9222
9223         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
9224
9225         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
9226            lookup finds a non-function, in accordance with the
9227            expected resolution of DR 218.  */
9228         if (koenig_p
9229             && ((is_overloaded_fn (function)
9230                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
9231                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
9232                     to denote the function.  */
9233                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
9234                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
9235           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
9236
9237         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
9238           {
9239             unqualified_name_lookup_error (function);
9240             return error_mark_node;
9241           }
9242
9243         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
9244         if (DECL_P (function))
9245           mark_used (function);
9246
9247         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
9248           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
9249         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
9250           {
9251             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
9252               return finish_call_expr (function, call_args,
9253                                        /*disallow_virtual=*/false,
9254                                        /*koenig_p=*/false);
9255             else
9256               return (build_new_method_call
9257                       (TREE_OPERAND (function, 0),
9258                        TREE_OPERAND (function, 1),
9259                        call_args, NULL_TREE,
9260                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
9261                        /*fn_p=*/NULL));
9262           }
9263         return finish_call_expr (function, call_args,
9264                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
9265                                  koenig_p);
9266       }
9267
9268     case COND_EXPR:
9269       return build_x_conditional_expr
9270         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9271          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9272          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
9273
9274     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
9275       return finish_pseudo_destructor_expr
9276         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9277          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9278          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
9279
9280     case TREE_LIST:
9281       {
9282         tree purpose, value, chain;
9283
9284         if (t == void_list_node)
9285           return t;
9286
9287         purpose = TREE_PURPOSE (t);
9288         if (purpose)
9289           purpose = RECUR (purpose);
9290         value = TREE_VALUE (t);
9291         if (value)
9292           value = RECUR (value);
9293         chain = TREE_CHAIN (t);
9294         if (chain && chain != void_type_node)
9295           chain = RECUR (chain);
9296         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
9297             && value == TREE_VALUE (t)
9298             && chain == TREE_CHAIN (t))
9299           return t;
9300         return tree_cons (purpose, value, chain);
9301       }
9302
9303     case COMPONENT_REF:
9304       {
9305         tree object;
9306         tree object_type;
9307         tree member;
9308
9309         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
9310                                                      args, complain, in_decl);
9311         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
9312         if (DECL_P (object))
9313           mark_used (object);
9314         object_type = TREE_TYPE (object);
9315
9316         member = TREE_OPERAND (t, 1);
9317         if (BASELINK_P (member))
9318           member = tsubst_baselink (member,
9319                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
9320                                     args, complain, in_decl);
9321         else
9322           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
9323         if (member == error_mark_node)
9324           return error_mark_node;
9325
9326         if (object_type && !CLASS_TYPE_P (object_type))
9327           {
9328             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
9329               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
9330                                                     NULL_TREE,
9331                                                     object_type);
9332             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
9333                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
9334               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
9335                                                     object,
9336                                                     object_type);
9337           }
9338         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
9339                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9340           {
9341             tree tmpl;
9342             tree args;
9343
9344             /* Lookup the template functions now that we know what the
9345                scope is.  */
9346             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
9347             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
9348             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
9349                                             /*is_type_p=*/false,
9350                                             /*complain=*/false);
9351             if (BASELINK_P (member))
9352               {
9353                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
9354                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
9355                               args);
9356                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
9357                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
9358                            object_type));
9359               }
9360             else
9361               {
9362                 qualified_name_lookup_error (object_type, tmpl, member);
9363                 return error_mark_node;
9364               }
9365           }
9366         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
9367                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
9368                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
9369           {
9370             if (complain & tf_error)
9371               {
9372                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
9373                   error ("%qT is not a class or namespace",
9374                          TREE_OPERAND (member, 0));
9375                 else
9376                   error ("%qD is not a class or namespace",
9377                          TREE_OPERAND (member, 0));
9378               }
9379             return error_mark_node;
9380           }
9381         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
9382           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
9383
9384         return finish_class_member_access_expr (object, member,
9385                                                 /*template_p=*/false);
9386       }
9387
9388     case THROW_EXPR:
9389       return build_throw
9390         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
9391
9392     case CONSTRUCTOR:
9393       {
9394         VEC(constructor_elt,gc) *n;
9395         constructor_elt *ce;
9396         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
9397         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9398         bool process_index_p;
9399
9400         if (type == error_mark_node)
9401           return error_mark_node;
9402
9403         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
9404         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
9405           return t;
9406
9407         /* We do not want to process the index of aggregate
9408            initializers as they are identifier nodes which will be
9409            looked up by digest_init.  */
9410         process_index_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
9411
9412         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
9413         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
9414           {
9415             if (ce->index && process_index_p)
9416               ce->index = RECUR (ce->index);
9417             ce->value = RECUR (ce->value);
9418           }
9419
9420         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
9421           return finish_compound_literal (type, n);
9422
9423         return build_constructor (NULL_TREE, n);
9424       }
9425
9426     case TYPEID_EXPR:
9427       {
9428         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
9429         if (TYPE_P (operand_0))
9430           return get_typeid (operand_0);
9431         return build_typeid (operand_0);
9432       }
9433
9434     case VAR_DECL:
9435       if (!args)
9436         return t;
9437       /* Fall through */
9438
9439     case PARM_DECL:
9440       {
9441         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
9442
9443         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
9444           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
9445              the appropriate INDIRECT_REF.  */
9446           r = convert_from_reference (r);
9447         return r;
9448       }
9449
9450     case VA_ARG_EXPR:
9451       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9452                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
9453                                           in_decl));
9454
9455     case OFFSETOF_EXPR:
9456       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
9457
9458     case STMT_EXPR:
9459       {
9460         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
9461         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
9462
9463         cur_stmt_expr = stmt_expr;
9464         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
9465                      integral_constant_expression_p);
9466         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
9467         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
9468
9469         return stmt_expr;
9470       }
9471
9472     case CONST_DECL:
9473       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
9474       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
9475          to their underlying values.  */
9476       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
9477         {
9478           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
9479           return DECL_INITIAL (t);
9480         }
9481       return t;
9482
9483     default:
9484       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
9485       {
9486         tree subst
9487           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
9488                                          in_decl, /*function_p=*/false);
9489         if (subst)
9490           return subst;
9491       }
9492       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
9493     }
9494
9495 #undef RECUR
9496 }
9497
9498 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
9499    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
9500    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
9501    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
9502
9503 static bool
9504 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
9505 {
9506   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
9507   bool result = false;
9508
9509   for (ix = 0; ix != len; ix++)
9510     {
9511       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
9512
9513       if (TYPE_P (t))
9514         {
9515           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
9516              of a class or enumeration declared in a local scope)
9517              shall not be used to declare an entity with linkage.
9518              This implies that names with no linkage cannot be used as
9519              template arguments.  */
9520           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
9521
9522           if (nt)
9523             {
9524               /* DR 488 makes use of a type with no linkage cause
9525                  type deduction to fail.  */
9526               if (complain & tf_error)
9527                 {
9528                   if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
9529                     error ("%qT is/uses anonymous type", t);
9530                   else
9531                     error ("template argument for %qD uses local type %qT",
9532                            tmpl, t);
9533                 }
9534               result = true;
9535             }
9536           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
9537              allow variably-modified types as template arguments.  */
9538           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
9539             {
9540               if (complain & tf_error)
9541                 error ("%qT is a variably modified type", t);
9542               result = true;
9543             }
9544         }
9545       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
9546          constant.  */
9547       else if (TREE_TYPE (t)
9548                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
9549                && !TREE_CONSTANT (t))
9550         {
9551           if (complain & tf_error)
9552             error ("integral expression %qE is not constant", t);
9553           result = true;
9554         }
9555     }
9556   if (result && (complain & tf_error))
9557     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
9558   return result;
9559 }
9560
9561 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
9562    the template arguments in TARG_PTR.  */
9563
9564 tree
9565 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
9566 {
9567   tree fndecl;
9568   tree gen_tmpl;
9569   tree spec;
9570   HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
9571
9572   if (tmpl == error_mark_node)
9573     return error_mark_node;
9574
9575   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
9576
9577   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
9578   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
9579     {
9580       tree spec;
9581       tree clone;
9582
9583       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
9584                                    complain);
9585       if (spec == error_mark_node)
9586         return error_mark_node;
9587
9588       /* Look for the clone.  */
9589       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
9590         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
9591           return clone;
9592       /* We should always have found the clone by now.  */
9593       gcc_unreachable ();
9594       return NULL_TREE;
9595     }
9596
9597   /* Check to see if we already have this specialization.  */
9598   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr,
9599                                   /*class_specializations_p=*/false);
9600   if (spec != NULL_TREE)
9601     return spec;
9602
9603   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9604   if (tmpl != gen_tmpl)
9605     {
9606       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
9607          arguments we must add the arguments used to perform the
9608          partial instantiation.  */
9609       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
9610                                               targ_ptr);
9611
9612       /* Check to see if we already have this specialization.  */
9613       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
9614                                       /*class_specializations_p=*/false);
9615       if (spec != NULL_TREE)
9616         return spec;
9617     }
9618
9619   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
9620                                complain))
9621     return error_mark_node;
9622
9623   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
9624      parameters and return types have to be checked.  However this
9625      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
9626      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
9627      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
9628   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
9629
9630   /* Although PROCESSING_TEMPLATE_DECL may be true at this point
9631      (because, for example, we have encountered a non-dependent
9632      function call in the body of a template function and must now
9633      determine which of several overloaded functions will be called),
9634      within the instantiation itself we are not processing a
9635      template.  */  
9636   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
9637   processing_template_decl = 0;
9638   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
9639   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
9640                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
9641   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
9642   if (fndecl == error_mark_node)
9643     return error_mark_node;
9644
9645   /* Now we know the specialization, compute access previously
9646      deferred.  */
9647   push_access_scope (fndecl);
9648   perform_deferred_access_checks ();
9649   pop_access_scope (fndecl);
9650   pop_deferring_access_checks ();
9651
9652   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9653      template, not the most general template.  */
9654   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9655
9656   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9657      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9658      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9659      instantiating the template clones.  */
9660   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9661     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9662
9663   return fndecl;
9664 }
9665
9666 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9667    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9668    into which the deduced template arguments are placed.
9669
9670    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9671    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9672    printed only for an incomplete match.
9673
9674    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9675    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9676
9677    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9678    template-id.
9679
9680    The parameter STRICT is one of:
9681
9682    DEDUCE_CALL:
9683      We are deducing arguments for a function call, as in
9684      [temp.deduct.call].
9685
9686    DEDUCE_CONV:
9687      We are deducing arguments for a conversion function, as in
9688      [temp.deduct.conv].
9689
9690    DEDUCE_EXACT:
9691      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9692      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9693      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9694      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
9695
9696 int
9697 fn_type_unification (tree fn,
9698                      tree explicit_targs,
9699                      tree targs,
9700                      tree args,
9701                      tree return_type,
9702                      unification_kind_t strict,
9703                      int flags)
9704 {
9705   tree parms;
9706   tree fntype;
9707   int result;
9708
9709   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9710
9711   fntype = TREE_TYPE (fn);
9712   if (explicit_targs)
9713     {
9714       /* [temp.deduct]
9715
9716          The specified template arguments must match the template
9717          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9718          must not be more arguments than there are parameters;
9719          otherwise type deduction fails.
9720
9721          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9722          nontype template parameters, or must be convertible to the
9723          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9724          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9725
9726          All references in the function type of the function template
9727          to the corresponding template parameters are replaced by the
9728          specified template argument values.  If a substitution in a
9729          template parameter or in the function type of the function
9730          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9731       int i;
9732       tree converted_args;
9733       bool incomplete;
9734
9735       if (explicit_targs == error_mark_node)
9736         return 1;
9737
9738       converted_args
9739         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9740                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
9741                                   /*require_all_args=*/false,
9742                                   /*use_default_args=*/false));
9743       if (converted_args == error_mark_node)
9744         return 1;
9745
9746       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9747          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9748          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9749          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9750          processing during substitution as we could create partial
9751          instantiations.  */
9752       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9753       processing_template_decl += incomplete;
9754       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9755       processing_template_decl -= incomplete;
9756
9757       if (fntype == error_mark_node)
9758         return 1;
9759
9760       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9761       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9762         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9763     }
9764
9765   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9766   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
9767
9768   if (return_type)
9769     {
9770       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9771       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9772     }
9773
9774   /* We allow incomplete unification without an error message here
9775      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9776      callers must be ready to deal with unification failures in any
9777      event.  */
9778   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9779                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9780                                   strict, flags);
9781
9782   if (result == 0)
9783     /* All is well so far.  Now, check:
9784
9785        [temp.deduct]
9786
9787        When all template arguments have been deduced, all uses of
9788        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9789        the corresponding deduced argument values.  If the
9790        substitution results in an invalid type, as described above,
9791        type deduction fails.  */
9792     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9793         == error_mark_node)
9794       return 1;
9795
9796   return result;
9797 }
9798
9799 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9800    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9801    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9802    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9803    the argument passed to the call, or the type of the value
9804    initialized with the result of the conversion function.  */
9805
9806 static int
9807 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
9808                                   tree* parm,
9809                                   tree* arg)
9810 {
9811   int result = 0;
9812
9813   switch (strict)
9814     {
9815     case DEDUCE_CALL:
9816       break;
9817
9818     case DEDUCE_CONV:
9819       {
9820         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9821            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9822            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9823         tree* temp = parm;
9824         parm = arg;
9825         arg = temp;
9826         break;
9827       }
9828
9829     case DEDUCE_EXACT:
9830       /* There is nothing to do in this case.  */
9831       return 0;
9832
9833     default:
9834       gcc_unreachable ();
9835     }
9836
9837   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9838     {
9839       /* [temp.deduct.call]
9840
9841          If P is not a reference type:
9842
9843          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9844          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9845          used in place of A for type deduction; otherwise,
9846
9847          --If A is a function type, the pointer type produced by
9848          the function-to-pointer standard conversion
9849          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9850          otherwise,
9851
9852          --If A is a cv-qualified type, the top level
9853          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9854          deduction.  */
9855       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9856         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9857       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9858         *arg = build_pointer_type (*arg);
9859       else
9860         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9861     }
9862
9863   /* [temp.deduct.call]
9864
9865      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9866      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9867      reference type, the type referred to by P is used for
9868      type deduction.  */
9869   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9870   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9871     {
9872       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9873       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9874     }
9875
9876   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9877      too (which has been swapped into ARG).  */
9878   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9879     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9880
9881   return result;
9882 }
9883
9884 /* Most parms like fn_type_unification.
9885
9886    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9887    arguments of a function or method parameter of a function
9888    template). */
9889
9890 static int
9891 type_unification_real (tree tparms,
9892                        tree targs,
9893                        tree xparms,
9894                        tree xargs,
9895                        int subr,
9896                        unification_kind_t strict,
9897                        int flags)
9898 {
9899   tree parm, arg;
9900   int i;
9901   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9902   int sub_strict;
9903   int saw_undeduced = 0;
9904   tree parms, args;
9905
9906   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9907   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9908   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9909   gcc_assert (ntparms > 0);
9910
9911   switch (strict)
9912     {
9913     case DEDUCE_CALL:
9914       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9915                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9916       break;
9917
9918     case DEDUCE_CONV:
9919       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9920       break;
9921
9922     case DEDUCE_EXACT:
9923       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9924       break;
9925
9926     default:
9927       gcc_unreachable ();
9928     }
9929
9930  again:
9931   parms = xparms;
9932   args = xargs;
9933
9934   while (parms && parms != void_list_node
9935          && args && args != void_list_node)
9936     {
9937       parm = TREE_VALUE (parms);
9938       parms = TREE_CHAIN (parms);
9939       arg = TREE_VALUE (args);
9940       args = TREE_CHAIN (args);
9941
9942       if (arg == error_mark_node)
9943         return 1;
9944       if (arg == unknown_type_node)
9945         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9946            template args from other function args.  */
9947         continue;
9948
9949       /* Conversions will be performed on a function argument that
9950          corresponds with a function parameter that contains only
9951          non-deducible template parameters and explicitly specified
9952          template parameters.  */
9953       if (!uses_template_parms (parm))
9954         {
9955           tree type;
9956
9957           if (!TYPE_P (arg))
9958             type = TREE_TYPE (arg);
9959           else
9960             type = arg;
9961
9962           if (same_type_p (parm, type))
9963             continue;
9964           if (strict != DEDUCE_EXACT
9965               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
9966                                   flags))
9967             continue;
9968
9969           return 1;
9970         }
9971
9972       if (!TYPE_P (arg))
9973         {
9974           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9975           if (type_unknown_p (arg))
9976             {
9977               /* [temp.deduct.type] 
9978
9979                  A template-argument can be deduced from a pointer to
9980                  function or pointer to member function argument if
9981                  the set of overloaded functions does not contain
9982                  function templates and at most one of a set of
9983                  overloaded functions provides a unique match.  */
9984               if (resolve_overloaded_unification
9985                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict))
9986                 continue;
9987
9988               return 1;
9989             }
9990           arg = unlowered_expr_type (arg);
9991           if (arg == error_mark_node)
9992             return 1;
9993         }
9994
9995       {
9996         int arg_strict = sub_strict;
9997
9998         if (!subr)
9999           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
10000
10001         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
10002           return 1;
10003       }
10004     }
10005
10006   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
10007      are present, and the parm list isn't variadic.  */
10008   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
10009     return 1;
10010   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
10011   if (parms && parms != void_list_node
10012       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
10013     return 1;
10014
10015   if (!subr)
10016     for (i = 0; i < ntparms; i++)
10017       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
10018         {
10019           tree tparm;
10020
10021           if (TREE_VEC_ELT (tparms, i) == error_mark_node)
10022             continue;
10023
10024           tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
10025
10026           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
10027              a type parameter, try another pass; its type may have been
10028              deduced from a later argument than the one from which
10029              this parameter can be deduced.  */
10030           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
10031               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
10032               && !saw_undeduced++)
10033             goto again;
10034
10035           return 2;
10036         }
10037
10038   return 0;
10039 }
10040
10041 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
10042    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
10043    we try deducing template args from each of the overloads, and if
10044    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
10045    true on success.  */
10046
10047 static bool
10048 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
10049                                 tree targs,
10050                                 tree parm,
10051                                 tree arg,
10052                                 unification_kind_t strict,
10053                                 int sub_strict)
10054 {
10055   tree tempargs = copy_node (targs);
10056   int good = 0;
10057   bool addr_p;
10058
10059   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
10060     {
10061       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10062       addr_p = true;
10063     }
10064   else
10065     addr_p = false;
10066
10067   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
10068     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
10069        function name.  */
10070     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
10071
10072   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
10073     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
10074
10075   /* Strip baselink information.  */
10076   if (BASELINK_P (arg))
10077     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
10078
10079   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10080     {
10081       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
10082          the affected templates before we try to unify, in case the
10083          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
10084
10085       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
10086       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10087
10088       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
10089         {
10090           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
10091           tree subargs, elem;
10092
10093           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
10094             continue;
10095
10096           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
10097                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
10098           if (subargs)
10099             {
10100               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
10101               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
10102                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
10103             }
10104         }
10105     }
10106   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
10107            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
10108     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
10109        -- but the deduction does not succeed because the expression is
10110        not just the function on its own.  */
10111     return false;
10112   else
10113     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
10114       good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
10115                                 TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
10116                                 strict, sub_strict, addr_p);
10117
10118   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
10119      to function or pointer to member function argument if the set of
10120      overloaded functions does not contain function templates and at most
10121      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
10122
10123      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
10124      deduce anything.  */
10125
10126   if (good == 1)
10127     {
10128       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
10129       for (; i--; )
10130         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
10131           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
10132     }
10133   if (good)
10134     return true;
10135
10136   return false;
10137 }
10138
10139 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
10140    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
10141    different overloads deduce different arguments for a given parm.
10142    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
10143    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
10144
10145    Returns 1 on success.  */
10146
10147 static int
10148 try_one_overload (tree tparms,
10149                   tree orig_targs,
10150                   tree targs,
10151                   tree parm,
10152                   tree arg,
10153                   unification_kind_t strict,
10154                   int sub_strict,
10155                   bool addr_p)
10156 {
10157   int nargs;
10158   tree tempargs;
10159   int i;
10160
10161   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
10162      to function or pointer to member function argument if the set of
10163      overloaded functions does not contain function templates and at most
10164      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
10165
10166      So if this is a template, just return success.  */
10167
10168   if (uses_template_parms (arg))
10169     return 1;
10170
10171   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
10172     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
10173   else if (addr_p)
10174     arg = build_pointer_type (arg);
10175
10176   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
10177
10178   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
10179      some template args from previous args, unify would complain when we
10180      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
10181      there isn't really a conflict.  */
10182   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
10183   tempargs = make_tree_vec (nargs);
10184
10185   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
10186     return 0;
10187
10188   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
10189      explicitly specified args.  */
10190   for (i = nargs; i--; )
10191     {
10192       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
10193       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
10194
10195       if (!elt)
10196         /*NOP*/;
10197       else if (uses_template_parms (elt))
10198         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
10199            template args used in the function parm list with our own
10200            template parms.  Discard them.  */
10201         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
10202       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
10203         return 0;
10204     }
10205
10206   for (i = nargs; i--; )
10207     {
10208       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
10209
10210       if (elt)
10211         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
10212     }
10213
10214   return 1;
10215 }
10216
10217 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
10218    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
10219    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
10220    TARGS are as for unify.  */
10221
10222 static tree
10223 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
10224 {
10225   tree copy_of_targs;
10226
10227   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
10228       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
10229           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
10230     return NULL_TREE;
10231
10232   /* We need to make a new template argument vector for the call to
10233      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
10234      the attempted unification, even if this class didn't work out.
10235      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
10236      we've already done, since unification is supposed to be done on
10237      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
10238      following pathological case:
10239
10240        template <int I, int J, int K>
10241        struct S {};
10242
10243        template <int I, int J>
10244        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
10245
10246        template <int I, int J, int K>
10247        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
10248
10249        void g() {
10250          S<0, 0, 0> s0;
10251          S<0, 1, 2> s2;
10252
10253          f(s0, s2);
10254        }
10255
10256      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
10257      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
10258      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
10259      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
10260      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
10261      would reject the possibility I=1.  */
10262   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
10263
10264   /* If unification failed, we're done.  */
10265   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10266              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10267     return NULL_TREE;
10268
10269   return arg;
10270 }
10271
10272 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
10273    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
10274    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
10275    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
10276    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
10277    by unify.  */
10278
10279 static tree
10280 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
10281 {
10282   tree rval = NULL_TREE;
10283   tree binfo;
10284
10285   gcc_assert (IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (arg)));
10286
10287   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
10288   if (!binfo)
10289     /* The type could not be completed.  */
10290     return NULL_TREE;
10291
10292   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
10293      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
10294   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
10295     {
10296       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
10297
10298       if (r)
10299         {
10300           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
10301
10302                [temp.deduct.call]
10303
10304               If they yield more than one possible deduced A, the type
10305               deduction fails.
10306
10307              applies.  */
10308           if (rval && !same_type_p (r, rval))
10309             return NULL_TREE;
10310
10311           rval = r;
10312         }
10313     }
10314
10315   return rval;
10316 }
10317
10318 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
10319
10320 static int
10321 template_decl_level (tree decl)
10322 {
10323   switch (TREE_CODE (decl))
10324     {
10325     case TYPE_DECL:
10326     case TEMPLATE_DECL:
10327       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
10328
10329     case PARM_DECL:
10330       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
10331
10332     default:
10333       gcc_unreachable ();
10334     }
10335   return 0;
10336 }
10337
10338 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
10339    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
10340    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
10341
10342 static int
10343 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
10344 {
10345   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
10346   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
10347
10348   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
10349       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
10350     {
10351       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
10352           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
10353           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
10354           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
10355           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
10356           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
10357       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
10358            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
10359            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
10360           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
10361         return 0;
10362
10363       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
10364           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
10365         return 0;
10366     }
10367
10368   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
10369       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
10370     return 0;
10371
10372   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
10373       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
10374     return 0;
10375
10376   return 1;
10377 }
10378
10379 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
10380    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
10381    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
10382    include template arguments for outer levels of template parameters
10383    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
10384    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
10385    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
10386    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
10387    are deduced, then TARGS is updated.
10388
10389    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
10390    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
10391
10392      UNIFY_ALLOW_NONE:
10393        Require an exact match between PARM and ARG.
10394      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
10395        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
10396        conversion) than ARG.
10397      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
10398        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
10399      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
10400        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
10401        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
10402        ARG.
10403      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
10404        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
10405        case for more information.
10406      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
10407        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
10408        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
10409        have const qualified pointers leading up to the inner type which
10410        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
10411        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
10412        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
10413      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
10414        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
10415        qualified at this point.
10416      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
10417        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
10418        qualified at this point.  */
10419
10420 static int
10421 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
10422 {
10423   int idx;
10424   tree targ;
10425   tree tparm;
10426   int strict_in = strict;
10427
10428   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
10429      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
10430      signedness is the only information lost, and I think that will be
10431      okay.  */
10432   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
10433     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
10434
10435   if (arg == error_mark_node)
10436     return 1;
10437   if (arg == unknown_type_node)
10438     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
10439        template args from other function args.  */
10440     return 0;
10441
10442   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
10443      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
10444      template parameters.  We might need them if we're trying to
10445      figure out which of two things is more specialized.  */
10446   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
10447     return 0;
10448
10449   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
10450      cv-qualification mismatches.  */
10451   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10452       && TYPE_P (arg)
10453       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
10454          type, and the elements might be template type parms. We'll check
10455          when we recurse.  */
10456       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
10457       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
10458          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
10459          PARM `T' for example, when computing which of two templates
10460          is more specialized, for example.  */
10461       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
10462       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
10463     return 1;
10464
10465   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
10466       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
10467     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
10468   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
10469   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
10470   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
10471   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
10472
10473   switch (TREE_CODE (parm))
10474     {
10475     case TYPENAME_TYPE:
10476     case SCOPE_REF:
10477     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
10478       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
10479          argument values cannot be deduced for template parameters used
10480          within the nested-name-specifier.  */
10481       return 0;
10482
10483     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
10484     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10485     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10486       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10487       if (tparm == error_mark_node)
10488         return 1;
10489
10490       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
10491           != template_decl_level (tparm))
10492         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10493            to see if it matches ARG.  */
10494         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10495                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
10496       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
10497       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
10498       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
10499
10500       /* Check for mixed types and values.  */
10501       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
10502            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
10503           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10504               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
10505         return 1;
10506
10507       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10508         {
10509           /* ARG must be constructed from a template class or a template
10510              template parameter.  */
10511           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10512               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
10513             return 1;
10514
10515           {
10516             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
10517             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
10518             tree argtmplvec
10519               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_TI_TEMPLATE (arg));
10520             int i;
10521
10522             /* The resolution to DR150 makes clear that default
10523                arguments for an N-argument may not be used to bind T
10524                to a template template parameter with fewer than N
10525                parameters.  It is not safe to permit the binding of
10526                default arguments as an extension, as that may change
10527                the meaning of a conforming program.  Consider:
10528
10529                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
10530
10531                   template <template <typename> class View,
10532                             typename Block>
10533                   void operator+(float, View<Block> const&);
10534
10535                   template <typename Block,
10536                             unsigned int Dim = Block::dim>
10537                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
10538
10539                   void
10540                   test_1d (void) {
10541                     Lvalue_proxy<Dense> p;
10542                     float b;
10543                     b + p;
10544                   }
10545
10546               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
10547               the global operator+ will be used; if they are not, the
10548               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
10549             if (coerce_template_parms (argtmplvec, parmvec,
10550                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
10551                                        tf_none,
10552                                        /*require_all_args=*/true,
10553                                        /*use_default_args=*/false)
10554                 == error_mark_node)
10555               return 1;
10556
10557             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
10558                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
10559                rather than the whole TREE_VEC since they can have
10560                different number of elements.  */
10561
10562             for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parmvec); ++i)
10563               {
10564                 if (unify (tparms, targs,
10565                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
10566                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
10567                            UNIFY_ALLOW_NONE))
10568                   return 1;
10569               }
10570           }
10571           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
10572
10573           /* Fall through to deduce template name.  */
10574         }
10575
10576       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10577           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10578         {
10579           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
10580
10581           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10582           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
10583             return 0;
10584           else if (targ)
10585             return 1;
10586         }
10587       else
10588         {
10589           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
10590              a match unless we are allowing additional qualification.
10591              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
10592              that binds `const int' to `T'.  */
10593           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
10594                                          arg, parm))
10595             return 1;
10596
10597           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
10598              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
10599           arg = cp_build_qualified_type_real
10600             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
10601           if (arg == error_mark_node)
10602             return 1;
10603
10604           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10605           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
10606             return 0;
10607           else if (targ)
10608             return 1;
10609
10610           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
10611              that were talking about variable-sized arrays (like
10612              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
10613              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
10614              the bound of the array will not be computable in an
10615              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
10616              ISO C++, so we can do as we please here.  */
10617           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
10618             return 1;
10619         }
10620
10621       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
10622       return 0;
10623
10624     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10625       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10626       if (tparm == error_mark_node)
10627         return 1;
10628
10629       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
10630           != template_decl_level (tparm))
10631         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10632            to see if it matches ARG.  */
10633         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10634                  && cp_tree_equal (parm, arg));
10635
10636       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
10637       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
10638
10639       if (targ)
10640         return !cp_tree_equal (targ, arg);
10641
10642       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
10643          with a non-type template-parameter, the non-type
10644          template-parameter is used in an expression in the function
10645          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
10646          deduced, the template-argument type shall match the type of the
10647          template-parameter exactly, except that a template-argument
10648          deduced from an array bound may be of any integral type.
10649          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
10650       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
10651       if (!TREE_TYPE (arg))
10652         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
10653            It will later be processed in convert_template_argument.  */
10654         ;
10655       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
10656         /* OK */;
10657       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
10658                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
10659                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
10660         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
10661            template argument must exactly match the types of the
10662            corresponding parameter.  */
10663         arg = fold (build_nop (TREE_TYPE (parm), arg));
10664       else if (uses_template_parms (tparm))
10665         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
10666            later.  */
10667         return 0;
10668       else
10669         return 1;
10670
10671       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
10672       return 0;
10673
10674     case PTRMEM_CST:
10675      {
10676         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
10677          another constant.  */
10678       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
10679         return 1;
10680
10681       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
10682          wrong, depending on the strict flags) to unify also
10683          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
10684          arg refer to the same variable, even if through different
10685          classes. For instance:
10686
10687          struct A { int x; };
10688          struct B : A { };
10689
10690          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
10691       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
10692                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
10693      }
10694
10695     case POINTER_TYPE:
10696       {
10697         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
10698           return 1;
10699
10700         /* [temp.deduct.call]
10701
10702            A can be another pointer or pointer to member type that can
10703            be converted to the deduced A via a qualification
10704            conversion (_conv.qual_).
10705
10706            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
10707            This will allow for additional cv-qualification of the
10708            pointed-to types if appropriate.  */
10709
10710         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
10711           /* The derived-to-base conversion only persists through one
10712              level of pointers.  */
10713           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
10714
10715         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10716                       TREE_TYPE (arg), strict);
10717       }
10718
10719     case REFERENCE_TYPE:
10720       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
10721         return 1;
10722       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10723                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10724
10725     case ARRAY_TYPE:
10726       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
10727         return 1;
10728       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
10729           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
10730         return 1;
10731       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
10732         {
10733           tree parm_max;
10734           tree arg_max;
10735           bool parm_cst;
10736           bool arg_cst;
10737
10738           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
10739              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
10740              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
10741              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
10742              here.  */
10743           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
10744           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
10745           if (!parm_cst)
10746             {
10747               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
10748               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
10749             }
10750           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
10751           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
10752           if (!arg_cst)
10753             {
10754               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
10755                  trying to unify the type of a variable with the type
10756                  of a template parameter.  For example:
10757
10758                    template <unsigned int N>
10759                    void f (char (&) [N]);
10760                    int g(); 
10761                    void h(int i) {
10762                      char a[g(i)];
10763                      f(a); 
10764                    }
10765
10766                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
10767                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
10768               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
10769                 return 1;
10770               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
10771             }
10772
10773           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
10774              by adding one to the other bound.  */
10775           if (parm_cst && !arg_cst)
10776             parm_max = fold_build2 (PLUS_EXPR,
10777                                     integer_type_node,
10778                                     parm_max,
10779                                     integer_one_node);
10780           else if (arg_cst && !parm_cst)
10781             arg_max = fold_build2 (PLUS_EXPR,
10782                                    integer_type_node,
10783                                    arg_max,
10784                                    integer_one_node);
10785
10786           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
10787             return 1;
10788         }
10789       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10790                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10791
10792     case REAL_TYPE:
10793     case COMPLEX_TYPE:
10794     case VECTOR_TYPE:
10795     case INTEGER_TYPE:
10796     case BOOLEAN_TYPE:
10797     case ENUMERAL_TYPE:
10798     case VOID_TYPE:
10799       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10800         return 1;
10801
10802       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
10803          function.  */
10804       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
10805         return 1;
10806
10807       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
10808          will invalidate it if necessary.  */
10809       return 0;
10810
10811       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
10812       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
10813     case INTEGER_CST:
10814       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
10815         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10816
10817       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
10818         return 1;
10819       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
10820
10821     case TREE_VEC:
10822       {
10823         int i;
10824         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
10825           return 1;
10826         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
10827           return 1;
10828         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
10829           if (unify (tparms, targs,
10830                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
10831                      UNIFY_ALLOW_NONE))
10832             return 1;
10833         return 0;
10834       }
10835
10836     case RECORD_TYPE:
10837     case UNION_TYPE:
10838       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10839         return 1;
10840
10841       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
10842         {
10843           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10844             return 1;
10845
10846           return unify (tparms, targs,
10847                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
10848                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
10849                         strict);
10850         }
10851
10852       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
10853         {
10854           tree t = NULL_TREE;
10855
10856           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
10857             {
10858               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
10859               t = try_class_unification (tparms, targs,
10860                                          parm, arg);
10861
10862               if (!t)
10863                 {
10864                   /* Fallback to the special case allowed in
10865                      [temp.deduct.call]:
10866
10867                        If P is a class, and P has the form
10868                        template-id, then A can be a derived class of
10869                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
10870                        a class of the form template-id, A can be a
10871                        pointer to a derived class pointed to by the
10872                        deduced A.  */
10873                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
10874
10875                   if (!t)
10876                     return 1;
10877                 }
10878             }
10879           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
10880                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
10881                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
10882             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
10883                Then, we should unify `int' and `U'.  */
10884             t = arg;
10885           else
10886             /* There's no chance of unification succeeding.  */
10887             return 1;
10888
10889           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10890                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
10891         }
10892       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
10893         return 1;
10894       return 0;
10895
10896     case METHOD_TYPE:
10897     case FUNCTION_TYPE:
10898       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10899         return 1;
10900
10901       /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
10902          match exactly.  We need to check them explicitly here,
10903          because type_unification_real treats them as any other
10904          cvqualified parameter.  */
10905       if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
10906           && (!check_cv_quals_for_unify
10907               (UNIFY_ALLOW_NONE,
10908                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
10909                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
10910         return 1;
10911
10912       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10913                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10914         return 1;
10915       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10916                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, DEDUCE_EXACT,
10917                                     LOOKUP_NORMAL);
10918
10919     case OFFSET_TYPE:
10920       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
10921          deduces the type of the member as a function type. */
10922       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10923         {
10924           tree method_type;
10925           tree fntype;
10926           cp_cv_quals cv_quals;
10927
10928           /* Check top-level cv qualifiers */
10929           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
10930             return 1;
10931
10932           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10933                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10934             return 1;
10935
10936           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
10937           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
10938           fntype =
10939             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
10940                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
10941
10942           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
10943              implicit object parameter and place them on the function
10944              type to be restored later. */
10945           cv_quals =
10946             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
10947           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
10948           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
10949         }
10950
10951       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10952         return 1;
10953       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10954                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10955         return 1;
10956       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10957                     strict);
10958
10959     case CONST_DECL:
10960       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10961         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10962       if (arg != integral_constant_value (parm))
10963         return 1;
10964       return 0;
10965
10966     case FIELD_DECL:
10967     case TEMPLATE_DECL:
10968       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10969       return 1;
10970
10971     default:
10972       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10973
10974       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10975          something like:
10976
10977            template <int I>
10978            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10979
10980          This is a "nondeduced context":
10981
10982            [deduct.type]
10983
10984            The nondeduced contexts are:
10985
10986            --A type that is a template-id in which one or more of
10987              the template-arguments is an expression that references
10988              a template-parameter.
10989
10990          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10991          actually infer any unifications.  */
10992
10993       if (!uses_template_parms (parm)
10994           && !template_args_equal (parm, arg))
10995         return 1;
10996       else
10997         return 0;
10998     }
10999 }
11000 \f
11001 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
11002    required.  */
11003
11004 static void
11005 mark_definable (tree decl)
11006 {
11007   tree clone;
11008   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
11009   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
11010     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
11011 }
11012
11013 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
11014    explicitly instantiated class.  */
11015
11016 void
11017 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
11018 {
11019   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
11020
11021   /* If this entity has already been written out, it's too late to
11022      make any modifications.  */
11023   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
11024     return;
11025
11026   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
11027     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
11028        set correctly by tsubst.  */
11029     TREE_PUBLIC (result) = 1;
11030
11031   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
11032   DECL_COMDAT (result) = 0;
11033
11034   if (extern_p)
11035     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
11036   else
11037     {
11038       mark_definable (result);
11039       /* Always make artificials weak.  */
11040       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
11041         comdat_linkage (result);
11042       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
11043          linkonce sections.  */
11044       else if (TREE_PUBLIC (result))
11045         maybe_make_one_only (result);
11046     }
11047
11048   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
11049      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
11050      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
11051      emitted here.  In neither circumstance do we want
11052      import_export_decl to adjust the linkage.  */
11053   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
11054 }
11055
11056 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
11057
11058    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
11059    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
11060    0 if neither is more specialized.
11061
11062    LEN indicates the number of parameters we should consider
11063    (defaulted parameters should not be considered).
11064
11065    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
11066    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
11067    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
11068    the templates will be more specialized if all the *other*
11069    template's arguments deduce against its arguments and at least one
11070    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
11071    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
11072    The arguments used in deduction have reference and top level cv
11073    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
11074    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
11075    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
11076    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
11077    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
11078    we do *not* verify the deduced template argument values can be
11079    substituted into non-deduced contexts, nor do we have to verify
11080    that all template arguments have been deduced.  */
11081
11082 int
11083 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
11084 {
11085   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
11086   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
11087   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
11088   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
11089   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
11090   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
11091   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
11092   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
11093   int better1 = 0;
11094   int better2 = 0;
11095
11096   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
11097      one is a non-static member function and the other is not a static
11098      member function, remove the first parameter from that function
11099      also.  This situation occurs for operator functions where we
11100      locate both a member function (with this pointer) and non-member
11101      operator (with explicit first operand).  */
11102   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
11103     {
11104       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
11105       args1 = TREE_CHAIN (args1);
11106       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
11107         args2 = TREE_CHAIN (args2);
11108     }
11109   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
11110     {
11111       args2 = TREE_CHAIN (args2);
11112       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
11113         {
11114           len--;
11115           args1 = TREE_CHAIN (args1);
11116         }
11117     }
11118
11119   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
11120   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
11121     return 0;
11122
11123   /* Consider the return type for a conversion function */
11124   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
11125     {
11126       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
11127       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
11128       len++;
11129     }
11130
11131   processing_template_decl++;
11132
11133   while (len--)
11134     {
11135       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
11136       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
11137       int deduce1, deduce2;
11138       int quals1 = -1;
11139       int quals2 = -1;
11140
11141       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
11142         {
11143           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
11144           quals1 = cp_type_quals (arg1);
11145         }
11146
11147       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
11148         {
11149           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
11150           quals2 = cp_type_quals (arg2);
11151         }
11152
11153       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
11154         {
11155           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
11156              array/function pointer decay to it.  This is not part of
11157              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
11158              for the function call itself, and with our earlier
11159              implementation of the underspecified partial ordering
11160              rules.  (nathan).  */
11161           if (quals1 >= 0)
11162             {
11163               switch (TREE_CODE (arg1))
11164                 {
11165                 case ARRAY_TYPE:
11166                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
11167                   /* FALLTHROUGH. */
11168                 case FUNCTION_TYPE:
11169                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
11170                   break;
11171
11172                 default:
11173                   break;
11174                 }
11175             }
11176           else
11177             {
11178               switch (TREE_CODE (arg2))
11179                 {
11180                 case ARRAY_TYPE:
11181                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
11182                   /* FALLTHROUGH. */
11183                 case FUNCTION_TYPE:
11184                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
11185                   break;
11186
11187                 default:
11188                   break;
11189                 }
11190             }
11191         }
11192
11193       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
11194       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
11195
11196       deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
11197       deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
11198
11199       if (!deduce1)
11200         better2 = -1;
11201       if (!deduce2)
11202         better1 = -1;
11203       if (better1 < 0 && better2 < 0)
11204         /* We've failed to deduce something in either direction.
11205            These must be unordered.  */
11206         break;
11207
11208       if (deduce1 && deduce2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
11209         {
11210           /* Deduces in both directions, see if quals can
11211              disambiguate.  Pretend the worse one failed to deduce. */
11212           if ((quals1 & quals2) == quals2)
11213             deduce1 = 0;
11214           if ((quals1 & quals2) == quals1)
11215             deduce2 = 0;
11216         }
11217       if (deduce1 && !deduce2 && !better2)
11218         better2 = 1;
11219       if (deduce2 && !deduce1 && !better1)
11220         better1 = 1;
11221
11222       args1 = TREE_CHAIN (args1);
11223       args2 = TREE_CHAIN (args2);
11224     }
11225
11226   processing_template_decl--;
11227
11228   return (better1 > 0) - (better2 > 0);
11229 }
11230
11231 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
11232
11233    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
11234    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
11235    innermost set of template parameters for the partial
11236    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
11237
11238    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
11239    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
11240    specialized.
11241
11242    See [temp.class.order] for information about determining which of
11243    two templates is more specialized.  */
11244
11245 static int
11246 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
11247 {
11248   tree targs;
11249   tree tmpl1, tmpl2;
11250   int winner = 0;
11251
11252   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
11253   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
11254
11255   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
11256      different class template specializations, we may encounter dependent
11257      types in the arguments, and we need our dependency check functions
11258      to behave correctly.  */
11259   ++processing_template_decl;
11260   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
11261                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
11262                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
11263   if (targs)
11264     --winner;
11265
11266   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
11267                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
11268                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
11269   if (targs)
11270     ++winner;
11271   --processing_template_decl;
11272
11273   return winner;
11274 }
11275
11276 /* Return the template arguments that will produce the function signature
11277    DECL from the function template FN, with the explicit template
11278    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
11279    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
11280    found.  */
11281
11282 static tree
11283 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
11284 {
11285   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
11286   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
11287   tree decl_type;
11288   tree decl_arg_types;
11289
11290   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
11291      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
11292      FN.  */
11293   decl_type = TREE_TYPE (decl);
11294   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
11295     {
11296       tree tmpl;
11297       tree converted_args;
11298
11299       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
11300         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11301       else
11302         /* We can get here for some invalid specializations.  */
11303         return NULL_TREE;
11304
11305       converted_args
11306         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
11307                                  explicit_args, NULL_TREE,
11308                                  tf_none,
11309                                  /*require_all_args=*/false,
11310                                  /*use_default_args=*/false);
11311       if (converted_args == error_mark_node)
11312         return NULL_TREE;
11313
11314       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
11315       if (decl_type == error_mark_node)
11316         return NULL_TREE;
11317     }
11318
11319   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
11320   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
11321                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
11322
11323   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
11324                            decl_arg_types,
11325                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
11326                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
11327                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
11328     return NULL_TREE;
11329
11330   return targs;
11331 }
11332
11333 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
11334    template specialization whose innermost template parameters are
11335    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
11336    ARGS.
11337
11338    For example, suppose we have:
11339
11340      template <class T, class U> struct S {};
11341      template <class T> struct S<T*, int> {};
11342
11343    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
11344    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
11345    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
11346    is bound to `double'.  */
11347
11348 static tree
11349 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
11350 {
11351   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
11352   tree deduced_args;
11353   tree innermost_deduced_args;
11354
11355   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
11356   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
11357     {
11358       deduced_args = copy_node (args);
11359       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
11360                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
11361                            innermost_deduced_args);
11362     }
11363   else
11364     deduced_args = innermost_deduced_args;
11365
11366   if (unify (tparms, deduced_args,
11367              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
11368              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
11369              UNIFY_ALLOW_NONE))
11370     return NULL_TREE;
11371
11372   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
11373     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
11374       return NULL_TREE;
11375
11376   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
11377      obtained from argument deduction.
11378
11379      For example:
11380
11381        struct A { typedef int X; };
11382        template <class T, class U> struct C {};
11383        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
11384
11385      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
11386      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
11387      is `int'.  */
11388   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
11389   if (spec_args == error_mark_node
11390       /* We only need to check the innermost arguments; the other
11391          arguments will always agree.  */
11392       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
11393                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
11394     return NULL_TREE;
11395
11396   return deduced_args;
11397 }
11398
11399 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
11400    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
11401    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
11402    is returned.
11403
11404    Note that this function does not look at, or modify, the
11405    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
11406    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
11407    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
11408    and retrieve it from the value returned.  */
11409
11410 tree
11411 most_specialized_instantiation (tree templates)
11412 {
11413   tree fn, champ;
11414
11415   ++processing_template_decl;
11416
11417   champ = templates;
11418   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
11419     {
11420       int fate = 0;
11421
11422       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
11423                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
11424                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
11425         fate--;
11426
11427       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
11428                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
11429                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
11430         fate++;
11431
11432       if (fate == -1)
11433         champ = fn;
11434       else if (!fate)
11435         {
11436           /* Equally specialized, move to next function.  If there
11437              is no next function, nothing's most specialized.  */
11438           fn = TREE_CHAIN (fn);
11439           champ = fn;
11440           if (!fn)
11441             break;
11442         }
11443     }
11444
11445   if (champ)
11446     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
11447        instantiation list.  */
11448     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
11449       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
11450                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
11451                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
11452           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
11453                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
11454                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
11455         {
11456           champ = NULL_TREE;
11457           break;
11458         }
11459
11460   processing_template_decl--;
11461
11462   if (!champ)
11463     return error_mark_node;
11464
11465   return champ;
11466 }
11467
11468 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
11469    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
11470
11471    For example, given:
11472
11473      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
11474
11475    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
11476    the full template.  This function will not trace past partial
11477    specializations, however.  For example, given in addition:
11478
11479      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
11480
11481    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
11482    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
11483
11484 tree
11485 most_general_template (tree decl)
11486 {
11487   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
11488      an immediate specialization.  */
11489   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11490     {
11491       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
11492         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11493
11494         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
11495            template friend.  */
11496         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
11497           return NULL_TREE;
11498       } else
11499         return NULL_TREE;
11500     }
11501
11502   /* Look for more and more general templates.  */
11503   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
11504     {
11505       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
11506          (See cp-tree.h for details.)  */
11507       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
11508         break;
11509
11510       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
11511           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
11512         break;
11513
11514       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
11515       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
11516           && DECL_CONTEXT (decl)
11517           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
11518         break;
11519
11520       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11521     }
11522
11523   return decl;
11524 }
11525
11526 /* Return the most specialized of the class template partial
11527    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
11528    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
11529    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
11530    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
11531    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
11532
11533    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
11534    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
11535    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
11536    returned.  */
11537
11538 static tree
11539 most_specialized_class (tree type, tree tmpl)
11540 {
11541   tree list = NULL_TREE;
11542   tree t;
11543   tree champ;
11544   int fate;
11545   bool ambiguous_p;
11546   tree args;
11547
11548   tmpl = most_general_template (tmpl);
11549   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
11550   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
11551     {
11552       tree partial_spec_args;
11553       tree spec_args;
11554
11555       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
11556       spec_args = get_class_bindings (TREE_VALUE (t),
11557                                       partial_spec_args,
11558                                       args);
11559       if (spec_args)
11560         {
11561           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
11562           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
11563         }
11564     }
11565
11566   if (! list)
11567     return NULL_TREE;
11568
11569   ambiguous_p = false;
11570   t = list;
11571   champ = t;
11572   t = TREE_CHAIN (t);
11573   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11574     {
11575       fate = more_specialized_class (champ, t);
11576       if (fate == 1)
11577         ;
11578       else
11579         {
11580           if (fate == 0)
11581             {
11582               t = TREE_CHAIN (t);
11583               if (! t)
11584                 {
11585                   ambiguous_p = true;
11586                   break;
11587                 }
11588             }
11589           champ = t;
11590         }
11591     }
11592
11593   if (!ambiguous_p)
11594     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
11595       {
11596         fate = more_specialized_class (champ, t);
11597         if (fate != 1)
11598           {
11599             ambiguous_p = true;
11600             break;
11601           }
11602       }
11603
11604   if (ambiguous_p)
11605     {
11606       const char *str = "candidates are:";
11607       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
11608       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
11609         {
11610           error ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
11611           str = "               ";
11612         }
11613       return error_mark_node;
11614     }
11615
11616   return champ;
11617 }
11618
11619 /* Explicitly instantiate DECL.  */
11620
11621 void
11622 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
11623 {
11624   tree result = NULL_TREE;
11625   int extern_p = 0;
11626
11627   if (!decl || decl == error_mark_node)
11628     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
11629        an appropriate message.  */
11630     return;
11631   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
11632     {
11633       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
11634       return;
11635     }
11636   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11637     {
11638       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
11639          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
11640          the latter, the DECL we get back will be marked as a
11641          template instantiation, and the appropriate
11642          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
11643          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
11644          should handle VAR_DECLs as it currently handles
11645          FUNCTION_DECLs.  */
11646       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
11647       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
11648         {
11649           error ("no matching template for %qD found", decl);
11650           return;
11651         }
11652     }
11653   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
11654     {
11655       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
11656       return;
11657     }
11658   else
11659     result = decl;
11660
11661   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
11662      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
11663      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
11664      until we get here.  */
11665
11666   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
11667     {
11668       /* DR 259 [temp.spec].
11669
11670          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11671          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11672          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11673
11674          For a given set of template parameters, if an explicit
11675          instantiation of a template appears after a declaration of an
11676          explicit specialization for that template, the explicit
11677          instantiation has no effect.  */
11678       return;
11679     }
11680   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
11681     {
11682       /* [temp.spec]
11683
11684          No program shall explicitly instantiate any template more
11685          than once.
11686
11687          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
11688          the first instantiation was `extern' and the second is not,
11689          and EXTERN_P for the opposite case.  */
11690       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
11691         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
11692       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
11693          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
11694       if (extern_p)
11695         return;
11696     }
11697   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
11698     {
11699       error ("no matching template for %qD found", result);
11700       return;
11701     }
11702   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
11703     {
11704       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
11705       return;
11706     }
11707
11708   if (storage == NULL_TREE)
11709     ;
11710   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11711     {
11712       if (pedantic && !in_system_header)
11713         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
11714                  "instantiations");
11715       extern_p = 1;
11716     }
11717   else
11718     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
11719
11720   check_explicit_instantiation_namespace (result);
11721   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
11722   if (! extern_p)
11723     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
11724                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11725 }
11726
11727 static void
11728 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
11729 {
11730   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
11731   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
11732   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
11733   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
11734   if (! extern_p)
11735     {
11736       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
11737       rest_of_type_compilation (t, 1);
11738     }
11739 }
11740
11741 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
11742    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
11743 static void
11744 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
11745 {
11746   tree storage = *(tree *) data;
11747
11748   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
11749       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
11750     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
11751 }
11752
11753 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
11754    (a member function or a static member variable) of an
11755    explicitly instantiated class template.  */
11756 static void
11757 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
11758 {
11759   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
11760   if (! extern_p)
11761     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
11762                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
11763 }
11764
11765 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
11766    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
11767    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
11768    since the standard is unclear (as detailed below).  */
11769
11770 void
11771 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
11772 {
11773   int extern_p = 0;
11774   int nomem_p = 0;
11775   int static_p = 0;
11776   int previous_instantiation_extern_p = 0;
11777
11778   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
11779     t = TREE_TYPE (t);
11780
11781   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
11782     {
11783       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
11784       return;
11785     }
11786
11787   complete_type (t);
11788
11789   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
11790     {
11791       if (complain & tf_error)
11792         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
11793                t);
11794       return;
11795     }
11796
11797   if (storage != NULL_TREE)
11798     {
11799       if (pedantic && !in_system_header)
11800         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations",
11801                 storage);
11802
11803       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
11804         nomem_p = 1;
11805       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11806         extern_p = 1;
11807       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
11808         static_p = 1;
11809       else
11810         {
11811           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
11812                  storage);
11813           extern_p = 0;
11814         }
11815     }
11816
11817   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
11818     {
11819       /* DR 259 [temp.spec].
11820
11821          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11822          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11823          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11824
11825          For a given set of template parameters, if an explicit
11826          instantiation of a template appears after a declaration of an
11827          explicit specialization for that template, the explicit
11828          instantiation has no effect.  */
11829       return;
11830     }
11831   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
11832     {
11833       /* [temp.spec]
11834
11835          No program shall explicitly instantiate any template more
11836          than once.
11837
11838          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
11839          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
11840          These cases are OK.  */
11841       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
11842
11843       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
11844           && (complain & tf_error))
11845         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
11846
11847       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
11848       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
11849         return;
11850     }
11851
11852   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
11853   mark_class_instantiated (t, extern_p);
11854
11855   if (nomem_p)
11856     return;
11857
11858   {
11859     tree tmp;
11860
11861     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
11862        declarations, and not the definitions, of members are
11863        instantiated, we have here:
11864
11865          [temp.explicit]
11866
11867          The explicit instantiation of a class template specialization
11868          implies the instantiation of all of its members not
11869          previously explicitly specialized in the translation unit
11870          containing the explicit instantiation.
11871
11872        Of course, we can't instantiate member template classes, since
11873        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
11874        is unclear on whether the instantiation of the members are
11875        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
11876        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
11877
11878     if (! static_p)
11879       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11880         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
11881             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11882           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11883
11884     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11885       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11886         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11887
11888     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11889       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11890                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11891   }
11892 }
11893
11894 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11895    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11896    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11897    should occur for DECL, not the most general template.
11898
11899    One reason for doing this is a scenario like this:
11900
11901      template <class T>
11902      void f(const T&, int i);
11903
11904      void g() { f(3, 7); }
11905
11906      template <class T>
11907      void f(const T& t, const int i) { }
11908
11909    Note that when the template is first instantiated, with
11910    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11911    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11912    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11913
11914 static void
11915 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11916 {
11917   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11918      template.  */
11919   tree args;
11920   tree code_pattern;
11921
11922   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11923   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11924
11925   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11926      correctly.  */
11927   push_access_scope (decl);
11928
11929   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11930     {
11931       tree decl_parm;
11932       tree pattern_parm;
11933       tree specs;
11934       int args_depth;
11935       int parms_depth;
11936
11937       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11938       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
11939       if (args_depth > parms_depth)
11940         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11941
11942       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11943                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11944       if (specs)
11945         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11946                                                     specs);
11947
11948       /* Merge parameter declarations.  */
11949       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
11950                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11951       pattern_parm
11952         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11953                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11954       while (decl_parm)
11955         {
11956           tree parm_type;
11957           tree attributes;
11958
11959           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11960             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11961           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11962                               NULL_TREE);
11963           parm_type = type_decays_to (parm_type);
11964           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11965             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11966           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
11967           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
11968             {
11969               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
11970               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
11971             }
11972           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11973           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11974         }
11975
11976       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11977       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11978           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11979         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11980       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11981         DECL_INLINE (decl) = 1;
11982     }
11983   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11984     DECL_INITIAL (decl) =
11985       tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
11986                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
11987                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
11988   else
11989     gcc_unreachable ();
11990
11991   pop_access_scope (decl);
11992 }
11993
11994 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11995    substituted to get DECL.  */
11996
11997 tree
11998 template_for_substitution (tree decl)
11999 {
12000   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
12001
12002   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
12003      for the instantiation.  This is not always the most general
12004      template.  Consider, for example:
12005
12006         template <class T>
12007         struct S { template <class U> void f();
12008                    template <> void f<int>(); };
12009
12010      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
12011      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
12012   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
12013             more general template.  */
12014          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
12015            /* We must also deal with friend templates.  Given:
12016
12017                 template <class T> struct S {
12018                   template <class U> friend void f() {};
12019                 };
12020
12021               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
12022               so far as the language is concerned, but that's still
12023               where we get the pattern for the instantiation from.  On
12024               other hand, if the definition comes outside the class, say:
12025
12026                 template <class T> struct S {
12027                   template <class U> friend void f();
12028                 };
12029                 template <class U> friend void f() {}
12030
12031               we don't need to look any further.  That's what the check for
12032               DECL_INITIAL is for.  */
12033           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
12034               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
12035               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
12036     {
12037       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
12038          were a definition, we should be using it!  Note that we
12039          cannot restructure the loop to just keep going until we find
12040          a template with a definition, since that might go too far if
12041          a specialization was declared, but not defined.  */
12042       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
12043                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
12044
12045       /* Fetch the more general template.  */
12046       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
12047     }
12048
12049   return tmpl;
12050 }
12051
12052 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
12053    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
12054    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
12055    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
12056    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
12057    explicitly instantiated class template.  */
12058
12059 tree
12060 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
12061                   bool expl_inst_class_mem_p)
12062 {
12063   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
12064   tree gen_args;
12065   tree args;
12066   tree td;
12067   tree code_pattern;
12068   tree spec;
12069   tree gen_tmpl;
12070   bool pattern_defined;
12071   int need_push;
12072   location_t saved_loc = input_location;
12073   int saved_in_system_header = in_system_header;
12074   bool external_p;
12075
12076   /* This function should only be used to instantiate templates for
12077      functions and static member variables.  */
12078   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
12079               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
12080
12081   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
12082      are instantiated right away.  That allows for better code in the
12083      case that an expression refers to the value of the variable --
12084      if the variable has a constant value the referring expression can
12085      take advantage of that fact.  */
12086   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
12087     defer_ok = 0;
12088
12089   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
12090      functions they cloned.  */
12091   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
12092     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
12093
12094   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
12095     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
12096        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
12097        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
12098        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
12099        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
12100     return d;
12101
12102   /* If we already have a specialization of this declaration, then
12103      there's no reason to instantiate it.  Note that
12104      retrieve_specialization gives us both instantiations and
12105      specializations, so we must explicitly check
12106      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
12107   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
12108   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
12109   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
12110                                   /*class_specializations_p=*/false);
12111   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
12112     return spec;
12113
12114   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
12115   if (! push_tinst_level (d))
12116     return d;
12117
12118   timevar_push (TV_PARSE);
12119
12120   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
12121      for the instantiation.  */
12122   td = template_for_substitution (d);
12123   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
12124
12125   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
12126      template or partial specialization.  */
12127   gcc_assert (d != code_pattern);
12128
12129   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
12130       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
12131     /* In the case of a friend template whose definition is provided
12132        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
12133        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
12134     args = get_innermost_template_args
12135       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
12136   else
12137     args = gen_args;
12138
12139   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
12140     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
12141   else
12142     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
12143
12144   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
12145   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
12146
12147   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
12148      the linkage of D, remember that a definition is available for
12149      this entity.  */
12150   if (pattern_defined
12151       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
12152       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
12153     mark_definable (d);
12154
12155   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
12156   in_system_header = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (d);
12157
12158   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
12159      and no definition is available, treat it like an implicit
12160      instantiation.  */
12161   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
12162       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
12163     {
12164       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
12165       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
12166       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
12167     }
12168
12169   if (!defer_ok)
12170     {
12171       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
12172          about ignoring cv qualifiers.  */
12173       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
12174       tree type = TREE_TYPE (gen);
12175
12176       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
12177          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
12178          right context.  */
12179       push_access_scope (d);
12180
12181       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
12182         {
12183           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
12184           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
12185                   tf_warning_or_error, d);
12186           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
12187              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
12188              The function arguments are the same as the decl_arguments
12189              without the top level cv qualifiers.  */
12190           type = TREE_TYPE (type);
12191         }
12192       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
12193
12194       pop_access_scope (d);
12195     }
12196
12197   /* Check to see whether we know that this template will be
12198      instantiated in some other file, as with "extern template"
12199      extension.  */
12200   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
12201   /* In general, we do not instantiate such templates...  */
12202   if (external_p
12203       /* ... but we instantiate inline functions so that we can inline
12204          them and ... */
12205       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_INLINE (d))
12206       /* ... we instantiate static data members whose values are
12207          needed in integral constant expressions.  */
12208       && ! (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
12209             && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (d)))
12210     goto out;
12211   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
12212      forbidden from doing so.  */
12213   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
12214          template.  */
12215       ! pattern_defined
12216       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
12217       || defer_ok
12218       /* If this is a static data member that will be defined
12219          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
12220          member, but we do want to instantiate the initializer so that
12221          we can substitute that elsewhere.  */
12222       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
12223     {
12224       /* The definition of the static data member is now required so
12225          we must substitute the initializer.  */
12226       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
12227           && !DECL_INITIAL (d)
12228           && DECL_INITIAL (code_pattern))
12229         {
12230           tree ns;
12231           tree init;
12232
12233           ns = decl_namespace_context (d);
12234           push_nested_namespace (ns);
12235           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
12236           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
12237                               args,
12238                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
12239                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
12240           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/false,
12241                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
12242                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
12243           pop_nested_class ();
12244           pop_nested_namespace (ns);
12245         }
12246
12247       /* We restore the source position here because it's used by
12248          add_pending_template.  */
12249       input_location = saved_loc;
12250
12251       if (at_eof && !pattern_defined
12252           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
12253         /* [temp.explicit]
12254
12255            The definition of a non-exported function template, a
12256            non-exported member function template, or a non-exported
12257            member function or static data member of a class template
12258            shall be present in every translation unit in which it is
12259            explicitly instantiated.  */
12260         pedwarn
12261           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
12262
12263       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
12264          when marked as "extern template".  */
12265       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
12266         add_pending_template (d);
12267       goto out;
12268     }
12269   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
12270      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
12271   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
12272     {
12273       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
12274          requested instantiation in the PCH it is still possible that
12275          an instantiation will be required in a file that includes the
12276          PCH.  */
12277       if (pch_file)
12278         add_pending_template (d);
12279       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
12280          job, even though we'll not be emitting a copy of this
12281          function.  */
12282       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
12283             && flag_inline_trees
12284             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
12285         goto out;
12286     }
12287
12288   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
12289   if (need_push)
12290     push_to_top_level ();
12291
12292   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
12293      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
12294   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
12295
12296   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
12297      by a subsequent redeclaration.  */
12298   regenerate_decl_from_template (d, td);
12299
12300   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
12301      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
12302   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
12303
12304   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
12305     {
12306       tree init;
12307
12308       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
12309          since we've reset the type of the declaration.  */
12310       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
12311       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
12312
12313       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
12314          regenerate_decl_from_template.  Pull it out so that
12315          finish_decl can process it.  */
12316       init = DECL_INITIAL (d);
12317       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
12318       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
12319
12320       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
12321          initializer.  That function will defer actual emission until
12322          we have a chance to determine linkage.  */
12323       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
12324
12325       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
12326       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
12327       finish_decl (d, init, NULL_TREE);
12328       pop_nested_class ();
12329     }
12330   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
12331     {
12332       htab_t saved_local_specializations;
12333       tree subst_decl;
12334       tree tmpl_parm;
12335       tree spec_parm;
12336
12337       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
12338          template from within the body of another.  */
12339       saved_local_specializations = local_specializations;
12340
12341       /* Set up the list of local specializations.  */
12342       local_specializations = htab_create (37,
12343                                            hash_local_specialization,
12344                                            eq_local_specializations,
12345                                            NULL);
12346
12347       /* Set up context.  */
12348       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
12349
12350       /* Create substitution entries for the parameters.  */
12351       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
12352       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
12353       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
12354       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
12355         {
12356           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
12357           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
12358           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
12359         }
12360       while (tmpl_parm)
12361         {
12362           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
12363           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
12364           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
12365         }
12366       gcc_assert (!spec_parm);
12367
12368       /* Substitute into the body of the function.  */
12369       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
12370                    tf_warning_or_error, tmpl,
12371                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
12372
12373       /* We don't need the local specializations any more.  */
12374       htab_delete (local_specializations);
12375       local_specializations = saved_local_specializations;
12376
12377       /* Finish the function.  */
12378       d = finish_function (0);
12379       expand_or_defer_fn (d);
12380     }
12381
12382   /* We're not deferring instantiation any more.  */
12383   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
12384
12385   if (need_push)
12386     pop_from_top_level ();
12387
12388 out:
12389   input_location = saved_loc;
12390   in_system_header = saved_in_system_header;
12391   pop_deferring_access_checks ();
12392   pop_tinst_level ();
12393
12394   timevar_pop (TV_PARSE);
12395
12396   return d;
12397 }
12398
12399 /* Run through the list of templates that we wish we could
12400    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
12401    number of times we retry pending template instantiation.  */
12402
12403 void
12404 instantiate_pending_templates (int retries)
12405 {
12406   tree *t;
12407   tree last = NULL_TREE;
12408   int reconsider;
12409   location_t saved_loc = input_location;
12410   int saved_in_system_header = in_system_header;
12411
12412   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
12413      may require further template instantiations.  We place a limit here
12414      to avoid infinite loop.  */
12415   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
12416     {
12417       tree decl = TREE_VALUE (pending_templates);
12418
12419       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
12420              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
12421              " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)",
12422              max_tinst_depth, decl);
12423       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
12424         /* Pretend that we defined it.  */
12425         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
12426       return;
12427     }
12428
12429   do
12430     {
12431       reconsider = 0;
12432
12433       t = &pending_templates;
12434       while (*t)
12435         {
12436           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
12437
12438           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
12439
12440           if (TYPE_P (instantiation))
12441             {
12442               tree fn;
12443
12444               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
12445                 {
12446                   instantiate_class_template (instantiation);
12447                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
12448                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
12449                          fn;
12450                          fn = TREE_CHAIN (fn))
12451                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
12452                         instantiate_decl (fn,
12453                                           /*defer_ok=*/0,
12454                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
12455                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
12456                     reconsider = 1;
12457                 }
12458
12459               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
12460                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
12461                    need to consider it again in the future.  */
12462                 *t = TREE_CHAIN (*t);
12463               else
12464                 {
12465                   last = *t;
12466                   t = &TREE_CHAIN (*t);
12467                 }
12468             }
12469           else
12470             {
12471               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
12472                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
12473                 {
12474                   instantiation
12475                     = instantiate_decl (instantiation,
12476                                         /*defer_ok=*/0,
12477                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
12478                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
12479                     reconsider = 1;
12480                 }
12481
12482               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
12483                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
12484                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
12485                    need to consider it again in the future.  */
12486                 *t = TREE_CHAIN (*t);
12487               else
12488                 {
12489                   last = *t;
12490                   t = &TREE_CHAIN (*t);
12491                 }
12492             }
12493           tinst_depth = 0;
12494           current_tinst_level = NULL_TREE;
12495         }
12496       last_pending_template = last;
12497     }
12498   while (reconsider);
12499
12500   input_location = saved_loc;
12501   in_system_header = saved_in_system_header;
12502 }
12503
12504 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
12505    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
12506    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
12507    instantiate_decl.  */
12508
12509 static tree
12510 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
12511 {
12512   tree inits = NULL_TREE;
12513
12514   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
12515     {
12516       tree decl;
12517       tree init;
12518
12519       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_warning_or_error,
12520                           NULL_TREE);
12521       decl = expand_member_init (decl);
12522       if (decl && !DECL_P (decl))
12523         in_base_initializer = 1;
12524
12525       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_warning_or_error,
12526                           NULL_TREE, 
12527                           /*integral_constant_expression_p=*/false);
12528       in_base_initializer = 0;
12529
12530       if (decl)
12531         {
12532           init = build_tree_list (decl, init);
12533           TREE_CHAIN (init) = inits;
12534           inits = init;
12535         }
12536     }
12537   return inits;
12538 }
12539
12540 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
12541
12542 static void
12543 set_current_access_from_decl (tree decl)
12544 {
12545   if (TREE_PRIVATE (decl))
12546     current_access_specifier = access_private_node;
12547   else if (TREE_PROTECTED (decl))
12548     current_access_specifier = access_protected_node;
12549   else
12550     current_access_specifier = access_public_node;
12551 }
12552
12553 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
12554    is the instantiation (which should have been created with
12555    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
12556
12557 static void
12558 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
12559 {
12560   tree e;
12561
12562   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
12563     {
12564       tree value;
12565       tree decl;
12566
12567       decl = TREE_VALUE (e);
12568       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
12569          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
12570       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
12571                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
12572                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
12573
12574       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
12575       set_current_access_from_decl (decl);
12576
12577       /* Actually build the enumerator itself.  */
12578       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
12579     }
12580
12581   finish_enum (newtag);
12582   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
12583     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
12584 }
12585
12586 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
12587    its type -- but without substituting the innermost set of template
12588    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
12589    the type.  */
12590
12591 tree
12592 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
12593 {
12594   tree fn_type;
12595   tree tmpl;
12596   tree targs;
12597   tree tparms;
12598   int parm_depth;
12599
12600   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
12601   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
12602   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
12603   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
12604
12605   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
12606      of parameters.  */
12607   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
12608
12609   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
12610
12611   if (parm_depth == 1)
12612     /* No substitution is necessary.  */
12613     ;
12614   else
12615     {
12616       int i, save_access_control;
12617       tree partial_args;
12618
12619       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
12620          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
12621       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
12622       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
12623         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
12624                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
12625       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
12626                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
12627                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
12628
12629       /* Disable access control as this function is used only during
12630          name-mangling.  */
12631       save_access_control = flag_access_control;
12632       flag_access_control = 0;
12633
12634       ++processing_template_decl;
12635       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
12636          appropriate function type.  */
12637       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
12638       --processing_template_decl;
12639
12640       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
12641          innermost set of parameters.  This step is important if the
12642          innermost set of template parameters contains value
12643          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
12644       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
12645       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
12646
12647       flag_access_control = save_access_control;
12648     }
12649
12650   return fn_type;
12651 }
12652
12653 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
12654    the last one involved in diagnostics.  */
12655 int
12656 problematic_instantiation_changed (void)
12657 {
12658   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
12659 }
12660
12661 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
12662 void
12663 record_last_problematic_instantiation (void)
12664 {
12665   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
12666 }
12667
12668 tree
12669 current_instantiation (void)
12670 {
12671   return current_tinst_level;
12672 }
12673
12674 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
12675    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
12676    warning messages under control of COMPLAIN.  */
12677
12678 static int
12679 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
12680 {
12681   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
12682     return 0;
12683   else if (POINTER_TYPE_P (type))
12684     return 0;
12685   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
12686     return 0;
12687   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12688     return 0;
12689   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
12690     return 0;
12691
12692   if (complain & tf_error)
12693     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
12694   return 1;
12695 }
12696
12697 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
12698    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
12699
12700 static bool
12701 dependent_type_p_r (tree type)
12702 {
12703   tree scope;
12704
12705   /* [temp.dep.type]
12706
12707      A type is dependent if it is:
12708
12709      -- a template parameter. Template template parameters are types
12710         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
12711         them here.  */
12712   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
12713       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12714     return true;
12715   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
12716         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
12717         names a dependent type.  */
12718   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
12719     return true;
12720   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
12721         dependent.  */
12722   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
12723   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
12724   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
12725     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
12726             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
12727                                            (type)));
12728   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
12729            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
12730     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12731   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
12732            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
12733     {
12734       tree arg_type;
12735
12736       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
12737         return true;
12738       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
12739            arg_type;
12740            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
12741         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
12742           return true;
12743       return false;
12744     }
12745   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
12746         size is specified by a constant expression that is
12747         value-dependent.  */
12748   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
12749     {
12750       if (TYPE_DOMAIN (type)
12751           && ((value_dependent_expression_p
12752                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
12753               || (type_dependent_expression_p
12754                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
12755         return true;
12756       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12757     }
12758
12759   /* -- a template-id in which either the template name is a template
12760      parameter ...  */
12761   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12762     return true;
12763   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
12764         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
12765   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
12766            && (any_dependent_template_arguments_p
12767                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
12768     return true;
12769
12770   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
12771      expression is not type-dependent, then it should already been
12772      have resolved.  */
12773   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
12774     return true;
12775
12776   /* The standard does not specifically mention types that are local
12777      to template functions or local classes, but they should be
12778      considered dependent too.  For example:
12779
12780        template <int I> void f() {
12781          enum E { a = I };
12782          S<sizeof (E)> s;
12783        }
12784
12785      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
12786      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
12787   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12788   if (scope && TYPE_P (scope))
12789     return dependent_type_p (scope);
12790   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
12791     return type_dependent_expression_p (scope);
12792
12793   /* Other types are non-dependent.  */
12794   return false;
12795 }
12796
12797 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
12798    [temp.dep.type].  */
12799
12800 bool
12801 dependent_type_p (tree type)
12802 {
12803   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
12804      any dependent types.  */
12805   if (!processing_template_decl)
12806     {
12807       /* If we are not processing a template, then nobody should be
12808          providing us with a dependent type.  */
12809       gcc_assert (type);
12810       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM);
12811       return false;
12812     }
12813
12814   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
12815      in question; in that case, the type is dependent.  */
12816   if (!type)
12817     return true;
12818
12819   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
12820   if (type == error_mark_node)
12821     return false;
12822
12823   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
12824      do so now.  */
12825   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
12826     {
12827       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
12828       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
12829     }
12830
12831   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
12832 }
12833
12834 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
12835
12836 static bool
12837 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
12838 {
12839   tree scope;
12840   tree name;
12841
12842   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
12843
12844   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12845     return true;
12846
12847   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
12848   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
12849
12850   /* [temp.dep.expr]
12851
12852      An id-expression is type-dependent if it contains a
12853      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
12854      dependent type.  */
12855   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
12856      qualifying type is the current class, then we must peek
12857      inside it.  */
12858   if (DECL_P (name)
12859       && currently_open_class (scope)
12860       && !criterion (name))
12861     return false;
12862   if (dependent_type_p (scope))
12863     return true;
12864
12865   return false;
12866 }
12867
12868 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
12869    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
12870    expression.  */
12871
12872 bool
12873 value_dependent_expression_p (tree expression)
12874 {
12875   if (!processing_template_decl)
12876     return false;
12877
12878   /* A name declared with a dependent type.  */
12879   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
12880     return true;
12881
12882   switch (TREE_CODE (expression))
12883     {
12884     case IDENTIFIER_NODE:
12885       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
12886       return true;
12887
12888     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12889       /* A non-type template parm.  */
12890       return true;
12891
12892     case CONST_DECL:
12893       /* A non-type template parm.  */
12894       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12895         return true;
12896       return false;
12897
12898     case VAR_DECL:
12899        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
12900           with an expression that is value-dependent.  */
12901       if (DECL_INITIAL (expression)
12902           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
12903           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
12904         return true;
12905       return false;
12906
12907     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12908     case STATIC_CAST_EXPR:
12909     case CONST_CAST_EXPR:
12910     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12911     case CAST_EXPR:
12912       /* These expressions are value-dependent if the type to which
12913          the cast occurs is dependent or the expression being casted
12914          is value-dependent.  */
12915       {
12916         tree type = TREE_TYPE (expression);
12917
12918         if (dependent_type_p (type))
12919           return true;
12920
12921         /* A functional cast has a list of operands.  */
12922         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12923         if (!expression)
12924           {
12925             /* If there are no operands, it must be an expression such
12926                as "int()". This should not happen for aggregate types
12927                because it would form non-constant expressions.  */
12928             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
12929
12930             return false;
12931           }
12932
12933         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
12934           return any_value_dependent_elements_p (expression);
12935
12936         return value_dependent_expression_p (expression);
12937       }
12938
12939     case SIZEOF_EXPR:
12940     case ALIGNOF_EXPR:
12941       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
12942          type-dependent.  */
12943       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12944       if (TYPE_P (expression))
12945         return dependent_type_p (expression);
12946       return type_dependent_expression_p (expression);
12947
12948     case SCOPE_REF:
12949       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
12950
12951     case COMPONENT_REF:
12952       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
12953               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
12954
12955     case CALL_EXPR:
12956       /* A CALL_EXPR may appear in a constant expression if it is a
12957          call to a builtin function, e.g., __builtin_constant_p.  All
12958          such calls are value-dependent.  */
12959       return true;
12960
12961     case MODOP_EXPR:
12962       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12963               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
12964
12965     default:
12966       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
12967          value-dependent.  */
12968       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12969         {
12970         case tcc_reference:
12971         case tcc_unary:
12972           return (value_dependent_expression_p
12973                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12974
12975         case tcc_comparison:
12976         case tcc_binary:
12977           return ((value_dependent_expression_p
12978                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12979                   || (value_dependent_expression_p
12980                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12981
12982         case tcc_expression:
12983           {
12984             int i;
12985             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12986               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12987                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12988                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12989                  make the expression dependent.  */
12990               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12991                   && (value_dependent_expression_p
12992                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12993                 return true;
12994             return false;
12995           }
12996
12997         default:
12998           break;
12999         }
13000     }
13001
13002   /* The expression is not value-dependent.  */
13003   return false;
13004 }
13005
13006 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
13007    [temp.dep.expr].  */
13008
13009 bool
13010 type_dependent_expression_p (tree expression)
13011 {
13012   if (!processing_template_decl)
13013     return false;
13014
13015   if (expression == error_mark_node)
13016     return false;
13017
13018   /* An unresolved name is always dependent.  */
13019   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
13020       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
13021     return true;
13022
13023   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
13024   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
13025       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
13026       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
13027       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
13028       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
13029       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
13030       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
13031     return false;
13032
13033   /* The types of these expressions depends only on the type to which
13034      the cast occurs.  */
13035   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
13036       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
13037       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
13038       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
13039       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
13040     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
13041
13042   /* The types of these expressions depends only on the type created
13043      by the expression.  */
13044   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
13045       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
13046     {
13047       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
13048          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
13049          operand 1.  */
13050       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
13051       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
13052         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
13053            as well.  */
13054         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
13055                || value_dependent_expression_p
13056                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
13057       else
13058         return dependent_type_p (type);
13059     }
13060
13061   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
13062       && dependent_scope_ref_p (expression,
13063                                 type_dependent_expression_p))
13064     return true;
13065
13066   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
13067       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
13068       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
13069       && (any_dependent_template_arguments_p
13070           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
13071     return true;
13072
13073   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
13074       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
13075     return false;
13076
13077   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
13078     {
13079       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
13080         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
13081       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
13082           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
13083         {
13084           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
13085             return true;
13086           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
13087           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
13088             return false;
13089         }
13090       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
13091       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
13092         return false;
13093
13094       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
13095         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
13096
13097       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13098         {
13099           if (any_dependent_template_arguments_p
13100               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
13101             return true;
13102           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
13103         }
13104       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
13105                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
13106
13107       while (expression)
13108         {
13109           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
13110             return true;
13111           expression = OVL_NEXT (expression);
13112         }
13113       return false;
13114     }
13115
13116   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
13117
13118   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
13119 }
13120
13121 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
13122    contains a type-dependent expression.  */
13123
13124 bool
13125 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
13126 {
13127   while (args)
13128     {
13129       tree arg = TREE_VALUE (args);
13130
13131       if (type_dependent_expression_p (arg))
13132         return true;
13133       args = TREE_CHAIN (args);
13134     }
13135   return false;
13136 }
13137
13138 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
13139    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
13140
13141 bool
13142 any_value_dependent_elements_p (tree list)
13143 {
13144   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
13145     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
13146       return true;
13147
13148   return false;
13149 }
13150
13151 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
13152
13153 static bool
13154 dependent_template_arg_p (tree arg)
13155 {
13156   if (!processing_template_decl)
13157     return false;
13158
13159   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
13160       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
13161     return dependent_template_p (arg);
13162   else if (TYPE_P (arg))
13163     return dependent_type_p (arg);
13164   else
13165     return (type_dependent_expression_p (arg)
13166             || value_dependent_expression_p (arg));
13167 }
13168
13169 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
13170    any dependent arguments.  */
13171
13172 bool
13173 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
13174 {
13175   int i;
13176   int j;
13177
13178   if (!args)
13179     return false;
13180   if (args == error_mark_node)
13181     return true;
13182
13183   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
13184     {
13185       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
13186       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
13187         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
13188           return true;
13189     }
13190
13191   return false;
13192 }
13193
13194 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
13195
13196 bool
13197 dependent_template_p (tree tmpl)
13198 {
13199   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
13200     {
13201       while (tmpl)
13202         {
13203           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
13204             return true;
13205           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
13206         }
13207       return false;
13208     }
13209
13210   /* Template template parameters are dependent.  */
13211   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
13212       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
13213     return true;
13214   /* So are names that have not been looked up.  */
13215   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
13216       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
13217     return true;
13218   /* So are member templates of dependent classes.  */
13219   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
13220     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
13221   return false;
13222 }
13223
13224 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
13225
13226 bool
13227 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
13228 {
13229   return (dependent_template_p (tmpl)
13230           || any_dependent_template_arguments_p (args));
13231 }
13232
13233 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
13234    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
13235    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
13236    templates and therefore should be used only in extremely limited
13237    situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this peering to the currently
13238    open classes hierarchy (which is required when comparing types).  */
13239
13240 tree
13241 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
13242 {
13243   tree scope;
13244   tree name;
13245   tree decl;
13246   int quals;
13247   tree pushed_scope;
13248
13249   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
13250
13251   scope = TYPE_CONTEXT (type);
13252   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
13253
13254   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
13255      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
13256   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
13257     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
13258   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
13259      TYPENAME_TYPE.  */
13260   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
13261     return error_mark_node;
13262   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
13263      resolving the name.  */
13264   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
13265     return type;
13266   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
13267      to look inside it.  */
13268   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
13269     return error_mark_node;
13270   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
13271      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
13272   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
13273   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
13274      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
13275      longer be considered a dependent type.  */
13276   pushed_scope = push_scope (scope);
13277   /* Look up the declaration.  */
13278   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
13279   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
13280   quals = cp_type_quals (type);
13281   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
13282      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
13283   if (!decl)
13284     type = error_mark_node;
13285   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
13286            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
13287     type = TREE_TYPE (decl);
13288   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
13289            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
13290     {
13291       tree tmpl;
13292       tree args;
13293       /* Obtain the template and the arguments.  */
13294       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
13295       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
13296       /* Instantiate the template.  */
13297       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
13298                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
13299     }
13300   else
13301     type = error_mark_node;
13302   /* Qualify the resulting type.  */
13303   if (type != error_mark_node && quals)
13304     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
13305   /* Leave the SCOPE.  */
13306   if (pushed_scope)
13307     pop_scope (pushed_scope);
13308
13309   return type;
13310 }
13311
13312 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
13313    for EXPR that can be used to compute the types of larger
13314    expressions containing EXPR.  */
13315
13316 tree
13317 build_non_dependent_expr (tree expr)
13318 {
13319   tree inner_expr;
13320
13321   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
13322      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
13323   if (null_ptr_cst_p (expr))
13324     return expr;
13325   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
13326      types.  */
13327   inner_expr = expr;
13328   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
13329     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
13330   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
13331     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
13332   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
13333       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
13334     return expr;
13335   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
13336   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
13337     return expr;
13338   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
13339      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
13340      cannot be used to initialize a "char *".  */
13341   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
13342     return expr;
13343   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
13344      reason to create a new node.  */
13345   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
13346     return expr;
13347   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
13348      There is at least one place where we want to know that a
13349      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
13350      expression, there are special rules if the second or third
13351      argument is a throw-expression.  */
13352   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
13353     return expr;
13354
13355   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
13356     return build3 (COND_EXPR,
13357                    TREE_TYPE (expr),
13358                    TREE_OPERAND (expr, 0),
13359                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
13360                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
13361                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
13362                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
13363   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
13364       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
13365     return build2 (COMPOUND_EXPR,
13366                    TREE_TYPE (expr),
13367                    TREE_OPERAND (expr, 0),
13368                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
13369
13370   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
13371   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
13372
13373   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
13374
13375      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
13376      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
13377      example:
13378
13379        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
13380
13381      In the body of "f", the expression for "g" will have
13382      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
13383      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
13384      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
13385      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
13386      stripped here.  */
13387   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
13388 }
13389
13390 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
13391    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
13392    equivalent non-dependent expressions.  */
13393
13394 tree
13395 build_non_dependent_args (tree args)
13396 {
13397   tree a;
13398   tree new_args;
13399
13400   new_args = NULL_TREE;
13401   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
13402     new_args = tree_cons (NULL_TREE,
13403                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
13404                           new_args);
13405   return nreverse (new_args);
13406 }
13407
13408 #include "gt-cp-pt.h"