]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/9.2.git/blob - contrib/gcc/cp/pt.c
- Copy stable/9 to releng/9.2 as part of the 9.2-RELEASE cycle.
[FreeBSD/releng/9.2.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       stmt = begin_for_stmt ();
8597                           RECUR (FOR_INIT_STMT (t));
8598       finish_for_init_stmt (stmt);
8599       tmp = RECUR (FOR_COND (t));
8600       finish_for_cond (tmp, stmt);
8601       tmp = RECUR (FOR_EXPR (t));
8602       finish_for_expr (tmp, stmt);
8603       RECUR (FOR_BODY (t));
8604       finish_for_stmt (stmt);
8605       break;
8606
8607     case WHILE_STMT:
8608       stmt = begin_while_stmt ();
8609       tmp = RECUR (WHILE_COND (t));
8610       finish_while_stmt_cond (tmp, stmt);
8611       RECUR (WHILE_BODY (t));
8612       finish_while_stmt (stmt);
8613       break;
8614
8615     case DO_STMT:
8616       stmt = begin_do_stmt ();
8617       RECUR (DO_BODY (t));
8618       finish_do_body (stmt);
8619       tmp = RECUR (DO_COND (t));
8620       finish_do_stmt (tmp, stmt);
8621       break;
8622
8623     case IF_STMT:
8624       stmt = begin_if_stmt ();
8625       tmp = RECUR (IF_COND (t));
8626       finish_if_stmt_cond (tmp, stmt);
8627       RECUR (THEN_CLAUSE (t));
8628       finish_then_clause (stmt);
8629
8630       if (ELSE_CLAUSE (t))
8631         {
8632           begin_else_clause (stmt);
8633           RECUR (ELSE_CLAUSE (t));
8634           finish_else_clause (stmt);
8635         }
8636
8637       finish_if_stmt (stmt);
8638       break;
8639
8640     case BIND_EXPR:
8641       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8642         stmt = begin_function_body ();
8643       else
8644         stmt = begin_compound_stmt (BIND_EXPR_TRY_BLOCK (t)
8645                                     ? BCS_TRY_BLOCK : 0);
8646
8647       RECUR (BIND_EXPR_BODY (t));
8648
8649       if (BIND_EXPR_BODY_BLOCK (t))
8650         finish_function_body (stmt);
8651       else
8652         finish_compound_stmt (stmt);
8653       break;
8654
8655     case BREAK_STMT:
8656       finish_break_stmt ();
8657       break;
8658
8659     case CONTINUE_STMT:
8660       finish_continue_stmt ();
8661       break;
8662
8663     case SWITCH_STMT:
8664       stmt = begin_switch_stmt ();
8665       tmp = RECUR (SWITCH_STMT_COND (t));
8666       finish_switch_cond (tmp, stmt);
8667       RECUR (SWITCH_STMT_BODY (t));
8668       finish_switch_stmt (stmt);
8669       break;
8670
8671     case CASE_LABEL_EXPR:
8672       finish_case_label (RECUR (CASE_LOW (t)),
8673                          RECUR (CASE_HIGH (t)));
8674       break;
8675
8676     case LABEL_EXPR:
8677       finish_label_stmt (DECL_NAME (LABEL_EXPR_LABEL (t)));
8678       break;
8679
8680     case GOTO_EXPR:
8681       tmp = GOTO_DESTINATION (t);
8682       if (TREE_CODE (tmp) != LABEL_DECL)
8683         /* Computed goto's must be tsubst'd into.  On the other hand,
8684            non-computed gotos must not be; the identifier in question
8685            will have no binding.  */
8686         tmp = RECUR (tmp);
8687       else
8688         tmp = DECL_NAME (tmp);
8689       finish_goto_stmt (tmp);
8690       break;
8691
8692     case ASM_EXPR:
8693       tmp = finish_asm_stmt
8694         (ASM_VOLATILE_P (t),
8695          RECUR (ASM_STRING (t)),
8696          tsubst_copy_asm_operands (ASM_OUTPUTS (t), args, complain, in_decl),
8697          tsubst_copy_asm_operands (ASM_INPUTS (t), args, complain, in_decl),
8698          tsubst_copy_asm_operands (ASM_CLOBBERS (t), args, complain, in_decl));
8699       {
8700         tree asm_expr = tmp;
8701         if (TREE_CODE (asm_expr) == CLEANUP_POINT_EXPR)
8702           asm_expr = TREE_OPERAND (asm_expr, 0);
8703         ASM_INPUT_P (asm_expr) = ASM_INPUT_P (t);
8704       }
8705       break;
8706
8707     case TRY_BLOCK:
8708       if (CLEANUP_P (t))
8709         {
8710           stmt = begin_try_block ();
8711           RECUR (TRY_STMTS (t));
8712           finish_cleanup_try_block (stmt);
8713           finish_cleanup (RECUR (TRY_HANDLERS (t)), stmt);
8714         }
8715       else
8716         {
8717           tree compound_stmt = NULL_TREE;
8718
8719           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8720             stmt = begin_function_try_block (&compound_stmt);
8721           else
8722             stmt = begin_try_block ();
8723
8724           RECUR (TRY_STMTS (t));
8725
8726           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8727             finish_function_try_block (stmt);
8728           else
8729             finish_try_block (stmt);
8730
8731           RECUR (TRY_HANDLERS (t));
8732           if (FN_TRY_BLOCK_P (t))
8733             finish_function_handler_sequence (stmt, compound_stmt);
8734           else
8735             finish_handler_sequence (stmt);
8736         }
8737       break;
8738
8739     case HANDLER:
8740       {
8741         tree decl = HANDLER_PARMS (t);
8742
8743         if (decl)
8744           {
8745             decl = tsubst (decl, args, complain, in_decl);
8746             /* Prevent instantiate_decl from trying to instantiate
8747                this variable.  We've already done all that needs to be
8748                done.  */
8749             if (decl != error_mark_node)
8750               DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (decl) = 1;
8751           }
8752         stmt = begin_handler ();
8753         finish_handler_parms (decl, stmt);
8754         RECUR (HANDLER_BODY (t));
8755         finish_handler (stmt);
8756       }
8757       break;
8758
8759     case TAG_DEFN:
8760       tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, NULL_TREE);
8761       break;
8762
8763     case OMP_PARALLEL:
8764       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_PARALLEL_CLAUSES (t),
8765                                 args, complain, in_decl);
8766       stmt = begin_omp_parallel ();
8767       RECUR (OMP_PARALLEL_BODY (t));
8768       OMP_PARALLEL_COMBINED (finish_omp_parallel (tmp, stmt))
8769         = OMP_PARALLEL_COMBINED (t);
8770       break;
8771
8772     case OMP_FOR:
8773       {
8774         tree clauses, decl, init, cond, incr, body, pre_body;
8775
8776         clauses = tsubst_omp_clauses (OMP_FOR_CLAUSES (t),
8777                                       args, complain, in_decl);
8778         init = OMP_FOR_INIT (t);
8779         gcc_assert (TREE_CODE (init) == MODIFY_EXPR);
8780         decl = RECUR (TREE_OPERAND (init, 0));
8781         init = RECUR (TREE_OPERAND (init, 1));
8782         cond = RECUR (OMP_FOR_COND (t));
8783         incr = RECUR (OMP_FOR_INCR (t));
8784
8785         stmt = begin_omp_structured_block ();
8786
8787         pre_body = push_stmt_list ();
8788         RECUR (OMP_FOR_PRE_BODY (t));
8789         pre_body = pop_stmt_list (pre_body);
8790
8791         body = push_stmt_list ();
8792         RECUR (OMP_FOR_BODY (t));
8793         body = pop_stmt_list (body);
8794
8795         t = finish_omp_for (EXPR_LOCATION (t), decl, init, cond, incr, body,
8796                             pre_body);
8797         if (t)
8798           OMP_FOR_CLAUSES (t) = clauses;
8799
8800         add_stmt (finish_omp_structured_block (stmt));
8801       }
8802       break;
8803
8804     case OMP_SECTIONS:
8805     case OMP_SINGLE:
8806       tmp = tsubst_omp_clauses (OMP_CLAUSES (t), args, complain, in_decl);
8807       stmt = push_stmt_list ();
8808       RECUR (OMP_BODY (t));
8809       stmt = pop_stmt_list (stmt);
8810
8811       t = copy_node (t);
8812       OMP_BODY (t) = stmt;
8813       OMP_CLAUSES (t) = tmp;
8814       add_stmt (t);
8815       break;
8816
8817     case OMP_SECTION:
8818     case OMP_CRITICAL:
8819     case OMP_MASTER:
8820     case OMP_ORDERED:
8821       stmt = push_stmt_list ();
8822       RECUR (OMP_BODY (t));
8823       stmt = pop_stmt_list (stmt);
8824
8825       t = copy_node (t);
8826       OMP_BODY (t) = stmt;
8827       add_stmt (t);
8828       break;
8829
8830     case OMP_ATOMIC:
8831       {
8832         tree op0, op1;
8833         op0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8834         op1 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
8835         finish_omp_atomic (OMP_ATOMIC_CODE (t), op0, op1);
8836       }
8837       break;
8838
8839     default:
8840       gcc_assert (!STATEMENT_CODE_P (TREE_CODE (t)));
8841
8842       return tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8843                                     /*function_p=*/false,
8844                                     integral_constant_expression_p);
8845     }
8846
8847   return NULL_TREE;
8848 #undef RECUR
8849 }
8850
8851 /* T is a postfix-expression that is not being used in a function
8852    call.  Return the substituted version of T.  */
8853
8854 static tree
8855 tsubst_non_call_postfix_expression (tree t, tree args,
8856                                     tsubst_flags_t complain,
8857                                     tree in_decl)
8858 {
8859   if (TREE_CODE (t) == SCOPE_REF)
8860     t = tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl,
8861                              /*done=*/false, /*address_p=*/false);
8862   else
8863     t = tsubst_copy_and_build (t, args, complain, in_decl,
8864                                /*function_p=*/false,
8865                                /*integral_constant_expression_p=*/false);
8866
8867   return t;
8868 }
8869
8870 /* Like tsubst but deals with expressions and performs semantic
8871    analysis.  FUNCTION_P is true if T is the "F" in "F (ARGS)".  */
8872
8873 tree
8874 tsubst_copy_and_build (tree t,
8875                        tree args,
8876                        tsubst_flags_t complain,
8877                        tree in_decl,
8878                        bool function_p,
8879                        bool integral_constant_expression_p)
8880 {
8881 #define RECUR(NODE)                                             \
8882   tsubst_copy_and_build (NODE, args, complain, in_decl,         \
8883                          /*function_p=*/false,                  \
8884                          integral_constant_expression_p)
8885
8886   tree op1;
8887
8888   if (t == NULL_TREE || t == error_mark_node)
8889     return t;
8890
8891   switch (TREE_CODE (t))
8892     {
8893     case USING_DECL:
8894       t = DECL_NAME (t);
8895       /* Fall through.  */
8896     case IDENTIFIER_NODE:
8897       {
8898         tree decl;
8899         cp_id_kind idk;
8900         bool non_integral_constant_expression_p;
8901         const char *error_msg;
8902
8903         if (IDENTIFIER_TYPENAME_P (t))
8904           {
8905             tree new_type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8906             t = mangle_conv_op_name_for_type (new_type);
8907           }
8908
8909         /* Look up the name.  */
8910         decl = lookup_name (t);
8911
8912         /* By convention, expressions use ERROR_MARK_NODE to indicate
8913            failure, not NULL_TREE.  */
8914         if (decl == NULL_TREE)
8915           decl = error_mark_node;
8916
8917         decl = finish_id_expression (t, decl, NULL_TREE,
8918                                      &idk,
8919                                      integral_constant_expression_p,
8920                                      /*allow_non_integral_constant_expression_p=*/false,
8921                                      &non_integral_constant_expression_p,
8922                                      /*template_p=*/false,
8923                                      /*done=*/true,
8924                                      /*address_p=*/false,
8925                                      /*template_arg_p=*/false,
8926                                      &error_msg);
8927         if (error_msg)
8928           error (error_msg);
8929         if (!function_p && TREE_CODE (decl) == IDENTIFIER_NODE)
8930           decl = unqualified_name_lookup_error (decl);
8931         return decl;
8932       }
8933
8934     case TEMPLATE_ID_EXPR:
8935       {
8936         tree object;
8937         tree template = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8938         tree targs = TREE_OPERAND (t, 1);
8939
8940         if (targs)
8941           targs = tsubst_template_args (targs, args, complain, in_decl);
8942
8943         if (TREE_CODE (template) == COMPONENT_REF)
8944           {
8945             object = TREE_OPERAND (template, 0);
8946             template = TREE_OPERAND (template, 1);
8947           }
8948         else
8949           object = NULL_TREE;
8950         template = lookup_template_function (template, targs);
8951
8952         if (object)
8953           return build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (template),
8954                          object, template, NULL_TREE);
8955         else
8956           return baselink_for_fns (template);
8957       }
8958
8959     case INDIRECT_REF:
8960       {
8961         tree r = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
8962
8963         if (REFERENCE_REF_P (t))
8964           {
8965             /* A type conversion to reference type will be enclosed in
8966                such an indirect ref, but the substitution of the cast
8967                will have also added such an indirect ref.  */
8968             if (TREE_CODE (TREE_TYPE (r)) == REFERENCE_TYPE)
8969               r = convert_from_reference (r);
8970           }
8971         else
8972           r = build_x_indirect_ref (r, "unary *");
8973         return r;
8974       }
8975
8976     case NOP_EXPR:
8977       return build_nop
8978         (tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl),
8979          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
8980
8981     case CAST_EXPR:
8982     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
8983     case CONST_CAST_EXPR:
8984     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
8985     case STATIC_CAST_EXPR:
8986       {
8987         tree type;
8988         tree op;
8989
8990         type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
8991         if (integral_constant_expression_p
8992             && !cast_valid_in_integral_constant_expression_p (type))
8993           {
8994             error ("a cast to a type other than an integral or "
8995                    "enumeration type cannot appear in a constant-expression");
8996             return error_mark_node; 
8997           }
8998
8999         op = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
9000
9001         switch (TREE_CODE (t))
9002           {
9003           case CAST_EXPR:
9004             return build_functional_cast (type, op);
9005           case REINTERPRET_CAST_EXPR:
9006             return build_reinterpret_cast (type, op);
9007           case CONST_CAST_EXPR:
9008             return build_const_cast (type, op);
9009           case DYNAMIC_CAST_EXPR:
9010             return build_dynamic_cast (type, op);
9011           case STATIC_CAST_EXPR:
9012             return build_static_cast (type, op);
9013           default:
9014             gcc_unreachable ();
9015           }
9016       }
9017
9018     case POSTDECREMENT_EXPR:
9019     case POSTINCREMENT_EXPR:
9020       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
9021                                                 args, complain, in_decl);
9022       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), op1);
9023
9024     case PREDECREMENT_EXPR:
9025     case PREINCREMENT_EXPR:
9026     case NEGATE_EXPR:
9027     case BIT_NOT_EXPR:
9028     case ABS_EXPR:
9029     case TRUTH_NOT_EXPR:
9030     case UNARY_PLUS_EXPR:  /* Unary + */
9031     case REALPART_EXPR:
9032     case IMAGPART_EXPR:
9033       return build_x_unary_op (TREE_CODE (t), RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
9034
9035     case ADDR_EXPR:
9036       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
9037       if (TREE_CODE (op1) == SCOPE_REF)
9038         op1 = tsubst_qualified_id (op1, args, complain, in_decl,
9039                                    /*done=*/true, /*address_p=*/true);
9040       else
9041         op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (op1, args, complain,
9042                                                   in_decl);
9043       if (TREE_CODE (op1) == LABEL_DECL)
9044         return finish_label_address_expr (DECL_NAME (op1));
9045       return build_x_unary_op (ADDR_EXPR, op1);
9046
9047     case PLUS_EXPR:
9048     case MINUS_EXPR:
9049     case MULT_EXPR:
9050     case TRUNC_DIV_EXPR:
9051     case CEIL_DIV_EXPR:
9052     case FLOOR_DIV_EXPR:
9053     case ROUND_DIV_EXPR:
9054     case EXACT_DIV_EXPR:
9055     case BIT_AND_EXPR:
9056     case BIT_IOR_EXPR:
9057     case BIT_XOR_EXPR:
9058     case TRUNC_MOD_EXPR:
9059     case FLOOR_MOD_EXPR:
9060     case TRUTH_ANDIF_EXPR:
9061     case TRUTH_ORIF_EXPR:
9062     case TRUTH_AND_EXPR:
9063     case TRUTH_OR_EXPR:
9064     case RSHIFT_EXPR:
9065     case LSHIFT_EXPR:
9066     case RROTATE_EXPR:
9067     case LROTATE_EXPR:
9068     case EQ_EXPR:
9069     case NE_EXPR:
9070     case MAX_EXPR:
9071     case MIN_EXPR:
9072     case LE_EXPR:
9073     case GE_EXPR:
9074     case LT_EXPR:
9075     case GT_EXPR:
9076     case MEMBER_REF:
9077     case DOTSTAR_EXPR:
9078       return build_x_binary_op
9079         (TREE_CODE (t),
9080          RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9081          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9082          /*overloaded_p=*/NULL);
9083
9084     case SCOPE_REF:
9085       return tsubst_qualified_id (t, args, complain, in_decl, /*done=*/true,
9086                                   /*address_p=*/false);
9087     case ARRAY_REF:
9088       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
9089                                                 args, complain, in_decl);
9090       return build_x_binary_op (ARRAY_REF, op1, RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9091                                 /*overloaded_p=*/NULL);
9092
9093     case SIZEOF_EXPR:
9094     case ALIGNOF_EXPR:
9095       op1 = TREE_OPERAND (t, 0);
9096       if (!args)
9097         {
9098           /* When there are no ARGS, we are trying to evaluate a
9099              non-dependent expression from the parser.  Trying to do
9100              the substitutions may not work.  */
9101           if (!TYPE_P (op1))
9102             op1 = TREE_TYPE (op1);
9103         }
9104       else
9105         {
9106           ++skip_evaluation;
9107           op1 = tsubst_copy_and_build (op1, args, complain, in_decl,
9108                                        /*function_p=*/false,
9109                                        /*integral_constant_expression_p=*/false);
9110           --skip_evaluation;
9111         }
9112       if (TYPE_P (op1))
9113         return cxx_sizeof_or_alignof_type (op1, TREE_CODE (t), true);
9114       else
9115         return cxx_sizeof_or_alignof_expr (op1, TREE_CODE (t));
9116
9117     case MODOP_EXPR:
9118       {
9119         tree r = build_x_modify_expr
9120           (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9121            TREE_CODE (TREE_OPERAND (t, 1)),
9122            RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
9123         /* TREE_NO_WARNING must be set if either the expression was
9124            parenthesized or it uses an operator such as >>= rather
9125            than plain assignment.  In the former case, it was already
9126            set and must be copied.  In the latter case,
9127            build_x_modify_expr sets it and it must not be reset
9128            here.  */
9129         if (TREE_NO_WARNING (t))
9130           TREE_NO_WARNING (r) = TREE_NO_WARNING (t);
9131         return r;
9132       }
9133
9134     case ARROW_EXPR:
9135       op1 = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
9136                                                 args, complain, in_decl);
9137       /* Remember that there was a reference to this entity.  */
9138       if (DECL_P (op1))
9139         mark_used (op1);
9140       return build_x_arrow (op1);
9141
9142     case NEW_EXPR:
9143       return build_new
9144         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9145          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9146          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)),
9147          RECUR (TREE_OPERAND (t, 3)),
9148          NEW_EXPR_USE_GLOBAL (t));
9149
9150     case DELETE_EXPR:
9151      return delete_sanity
9152        (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9153         RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9154         DELETE_EXPR_USE_VEC (t),
9155         DELETE_EXPR_USE_GLOBAL (t));
9156
9157     case COMPOUND_EXPR:
9158       return build_x_compound_expr (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9159                                     RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)));
9160
9161     case CALL_EXPR:
9162       {
9163         tree function;
9164         tree call_args;
9165         bool qualified_p;
9166         bool koenig_p;
9167
9168         function = TREE_OPERAND (t, 0);
9169         /* When we parsed the expression,  we determined whether or
9170            not Koenig lookup should be performed.  */
9171         koenig_p = KOENIG_LOOKUP_P (t);
9172         if (TREE_CODE (function) == SCOPE_REF)
9173           {
9174             qualified_p = true;
9175             function = tsubst_qualified_id (function, args, complain, in_decl,
9176                                             /*done=*/false,
9177                                             /*address_p=*/false);
9178           }
9179         else
9180           {
9181             if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
9182               {
9183                 tree op = TREE_OPERAND (function, 1);
9184
9185                 qualified_p = (TREE_CODE (op) == SCOPE_REF
9186                                || (BASELINK_P (op)
9187                                    && BASELINK_QUALIFIED_P (op)));
9188               }
9189             else
9190               qualified_p = false;
9191
9192             function = tsubst_copy_and_build (function, args, complain,
9193                                               in_decl,
9194                                               !qualified_p,
9195                                               integral_constant_expression_p);
9196
9197             if (BASELINK_P (function))
9198               qualified_p = true;
9199           }
9200
9201         call_args = RECUR (TREE_OPERAND (t, 1));
9202
9203         /* We do not perform argument-dependent lookup if normal
9204            lookup finds a non-function, in accordance with the
9205            expected resolution of DR 218.  */
9206         if (koenig_p
9207             && ((is_overloaded_fn (function)
9208                  /* If lookup found a member function, the Koenig lookup is
9209                     not appropriate, even if an unqualified-name was used
9210                     to denote the function.  */
9211                  && !DECL_FUNCTION_MEMBER_P (get_first_fn (function)))
9212                 || TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE))
9213           function = perform_koenig_lookup (function, call_args);
9214
9215         if (TREE_CODE (function) == IDENTIFIER_NODE)
9216           {
9217             unqualified_name_lookup_error (function);
9218             return error_mark_node;
9219           }
9220
9221         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
9222         if (DECL_P (function))
9223           mark_used (function);
9224
9225         if (TREE_CODE (function) == OFFSET_REF)
9226           return build_offset_ref_call_from_tree (function, call_args);
9227         if (TREE_CODE (function) == COMPONENT_REF)
9228           {
9229             if (!BASELINK_P (TREE_OPERAND (function, 1)))
9230               return finish_call_expr (function, call_args,
9231                                        /*disallow_virtual=*/false,
9232                                        /*koenig_p=*/false);
9233             else
9234               return (build_new_method_call
9235                       (TREE_OPERAND (function, 0),
9236                        TREE_OPERAND (function, 1),
9237                        call_args, NULL_TREE,
9238                        qualified_p ? LOOKUP_NONVIRTUAL : LOOKUP_NORMAL,
9239                        /*fn_p=*/NULL));
9240           }
9241         return finish_call_expr (function, call_args,
9242                                  /*disallow_virtual=*/qualified_p,
9243                                  koenig_p);
9244       }
9245
9246     case COND_EXPR:
9247       return build_x_conditional_expr
9248         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9249          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9250          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
9251
9252     case PSEUDO_DTOR_EXPR:
9253       return finish_pseudo_destructor_expr
9254         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9255          RECUR (TREE_OPERAND (t, 1)),
9256          RECUR (TREE_OPERAND (t, 2)));
9257
9258     case TREE_LIST:
9259       {
9260         tree purpose, value, chain;
9261
9262         if (t == void_list_node)
9263           return t;
9264
9265         purpose = TREE_PURPOSE (t);
9266         if (purpose)
9267           purpose = RECUR (purpose);
9268         value = TREE_VALUE (t);
9269         if (value)
9270           value = RECUR (value);
9271         chain = TREE_CHAIN (t);
9272         if (chain && chain != void_type_node)
9273           chain = RECUR (chain);
9274         if (purpose == TREE_PURPOSE (t)
9275             && value == TREE_VALUE (t)
9276             && chain == TREE_CHAIN (t))
9277           return t;
9278         return tree_cons (purpose, value, chain);
9279       }
9280
9281     case COMPONENT_REF:
9282       {
9283         tree object;
9284         tree object_type;
9285         tree member;
9286
9287         object = tsubst_non_call_postfix_expression (TREE_OPERAND (t, 0),
9288                                                      args, complain, in_decl);
9289         /* Remember that there was a reference to this entity.  */
9290         if (DECL_P (object))
9291           mark_used (object);
9292         object_type = TREE_TYPE (object);
9293
9294         member = TREE_OPERAND (t, 1);
9295         if (BASELINK_P (member))
9296           member = tsubst_baselink (member,
9297                                     non_reference (TREE_TYPE (object)),
9298                                     args, complain, in_decl);
9299         else
9300           member = tsubst_copy (member, args, complain, in_decl);
9301         if (member == error_mark_node)
9302           return error_mark_node;
9303
9304         if (object_type && !CLASS_TYPE_P (object_type))
9305           {
9306             if (TREE_CODE (member) == BIT_NOT_EXPR)
9307               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
9308                                                     NULL_TREE,
9309                                                     object_type);
9310             else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
9311                      && (TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == BIT_NOT_EXPR))
9312               return finish_pseudo_destructor_expr (object,
9313                                                     object,
9314                                                     object_type);
9315           }
9316         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
9317                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 1)) == TEMPLATE_ID_EXPR)
9318           {
9319             tree tmpl;
9320             tree args;
9321
9322             /* Lookup the template functions now that we know what the
9323                scope is.  */
9324             tmpl = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 0);
9325             args = TREE_OPERAND (TREE_OPERAND (member, 1), 1);
9326             member = lookup_qualified_name (TREE_OPERAND (member, 0), tmpl,
9327                                             /*is_type_p=*/false,
9328                                             /*complain=*/false);
9329             if (BASELINK_P (member))
9330               {
9331                 BASELINK_FUNCTIONS (member)
9332                   = build_nt (TEMPLATE_ID_EXPR, BASELINK_FUNCTIONS (member),
9333                               args);
9334                 member = (adjust_result_of_qualified_name_lookup
9335                           (member, BINFO_TYPE (BASELINK_BINFO (member)),
9336                            object_type));
9337               }
9338             else
9339               {
9340                 qualified_name_lookup_error (object_type, tmpl, member);
9341                 return error_mark_node;
9342               }
9343           }
9344         else if (TREE_CODE (member) == SCOPE_REF
9345                  && !CLASS_TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0))
9346                  && TREE_CODE (TREE_OPERAND (member, 0)) != NAMESPACE_DECL)
9347           {
9348             if (complain & tf_error)
9349               {
9350                 if (TYPE_P (TREE_OPERAND (member, 0)))
9351                   error ("%qT is not a class or namespace",
9352                          TREE_OPERAND (member, 0));
9353                 else
9354                   error ("%qD is not a class or namespace",
9355                          TREE_OPERAND (member, 0));
9356               }
9357             return error_mark_node;
9358           }
9359         else if (TREE_CODE (member) == FIELD_DECL)
9360           return finish_non_static_data_member (member, object, NULL_TREE);
9361
9362         return finish_class_member_access_expr (object, member,
9363                                                 /*template_p=*/false);
9364       }
9365
9366     case THROW_EXPR:
9367       return build_throw
9368         (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
9369
9370     case CONSTRUCTOR:
9371       {
9372         VEC(constructor_elt,gc) *n;
9373         constructor_elt *ce;
9374         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
9375         tree type = tsubst (TREE_TYPE (t), args, complain, in_decl);
9376         bool process_index_p;
9377
9378         if (type == error_mark_node)
9379           return error_mark_node;
9380
9381         /* digest_init will do the wrong thing if we let it.  */
9382         if (type && TYPE_PTRMEMFUNC_P (type))
9383           return t;
9384
9385         /* We do not want to process the index of aggregate
9386            initializers as they are identifier nodes which will be
9387            looked up by digest_init.  */
9388         process_index_p = !(type && IS_AGGR_TYPE (type));
9389
9390         n = VEC_copy (constructor_elt, gc, CONSTRUCTOR_ELTS (t));
9391         for (idx = 0; VEC_iterate (constructor_elt, n, idx, ce); idx++)
9392           {
9393             if (ce->index && process_index_p)
9394               ce->index = RECUR (ce->index);
9395             ce->value = RECUR (ce->value);
9396           }
9397
9398         if (TREE_HAS_CONSTRUCTOR (t))
9399           return finish_compound_literal (type, n);
9400
9401         return build_constructor (NULL_TREE, n);
9402       }
9403
9404     case TYPEID_EXPR:
9405       {
9406         tree operand_0 = RECUR (TREE_OPERAND (t, 0));
9407         if (TYPE_P (operand_0))
9408           return get_typeid (operand_0);
9409         return build_typeid (operand_0);
9410       }
9411
9412     case VAR_DECL:
9413       if (!args)
9414         return t;
9415       /* Fall through */
9416
9417     case PARM_DECL:
9418       {
9419         tree r = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
9420
9421         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (t)) != REFERENCE_TYPE)
9422           /* If the original type was a reference, we'll be wrapped in
9423              the appropriate INDIRECT_REF.  */
9424           r = convert_from_reference (r);
9425         return r;
9426       }
9427
9428     case VA_ARG_EXPR:
9429       return build_x_va_arg (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)),
9430                              tsubst_copy (TREE_TYPE (t), args, complain,
9431                                           in_decl));
9432
9433     case OFFSETOF_EXPR:
9434       return finish_offsetof (RECUR (TREE_OPERAND (t, 0)));
9435
9436     case STMT_EXPR:
9437       {
9438         tree old_stmt_expr = cur_stmt_expr;
9439         tree stmt_expr = begin_stmt_expr ();
9440
9441         cur_stmt_expr = stmt_expr;
9442         tsubst_expr (STMT_EXPR_STMT (t), args, complain, in_decl,
9443                      integral_constant_expression_p);
9444         stmt_expr = finish_stmt_expr (stmt_expr, false);
9445         cur_stmt_expr = old_stmt_expr;
9446
9447         return stmt_expr;
9448       }
9449
9450     case CONST_DECL:
9451       t = tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
9452       /* As in finish_id_expression, we resolve enumeration constants
9453          to their underlying values.  */
9454       if (TREE_CODE (t) == CONST_DECL)
9455         {
9456           used_types_insert (TREE_TYPE (t));
9457           return DECL_INITIAL (t);
9458         }
9459       return t;
9460
9461     default:
9462       /* Handle Objective-C++ constructs, if appropriate.  */
9463       {
9464         tree subst
9465           = objcp_tsubst_copy_and_build (t, args, complain,
9466                                          in_decl, /*function_p=*/false);
9467         if (subst)
9468           return subst;
9469       }
9470       return tsubst_copy (t, args, complain, in_decl);
9471     }
9472
9473 #undef RECUR
9474 }
9475
9476 /* Verify that the instantiated ARGS are valid. For type arguments,
9477    make sure that the type's linkage is ok. For non-type arguments,
9478    make sure they are constants if they are integral or enumerations.
9479    Emit an error under control of COMPLAIN, and return TRUE on error.  */
9480
9481 static bool
9482 check_instantiated_args (tree tmpl, tree args, tsubst_flags_t complain)
9483 {
9484   int ix, len = DECL_NTPARMS (tmpl);
9485   bool result = false;
9486
9487   for (ix = 0; ix != len; ix++)
9488     {
9489       tree t = TREE_VEC_ELT (args, ix);
9490
9491       if (TYPE_P (t))
9492         {
9493           /* [basic.link]: A name with no linkage (notably, the name
9494              of a class or enumeration declared in a local scope)
9495              shall not be used to declare an entity with linkage.
9496              This implies that names with no linkage cannot be used as
9497              template arguments.  */
9498           tree nt = no_linkage_check (t, /*relaxed_p=*/false);
9499
9500           if (nt)
9501             {
9502               /* DR 488 makes use of a type with no linkage cause
9503                  type deduction to fail.  */
9504               if (complain & tf_error)
9505                 {
9506                   if (TYPE_ANONYMOUS_P (nt))
9507                     error ("%qT is/uses anonymous type", t);
9508                   else
9509                     error ("template argument for %qD uses local type %qT",
9510                            tmpl, t);
9511                 }
9512               result = true;
9513             }
9514           /* In order to avoid all sorts of complications, we do not
9515              allow variably-modified types as template arguments.  */
9516           else if (variably_modified_type_p (t, NULL_TREE))
9517             {
9518               if (complain & tf_error)
9519                 error ("%qT is a variably modified type", t);
9520               result = true;
9521             }
9522         }
9523       /* A non-type argument of integral or enumerated type must be a
9524          constant.  */
9525       else if (TREE_TYPE (t)
9526                && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (t))
9527                && !TREE_CONSTANT (t))
9528         {
9529           if (complain & tf_error)
9530             error ("integral expression %qE is not constant", t);
9531           result = true;
9532         }
9533     }
9534   if (result && (complain & tf_error))
9535     error ("  trying to instantiate %qD", tmpl);
9536   return result;
9537 }
9538
9539 /* Instantiate the indicated variable or function template TMPL with
9540    the template arguments in TARG_PTR.  */
9541
9542 tree
9543 instantiate_template (tree tmpl, tree targ_ptr, tsubst_flags_t complain)
9544 {
9545   tree fndecl;
9546   tree gen_tmpl;
9547   tree spec;
9548   HOST_WIDE_INT saved_processing_template_decl;
9549
9550   if (tmpl == error_mark_node)
9551     return error_mark_node;
9552
9553   gcc_assert (TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_DECL);
9554
9555   /* If this function is a clone, handle it specially.  */
9556   if (DECL_CLONED_FUNCTION_P (tmpl))
9557     {
9558       tree spec;
9559       tree clone;
9560
9561       spec = instantiate_template (DECL_CLONED_FUNCTION (tmpl), targ_ptr,
9562                                    complain);
9563       if (spec == error_mark_node)
9564         return error_mark_node;
9565
9566       /* Look for the clone.  */
9567       FOR_EACH_CLONE (clone, spec)
9568         if (DECL_NAME (clone) == DECL_NAME (tmpl))
9569           return clone;
9570       /* We should always have found the clone by now.  */
9571       gcc_unreachable ();
9572       return NULL_TREE;
9573     }
9574
9575   /* Check to see if we already have this specialization.  */
9576   spec = retrieve_specialization (tmpl, targ_ptr,
9577                                   /*class_specializations_p=*/false);
9578   if (spec != NULL_TREE)
9579     return spec;
9580
9581   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
9582   if (tmpl != gen_tmpl)
9583     {
9584       /* The TMPL is a partial instantiation.  To get a full set of
9585          arguments we must add the arguments used to perform the
9586          partial instantiation.  */
9587       targ_ptr = add_outermost_template_args (DECL_TI_ARGS (tmpl),
9588                                               targ_ptr);
9589
9590       /* Check to see if we already have this specialization.  */
9591       spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, targ_ptr,
9592                                       /*class_specializations_p=*/false);
9593       if (spec != NULL_TREE)
9594         return spec;
9595     }
9596
9597   if (check_instantiated_args (gen_tmpl, INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targ_ptr),
9598                                complain))
9599     return error_mark_node;
9600
9601   /* We are building a FUNCTION_DECL, during which the access of its
9602      parameters and return types have to be checked.  However this
9603      FUNCTION_DECL which is the desired context for access checking
9604      is not built yet.  We solve this chicken-and-egg problem by
9605      deferring all checks until we have the FUNCTION_DECL.  */
9606   push_deferring_access_checks (dk_deferred);
9607
9608   /* Although PROCESSING_TEMPLATE_DECL may be true at this point
9609      (because, for example, we have encountered a non-dependent
9610      function call in the body of a template function and must now
9611      determine which of several overloaded functions will be called),
9612      within the instantiation itself we are not processing a
9613      template.  */  
9614   saved_processing_template_decl = processing_template_decl;
9615   processing_template_decl = 0;
9616   /* Substitute template parameters to obtain the specialization.  */
9617   fndecl = tsubst (DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl),
9618                    targ_ptr, complain, gen_tmpl);
9619   processing_template_decl = saved_processing_template_decl;
9620   if (fndecl == error_mark_node)
9621     return error_mark_node;
9622
9623   /* Now we know the specialization, compute access previously
9624      deferred.  */
9625   push_access_scope (fndecl);
9626   perform_deferred_access_checks ();
9627   pop_access_scope (fndecl);
9628   pop_deferring_access_checks ();
9629
9630   /* The DECL_TI_TEMPLATE should always be the immediate parent
9631      template, not the most general template.  */
9632   DECL_TI_TEMPLATE (fndecl) = tmpl;
9633
9634   /* If we've just instantiated the main entry point for a function,
9635      instantiate all the alternate entry points as well.  We do this
9636      by cloning the instantiation of the main entry point, not by
9637      instantiating the template clones.  */
9638   if (TREE_CHAIN (gen_tmpl) && DECL_CLONED_FUNCTION_P (TREE_CHAIN (gen_tmpl)))
9639     clone_function_decl (fndecl, /*update_method_vec_p=*/0);
9640
9641   return fndecl;
9642 }
9643
9644 /* The FN is a TEMPLATE_DECL for a function.  The ARGS are the
9645    arguments that are being used when calling it.  TARGS is a vector
9646    into which the deduced template arguments are placed.
9647
9648    Return zero for success, 2 for an incomplete match that doesn't resolve
9649    all the types, and 1 for complete failure.  An error message will be
9650    printed only for an incomplete match.
9651
9652    If FN is a conversion operator, or we are trying to produce a specific
9653    specialization, RETURN_TYPE is the return type desired.
9654
9655    The EXPLICIT_TARGS are explicit template arguments provided via a
9656    template-id.
9657
9658    The parameter STRICT is one of:
9659
9660    DEDUCE_CALL:
9661      We are deducing arguments for a function call, as in
9662      [temp.deduct.call].
9663
9664    DEDUCE_CONV:
9665      We are deducing arguments for a conversion function, as in
9666      [temp.deduct.conv].
9667
9668    DEDUCE_EXACT:
9669      We are deducing arguments when doing an explicit instantiation
9670      as in [temp.explicit], when determining an explicit specialization
9671      as in [temp.expl.spec], or when taking the address of a function
9672      template, as in [temp.deduct.funcaddr].  */
9673
9674 int
9675 fn_type_unification (tree fn,
9676                      tree explicit_targs,
9677                      tree targs,
9678                      tree args,
9679                      tree return_type,
9680                      unification_kind_t strict,
9681                      int flags)
9682 {
9683   tree parms;
9684   tree fntype;
9685   int result;
9686
9687   gcc_assert (TREE_CODE (fn) == TEMPLATE_DECL);
9688
9689   fntype = TREE_TYPE (fn);
9690   if (explicit_targs)
9691     {
9692       /* [temp.deduct]
9693
9694          The specified template arguments must match the template
9695          parameters in kind (i.e., type, nontype, template), and there
9696          must not be more arguments than there are parameters;
9697          otherwise type deduction fails.
9698
9699          Nontype arguments must match the types of the corresponding
9700          nontype template parameters, or must be convertible to the
9701          types of the corresponding nontype parameters as specified in
9702          _temp.arg.nontype_, otherwise type deduction fails.
9703
9704          All references in the function type of the function template
9705          to the corresponding template parameters are replaced by the
9706          specified template argument values.  If a substitution in a
9707          template parameter or in the function type of the function
9708          template results in an invalid type, type deduction fails.  */
9709       int i;
9710       tree converted_args;
9711       bool incomplete;
9712
9713       if (explicit_targs == error_mark_node)
9714         return 1;
9715
9716       converted_args
9717         = (coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9718                                   explicit_targs, NULL_TREE, tf_none,
9719                                   /*require_all_args=*/false,
9720                                   /*use_default_args=*/false));
9721       if (converted_args == error_mark_node)
9722         return 1;
9723
9724       /* Substitute the explicit args into the function type.  This is
9725          necessary so that, for instance, explicitly declared function
9726          arguments can match null pointed constants.  If we were given
9727          an incomplete set of explicit args, we must not do semantic
9728          processing during substitution as we could create partial
9729          instantiations.  */
9730       incomplete = NUM_TMPL_ARGS (explicit_targs) != NUM_TMPL_ARGS (targs);
9731       processing_template_decl += incomplete;
9732       fntype = tsubst (fntype, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
9733       processing_template_decl -= incomplete;
9734
9735       if (fntype == error_mark_node)
9736         return 1;
9737
9738       /* Place the explicitly specified arguments in TARGS.  */
9739       for (i = NUM_TMPL_ARGS (converted_args); i--;)
9740         TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (converted_args, i);
9741     }
9742
9743   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
9744   parms = skip_artificial_parms_for (fn, TYPE_ARG_TYPES (fntype));
9745
9746   if (return_type)
9747     {
9748       parms = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (fntype), parms);
9749       args = tree_cons (NULL_TREE, return_type, args);
9750     }
9751
9752   /* We allow incomplete unification without an error message here
9753      because the standard doesn't seem to explicitly prohibit it.  Our
9754      callers must be ready to deal with unification failures in any
9755      event.  */
9756   result = type_unification_real (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (fn),
9757                                   targs, parms, args, /*subr=*/0,
9758                                   strict, flags);
9759
9760   if (result == 0)
9761     /* All is well so far.  Now, check:
9762
9763        [temp.deduct]
9764
9765        When all template arguments have been deduced, all uses of
9766        template parameters in nondeduced contexts are replaced with
9767        the corresponding deduced argument values.  If the
9768        substitution results in an invalid type, as described above,
9769        type deduction fails.  */
9770     if (tsubst (TREE_TYPE (fn), targs, tf_none, NULL_TREE)
9771         == error_mark_node)
9772       return 1;
9773
9774   return result;
9775 }
9776
9777 /* Adjust types before performing type deduction, as described in
9778    [temp.deduct.call] and [temp.deduct.conv].  The rules in these two
9779    sections are symmetric.  PARM is the type of a function parameter
9780    or the return type of the conversion function.  ARG is the type of
9781    the argument passed to the call, or the type of the value
9782    initialized with the result of the conversion function.  */
9783
9784 static int
9785 maybe_adjust_types_for_deduction (unification_kind_t strict,
9786                                   tree* parm,
9787                                   tree* arg)
9788 {
9789   int result = 0;
9790
9791   switch (strict)
9792     {
9793     case DEDUCE_CALL:
9794       break;
9795
9796     case DEDUCE_CONV:
9797       {
9798         /* Swap PARM and ARG throughout the remainder of this
9799            function; the handling is precisely symmetric since PARM
9800            will initialize ARG rather than vice versa.  */
9801         tree* temp = parm;
9802         parm = arg;
9803         arg = temp;
9804         break;
9805       }
9806
9807     case DEDUCE_EXACT:
9808       /* There is nothing to do in this case.  */
9809       return 0;
9810
9811     default:
9812       gcc_unreachable ();
9813     }
9814
9815   if (TREE_CODE (*parm) != REFERENCE_TYPE)
9816     {
9817       /* [temp.deduct.call]
9818
9819          If P is not a reference type:
9820
9821          --If A is an array type, the pointer type produced by the
9822          array-to-pointer standard conversion (_conv.array_) is
9823          used in place of A for type deduction; otherwise,
9824
9825          --If A is a function type, the pointer type produced by
9826          the function-to-pointer standard conversion
9827          (_conv.func_) is used in place of A for type deduction;
9828          otherwise,
9829
9830          --If A is a cv-qualified type, the top level
9831          cv-qualifiers of A's type are ignored for type
9832          deduction.  */
9833       if (TREE_CODE (*arg) == ARRAY_TYPE)
9834         *arg = build_pointer_type (TREE_TYPE (*arg));
9835       else if (TREE_CODE (*arg) == FUNCTION_TYPE)
9836         *arg = build_pointer_type (*arg);
9837       else
9838         *arg = TYPE_MAIN_VARIANT (*arg);
9839     }
9840
9841   /* [temp.deduct.call]
9842
9843      If P is a cv-qualified type, the top level cv-qualifiers
9844      of P's type are ignored for type deduction.  If P is a
9845      reference type, the type referred to by P is used for
9846      type deduction.  */
9847   *parm = TYPE_MAIN_VARIANT (*parm);
9848   if (TREE_CODE (*parm) == REFERENCE_TYPE)
9849     {
9850       *parm = TREE_TYPE (*parm);
9851       result |= UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
9852     }
9853
9854   /* DR 322. For conversion deduction, remove a reference type on parm
9855      too (which has been swapped into ARG).  */
9856   if (strict == DEDUCE_CONV && TREE_CODE (*arg) == REFERENCE_TYPE)
9857     *arg = TREE_TYPE (*arg);
9858
9859   return result;
9860 }
9861
9862 /* Most parms like fn_type_unification.
9863
9864    If SUBR is 1, we're being called recursively (to unify the
9865    arguments of a function or method parameter of a function
9866    template). */
9867
9868 static int
9869 type_unification_real (tree tparms,
9870                        tree targs,
9871                        tree xparms,
9872                        tree xargs,
9873                        int subr,
9874                        unification_kind_t strict,
9875                        int flags)
9876 {
9877   tree parm, arg;
9878   int i;
9879   int ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
9880   int sub_strict;
9881   int saw_undeduced = 0;
9882   tree parms, args;
9883
9884   gcc_assert (TREE_CODE (tparms) == TREE_VEC);
9885   gcc_assert (xparms == NULL_TREE || TREE_CODE (xparms) == TREE_LIST);
9886   gcc_assert (!xargs || TREE_CODE (xargs) == TREE_LIST);
9887   gcc_assert (ntparms > 0);
9888
9889   switch (strict)
9890     {
9891     case DEDUCE_CALL:
9892       sub_strict = (UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL | UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL
9893                     | UNIFY_ALLOW_DERIVED);
9894       break;
9895
9896     case DEDUCE_CONV:
9897       sub_strict = UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL;
9898       break;
9899
9900     case DEDUCE_EXACT:
9901       sub_strict = UNIFY_ALLOW_NONE;
9902       break;
9903
9904     default:
9905       gcc_unreachable ();
9906     }
9907
9908  again:
9909   parms = xparms;
9910   args = xargs;
9911
9912   while (parms && parms != void_list_node
9913          && args && args != void_list_node)
9914     {
9915       parm = TREE_VALUE (parms);
9916       parms = TREE_CHAIN (parms);
9917       arg = TREE_VALUE (args);
9918       args = TREE_CHAIN (args);
9919
9920       if (arg == error_mark_node)
9921         return 1;
9922       if (arg == unknown_type_node)
9923         /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
9924            template args from other function args.  */
9925         continue;
9926
9927       /* Conversions will be performed on a function argument that
9928          corresponds with a function parameter that contains only
9929          non-deducible template parameters and explicitly specified
9930          template parameters.  */
9931       if (!uses_template_parms (parm))
9932         {
9933           tree type;
9934
9935           if (!TYPE_P (arg))
9936             type = TREE_TYPE (arg);
9937           else
9938             type = arg;
9939
9940           if (same_type_p (parm, type))
9941             continue;
9942           if (strict != DEDUCE_EXACT
9943               && can_convert_arg (parm, type, TYPE_P (arg) ? NULL_TREE : arg,
9944                                   flags))
9945             continue;
9946
9947           return 1;
9948         }
9949
9950       if (!TYPE_P (arg))
9951         {
9952           gcc_assert (TREE_TYPE (arg) != NULL_TREE);
9953           if (type_unknown_p (arg))
9954             {
9955               /* [temp.deduct.type] 
9956
9957                  A template-argument can be deduced from a pointer to
9958                  function or pointer to member function argument if
9959                  the set of overloaded functions does not contain
9960                  function templates and at most one of a set of
9961                  overloaded functions provides a unique match.  */
9962               if (resolve_overloaded_unification
9963                   (tparms, targs, parm, arg, strict, sub_strict))
9964                 continue;
9965
9966               return 1;
9967             }
9968           arg = unlowered_expr_type (arg);
9969           if (arg == error_mark_node)
9970             return 1;
9971         }
9972
9973       {
9974         int arg_strict = sub_strict;
9975
9976         if (!subr)
9977           arg_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
9978
9979         if (unify (tparms, targs, parm, arg, arg_strict))
9980           return 1;
9981       }
9982     }
9983
9984   /* Fail if we've reached the end of the parm list, and more args
9985      are present, and the parm list isn't variadic.  */
9986   if (args && args != void_list_node && parms == void_list_node)
9987     return 1;
9988   /* Fail if parms are left and they don't have default values.  */
9989   if (parms && parms != void_list_node
9990       && TREE_PURPOSE (parms) == NULL_TREE)
9991     return 1;
9992
9993   if (!subr)
9994     for (i = 0; i < ntparms; i++)
9995       if (!TREE_VEC_ELT (targs, i))
9996         {
9997           tree tparm;
9998
9999           if (TREE_VEC_ELT (tparms, i) == error_mark_node)
10000             continue;
10001
10002           tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, i));
10003
10004           /* If this is an undeduced nontype parameter that depends on
10005              a type parameter, try another pass; its type may have been
10006              deduced from a later argument than the one from which
10007              this parameter can be deduced.  */
10008           if (TREE_CODE (tparm) == PARM_DECL
10009               && uses_template_parms (TREE_TYPE (tparm))
10010               && !saw_undeduced++)
10011             goto again;
10012
10013           return 2;
10014         }
10015
10016   return 0;
10017 }
10018
10019 /* Subroutine of type_unification_real.  Args are like the variables
10020    at the call site.  ARG is an overloaded function (or template-id);
10021    we try deducing template args from each of the overloads, and if
10022    only one succeeds, we go with that.  Modifies TARGS and returns
10023    true on success.  */
10024
10025 static bool
10026 resolve_overloaded_unification (tree tparms,
10027                                 tree targs,
10028                                 tree parm,
10029                                 tree arg,
10030                                 unification_kind_t strict,
10031                                 int sub_strict)
10032 {
10033   tree tempargs = copy_node (targs);
10034   int good = 0;
10035   bool addr_p;
10036
10037   if (TREE_CODE (arg) == ADDR_EXPR)
10038     {
10039       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10040       addr_p = true;
10041     }
10042   else
10043     addr_p = false;
10044
10045   if (TREE_CODE (arg) == COMPONENT_REF)
10046     /* Handle `&x' where `x' is some static or non-static member
10047        function name.  */
10048     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
10049
10050   if (TREE_CODE (arg) == OFFSET_REF)
10051     arg = TREE_OPERAND (arg, 1);
10052
10053   /* Strip baselink information.  */
10054   if (BASELINK_P (arg))
10055     arg = BASELINK_FUNCTIONS (arg);
10056
10057   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_ID_EXPR)
10058     {
10059       /* If we got some explicit template args, we need to plug them into
10060          the affected templates before we try to unify, in case the
10061          explicit args will completely resolve the templates in question.  */
10062
10063       tree expl_subargs = TREE_OPERAND (arg, 1);
10064       arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10065
10066       for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
10067         {
10068           tree fn = OVL_CURRENT (arg);
10069           tree subargs, elem;
10070
10071           if (TREE_CODE (fn) != TEMPLATE_DECL)
10072             continue;
10073
10074           subargs = get_bindings (fn, DECL_TEMPLATE_RESULT (fn),
10075                                   expl_subargs, /*check_ret=*/false);
10076           if (subargs)
10077             {
10078               elem = tsubst (TREE_TYPE (fn), subargs, tf_none, NULL_TREE);
10079               good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
10080                                         elem, strict, sub_strict, addr_p);
10081             }
10082         }
10083     }
10084   else if (TREE_CODE (arg) != OVERLOAD
10085            && TREE_CODE (arg) != FUNCTION_DECL)
10086     /* If ARG is, for example, "(0, &f)" then its type will be unknown
10087        -- but the deduction does not succeed because the expression is
10088        not just the function on its own.  */
10089     return false;
10090   else
10091     for (; arg; arg = OVL_NEXT (arg))
10092       good += try_one_overload (tparms, targs, tempargs, parm,
10093                                 TREE_TYPE (OVL_CURRENT (arg)),
10094                                 strict, sub_strict, addr_p);
10095
10096   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
10097      to function or pointer to member function argument if the set of
10098      overloaded functions does not contain function templates and at most
10099      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
10100
10101      So if we found multiple possibilities, we return success but don't
10102      deduce anything.  */
10103
10104   if (good == 1)
10105     {
10106       int i = TREE_VEC_LENGTH (targs);
10107       for (; i--; )
10108         if (TREE_VEC_ELT (tempargs, i))
10109           TREE_VEC_ELT (targs, i) = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
10110     }
10111   if (good)
10112     return true;
10113
10114   return false;
10115 }
10116
10117 /* Subroutine of resolve_overloaded_unification; does deduction for a single
10118    overload.  Fills TARGS with any deduced arguments, or error_mark_node if
10119    different overloads deduce different arguments for a given parm.
10120    ADDR_P is true if the expression for which deduction is being
10121    performed was of the form "& fn" rather than simply "fn".
10122
10123    Returns 1 on success.  */
10124
10125 static int
10126 try_one_overload (tree tparms,
10127                   tree orig_targs,
10128                   tree targs,
10129                   tree parm,
10130                   tree arg,
10131                   unification_kind_t strict,
10132                   int sub_strict,
10133                   bool addr_p)
10134 {
10135   int nargs;
10136   tree tempargs;
10137   int i;
10138
10139   /* [temp.deduct.type] A template-argument can be deduced from a pointer
10140      to function or pointer to member function argument if the set of
10141      overloaded functions does not contain function templates and at most
10142      one of a set of overloaded functions provides a unique match.
10143
10144      So if this is a template, just return success.  */
10145
10146   if (uses_template_parms (arg))
10147     return 1;
10148
10149   if (TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
10150     arg = build_ptrmemfunc_type (build_pointer_type (arg));
10151   else if (addr_p)
10152     arg = build_pointer_type (arg);
10153
10154   sub_strict |= maybe_adjust_types_for_deduction (strict, &parm, &arg);
10155
10156   /* We don't copy orig_targs for this because if we have already deduced
10157      some template args from previous args, unify would complain when we
10158      try to deduce a template parameter for the same argument, even though
10159      there isn't really a conflict.  */
10160   nargs = TREE_VEC_LENGTH (targs);
10161   tempargs = make_tree_vec (nargs);
10162
10163   if (unify (tparms, tempargs, parm, arg, sub_strict) != 0)
10164     return 0;
10165
10166   /* First make sure we didn't deduce anything that conflicts with
10167      explicitly specified args.  */
10168   for (i = nargs; i--; )
10169     {
10170       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
10171       tree oldelt = TREE_VEC_ELT (orig_targs, i);
10172
10173       if (!elt)
10174         /*NOP*/;
10175       else if (uses_template_parms (elt))
10176         /* Since we're unifying against ourselves, we will fill in
10177            template args used in the function parm list with our own
10178            template parms.  Discard them.  */
10179         TREE_VEC_ELT (tempargs, i) = NULL_TREE;
10180       else if (oldelt && !template_args_equal (oldelt, elt))
10181         return 0;
10182     }
10183
10184   for (i = nargs; i--; )
10185     {
10186       tree elt = TREE_VEC_ELT (tempargs, i);
10187
10188       if (elt)
10189         TREE_VEC_ELT (targs, i) = elt;
10190     }
10191
10192   return 1;
10193 }
10194
10195 /* PARM is a template class (perhaps with unbound template
10196    parameters).  ARG is a fully instantiated type.  If ARG can be
10197    bound to PARM, return ARG, otherwise return NULL_TREE.  TPARMS and
10198    TARGS are as for unify.  */
10199
10200 static tree
10201 try_class_unification (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
10202 {
10203   tree copy_of_targs;
10204
10205   if (!CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
10206       || (most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg))
10207           != most_general_template (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm))))
10208     return NULL_TREE;
10209
10210   /* We need to make a new template argument vector for the call to
10211      unify.  If we used TARGS, we'd clutter it up with the result of
10212      the attempted unification, even if this class didn't work out.
10213      We also don't want to commit ourselves to all the unifications
10214      we've already done, since unification is supposed to be done on
10215      an argument-by-argument basis.  In other words, consider the
10216      following pathological case:
10217
10218        template <int I, int J, int K>
10219        struct S {};
10220
10221        template <int I, int J>
10222        struct S<I, J, 2> : public S<I, I, I>, S<J, J, J> {};
10223
10224        template <int I, int J, int K>
10225        void f(S<I, J, K>, S<I, I, I>);
10226
10227        void g() {
10228          S<0, 0, 0> s0;
10229          S<0, 1, 2> s2;
10230
10231          f(s0, s2);
10232        }
10233
10234      Now, by the time we consider the unification involving `s2', we
10235      already know that we must have `f<0, 0, 0>'.  But, even though
10236      `S<0, 1, 2>' is derived from `S<0, 0, 0>', the code is invalid
10237      because there are two ways to unify base classes of S<0, 1, 2>
10238      with S<I, I, I>.  If we kept the already deduced knowledge, we
10239      would reject the possibility I=1.  */
10240   copy_of_targs = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
10241
10242   /* If unification failed, we're done.  */
10243   if (unify (tparms, copy_of_targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10244              CLASSTYPE_TI_ARGS (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10245     return NULL_TREE;
10246
10247   return arg;
10248 }
10249
10250 /* Given a template type PARM and a class type ARG, find the unique
10251    base type in ARG that is an instance of PARM.  We do not examine
10252    ARG itself; only its base-classes.  If there is not exactly one
10253    appropriate base class, return NULL_TREE.  PARM may be the type of
10254    a partial specialization, as well as a plain template type.  Used
10255    by unify.  */
10256
10257 static tree
10258 get_template_base (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg)
10259 {
10260   tree rval = NULL_TREE;
10261   tree binfo;
10262
10263   gcc_assert (IS_AGGR_TYPE_CODE (TREE_CODE (arg)));
10264
10265   binfo = TYPE_BINFO (complete_type (arg));
10266   if (!binfo)
10267     /* The type could not be completed.  */
10268     return NULL_TREE;
10269
10270   /* Walk in inheritance graph order.  The search order is not
10271      important, and this avoids multiple walks of virtual bases.  */
10272   for (binfo = TREE_CHAIN (binfo); binfo; binfo = TREE_CHAIN (binfo))
10273     {
10274       tree r = try_class_unification (tparms, targs, parm, BINFO_TYPE (binfo));
10275
10276       if (r)
10277         {
10278           /* If there is more than one satisfactory baseclass, then:
10279
10280                [temp.deduct.call]
10281
10282               If they yield more than one possible deduced A, the type
10283               deduction fails.
10284
10285              applies.  */
10286           if (rval && !same_type_p (r, rval))
10287             return NULL_TREE;
10288
10289           rval = r;
10290         }
10291     }
10292
10293   return rval;
10294 }
10295
10296 /* Returns the level of DECL, which declares a template parameter.  */
10297
10298 static int
10299 template_decl_level (tree decl)
10300 {
10301   switch (TREE_CODE (decl))
10302     {
10303     case TYPE_DECL:
10304     case TEMPLATE_DECL:
10305       return TEMPLATE_TYPE_LEVEL (TREE_TYPE (decl));
10306
10307     case PARM_DECL:
10308       return TEMPLATE_PARM_LEVEL (DECL_INITIAL (decl));
10309
10310     default:
10311       gcc_unreachable ();
10312     }
10313   return 0;
10314 }
10315
10316 /* Decide whether ARG can be unified with PARM, considering only the
10317    cv-qualifiers of each type, given STRICT as documented for unify.
10318    Returns nonzero iff the unification is OK on that basis.  */
10319
10320 static int
10321 check_cv_quals_for_unify (int strict, tree arg, tree parm)
10322 {
10323   int arg_quals = cp_type_quals (arg);
10324   int parm_quals = cp_type_quals (parm);
10325
10326   if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
10327       && !(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
10328     {
10329       /*  Although a CVR qualifier is ignored when being applied to a
10330           substituted template parameter ([8.3.2]/1 for example), that
10331           does not apply during deduction [14.8.2.4]/1, (even though
10332           that is not explicitly mentioned, [14.8.2.4]/9 indicates
10333           this).  Except when we're allowing additional CV qualifiers
10334           at the outer level [14.8.2.1]/3,1st bullet.  */
10335       if ((TREE_CODE (arg) == REFERENCE_TYPE
10336            || TREE_CODE (arg) == FUNCTION_TYPE
10337            || TREE_CODE (arg) == METHOD_TYPE)
10338           && (parm_quals & (TYPE_QUAL_CONST | TYPE_QUAL_VOLATILE)))
10339         return 0;
10340
10341       if ((!POINTER_TYPE_P (arg) && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM)
10342           && (parm_quals & TYPE_QUAL_RESTRICT))
10343         return 0;
10344     }
10345
10346   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL))
10347       && (arg_quals & parm_quals) != parm_quals)
10348     return 0;
10349
10350   if (!(strict & (UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL | UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL))
10351       && (parm_quals & arg_quals) != arg_quals)
10352     return 0;
10353
10354   return 1;
10355 }
10356
10357 /* Deduce the value of template parameters.  TPARMS is the (innermost)
10358    set of template parameters to a template.  TARGS is the bindings
10359    for those template parameters, as determined thus far; TARGS may
10360    include template arguments for outer levels of template parameters
10361    as well.  PARM is a parameter to a template function, or a
10362    subcomponent of that parameter; ARG is the corresponding argument.
10363    This function attempts to match PARM with ARG in a manner
10364    consistent with the existing assignments in TARGS.  If more values
10365    are deduced, then TARGS is updated.
10366
10367    Returns 0 if the type deduction succeeds, 1 otherwise.  The
10368    parameter STRICT is a bitwise or of the following flags:
10369
10370      UNIFY_ALLOW_NONE:
10371        Require an exact match between PARM and ARG.
10372      UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL:
10373        Allow the deduced ARG to be more cv-qualified (by qualification
10374        conversion) than ARG.
10375      UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL:
10376        Allow the deduced ARG to be less cv-qualified than ARG.
10377      UNIFY_ALLOW_DERIVED:
10378        Allow the deduced ARG to be a template base class of ARG,
10379        or a pointer to a template base class of the type pointed to by
10380        ARG.
10381      UNIFY_ALLOW_INTEGER:
10382        Allow any integral type to be deduced.  See the TEMPLATE_PARM_INDEX
10383        case for more information.
10384      UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL:
10385        This is the outermost level of a deduction. Used to determine validity
10386        of qualification conversions. A valid qualification conversion must
10387        have const qualified pointers leading up to the inner type which
10388        requires additional CV quals, except at the outer level, where const
10389        is not required [conv.qual]. It would be normal to set this flag in
10390        addition to setting UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL.
10391      UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL:
10392        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be more CV
10393        qualified at this point.
10394      UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL:
10395        This is the outermost level of a deduction, and PARM can be less CV
10396        qualified at this point.  */
10397
10398 static int
10399 unify (tree tparms, tree targs, tree parm, tree arg, int strict)
10400 {
10401   int idx;
10402   tree targ;
10403   tree tparm;
10404   int strict_in = strict;
10405
10406   /* I don't think this will do the right thing with respect to types.
10407      But the only case I've seen it in so far has been array bounds, where
10408      signedness is the only information lost, and I think that will be
10409      okay.  */
10410   while (TREE_CODE (parm) == NOP_EXPR)
10411     parm = TREE_OPERAND (parm, 0);
10412
10413   if (arg == error_mark_node)
10414     return 1;
10415   if (arg == unknown_type_node)
10416     /* We can't deduce anything from this, but we might get all the
10417        template args from other function args.  */
10418     return 0;
10419
10420   /* If PARM uses template parameters, then we can't bail out here,
10421      even if ARG == PARM, since we won't record unifications for the
10422      template parameters.  We might need them if we're trying to
10423      figure out which of two things is more specialized.  */
10424   if (arg == parm && !uses_template_parms (parm))
10425     return 0;
10426
10427   /* Immediately reject some pairs that won't unify because of
10428      cv-qualification mismatches.  */
10429   if (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10430       && TYPE_P (arg)
10431       /* It is the elements of the array which hold the cv quals of an array
10432          type, and the elements might be template type parms. We'll check
10433          when we recurse.  */
10434       && TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE
10435       /* We check the cv-qualifiers when unifying with template type
10436          parameters below.  We want to allow ARG `const T' to unify with
10437          PARM `T' for example, when computing which of two templates
10438          is more specialized, for example.  */
10439       && TREE_CODE (arg) != TEMPLATE_TYPE_PARM
10440       && !check_cv_quals_for_unify (strict_in, arg, parm))
10441     return 1;
10442
10443   if (!(strict & UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL)
10444       && TYPE_P (parm) && !CP_TYPE_CONST_P (parm))
10445     strict &= ~UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL;
10446   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LEVEL;
10447   strict &= ~UNIFY_ALLOW_DERIVED;
10448   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_MORE_CV_QUAL;
10449   strict &= ~UNIFY_ALLOW_OUTER_LESS_CV_QUAL;
10450
10451   switch (TREE_CODE (parm))
10452     {
10453     case TYPENAME_TYPE:
10454     case SCOPE_REF:
10455     case UNBOUND_CLASS_TEMPLATE:
10456       /* In a type which contains a nested-name-specifier, template
10457          argument values cannot be deduced for template parameters used
10458          within the nested-name-specifier.  */
10459       return 0;
10460
10461     case TEMPLATE_TYPE_PARM:
10462     case TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10463     case BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM:
10464       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10465       if (tparm == error_mark_node)
10466         return 1;
10467
10468       if (TEMPLATE_TYPE_LEVEL (parm)
10469           != template_decl_level (tparm))
10470         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10471            to see if it matches ARG.  */
10472         return (TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10473                 && same_type_p (parm, arg)) ? 0 : 1;
10474       idx = TEMPLATE_TYPE_IDX (parm);
10475       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
10476       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, idx));
10477
10478       /* Check for mixed types and values.  */
10479       if ((TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TYPE_PARM
10480            && TREE_CODE (tparm) != TYPE_DECL)
10481           || (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10482               && TREE_CODE (tparm) != TEMPLATE_DECL))
10483         return 1;
10484
10485       if (TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10486         {
10487           /* ARG must be constructed from a template class or a template
10488              template parameter.  */
10489           if (TREE_CODE (arg) != BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10490               && !CLASSTYPE_SPECIALIZATION_OF_PRIMARY_TEMPLATE_P (arg))
10491             return 1;
10492
10493           {
10494             tree parmvec = TYPE_TI_ARGS (parm);
10495             tree argvec = INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (TYPE_TI_ARGS (arg));
10496             tree argtmplvec
10497               = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (TYPE_TI_TEMPLATE (arg));
10498             int i;
10499
10500             /* The resolution to DR150 makes clear that default
10501                arguments for an N-argument may not be used to bind T
10502                to a template template parameter with fewer than N
10503                parameters.  It is not safe to permit the binding of
10504                default arguments as an extension, as that may change
10505                the meaning of a conforming program.  Consider:
10506
10507                   struct Dense { static const unsigned int dim = 1; };
10508
10509                   template <template <typename> class View,
10510                             typename Block>
10511                   void operator+(float, View<Block> const&);
10512
10513                   template <typename Block,
10514                             unsigned int Dim = Block::dim>
10515                   struct Lvalue_proxy { operator float() const; };
10516
10517                   void
10518                   test_1d (void) {
10519                     Lvalue_proxy<Dense> p;
10520                     float b;
10521                     b + p;
10522                   }
10523
10524               Here, if Lvalue_proxy is permitted to bind to View, then
10525               the global operator+ will be used; if they are not, the
10526               Lvalue_proxy will be converted to float.  */
10527             if (coerce_template_parms (argtmplvec, parmvec,
10528                                        TYPE_TI_TEMPLATE (parm),
10529                                        tf_none,
10530                                        /*require_all_args=*/true,
10531                                        /*use_default_args=*/false)
10532                 == error_mark_node)
10533               return 1;
10534
10535             /* Deduce arguments T, i from TT<T> or TT<i>.
10536                We check each element of PARMVEC and ARGVEC individually
10537                rather than the whole TREE_VEC since they can have
10538                different number of elements.  */
10539
10540             for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parmvec); ++i)
10541               {
10542                 if (unify (tparms, targs,
10543                            TREE_VEC_ELT (parmvec, i),
10544                            TREE_VEC_ELT (argvec, i),
10545                            UNIFY_ALLOW_NONE))
10546                   return 1;
10547               }
10548           }
10549           arg = TYPE_TI_TEMPLATE (arg);
10550
10551           /* Fall through to deduce template name.  */
10552         }
10553
10554       if (TREE_CODE (parm) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM
10555           || TREE_CODE (parm) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
10556         {
10557           /* Deduce template name TT from TT, TT<>, TT<T> and TT<i>.  */
10558
10559           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10560           if (targ != NULL_TREE && template_args_equal (targ, arg))
10561             return 0;
10562           else if (targ)
10563             return 1;
10564         }
10565       else
10566         {
10567           /* If PARM is `const T' and ARG is only `int', we don't have
10568              a match unless we are allowing additional qualification.
10569              If ARG is `const int' and PARM is just `T' that's OK;
10570              that binds `const int' to `T'.  */
10571           if (!check_cv_quals_for_unify (strict_in | UNIFY_ALLOW_LESS_CV_QUAL,
10572                                          arg, parm))
10573             return 1;
10574
10575           /* Consider the case where ARG is `const volatile int' and
10576              PARM is `const T'.  Then, T should be `volatile int'.  */
10577           arg = cp_build_qualified_type_real
10578             (arg, cp_type_quals (arg) & ~cp_type_quals (parm), tf_none);
10579           if (arg == error_mark_node)
10580             return 1;
10581
10582           /* Simple cases: Value already set, does match or doesn't.  */
10583           if (targ != NULL_TREE && same_type_p (targ, arg))
10584             return 0;
10585           else if (targ)
10586             return 1;
10587
10588           /* Make sure that ARG is not a variable-sized array.  (Note
10589              that were talking about variable-sized arrays (like
10590              `int[n]'), rather than arrays of unknown size (like
10591              `int[]').)  We'll get very confused by such a type since
10592              the bound of the array will not be computable in an
10593              instantiation.  Besides, such types are not allowed in
10594              ISO C++, so we can do as we please here.  */
10595           if (variably_modified_type_p (arg, NULL_TREE))
10596             return 1;
10597         }
10598
10599       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
10600       return 0;
10601
10602     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
10603       tparm = TREE_VALUE (TREE_VEC_ELT (tparms, 0));
10604       if (tparm == error_mark_node)
10605         return 1;
10606
10607       if (TEMPLATE_PARM_LEVEL (parm)
10608           != template_decl_level (tparm))
10609         /* The PARM is not one we're trying to unify.  Just check
10610            to see if it matches ARG.  */
10611         return !(TREE_CODE (arg) == TREE_CODE (parm)
10612                  && cp_tree_equal (parm, arg));
10613
10614       idx = TEMPLATE_PARM_IDX (parm);
10615       targ = TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx);
10616
10617       if (targ)
10618         return !cp_tree_equal (targ, arg);
10619
10620       /* [temp.deduct.type] If, in the declaration of a function template
10621          with a non-type template-parameter, the non-type
10622          template-parameter is used in an expression in the function
10623          parameter-list and, if the corresponding template-argument is
10624          deduced, the template-argument type shall match the type of the
10625          template-parameter exactly, except that a template-argument
10626          deduced from an array bound may be of any integral type.
10627          The non-type parameter might use already deduced type parameters.  */
10628       tparm = tsubst (TREE_TYPE (parm), targs, 0, NULL_TREE);
10629       if (!TREE_TYPE (arg))
10630         /* Template-parameter dependent expression.  Just accept it for now.
10631            It will later be processed in convert_template_argument.  */
10632         ;
10633       else if (same_type_p (TREE_TYPE (arg), tparm))
10634         /* OK */;
10635       else if ((strict & UNIFY_ALLOW_INTEGER)
10636                && (TREE_CODE (tparm) == INTEGER_TYPE
10637                    || TREE_CODE (tparm) == BOOLEAN_TYPE))
10638         /* Convert the ARG to the type of PARM; the deduced non-type
10639            template argument must exactly match the types of the
10640            corresponding parameter.  */
10641         arg = fold (build_nop (TREE_TYPE (parm), arg));
10642       else if (uses_template_parms (tparm))
10643         /* We haven't deduced the type of this parameter yet.  Try again
10644            later.  */
10645         return 0;
10646       else
10647         return 1;
10648
10649       TREE_VEC_ELT (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (targs), idx) = arg;
10650       return 0;
10651
10652     case PTRMEM_CST:
10653      {
10654         /* A pointer-to-member constant can be unified only with
10655          another constant.  */
10656       if (TREE_CODE (arg) != PTRMEM_CST)
10657         return 1;
10658
10659       /* Just unify the class member. It would be useless (and possibly
10660          wrong, depending on the strict flags) to unify also
10661          PTRMEM_CST_CLASS, because we want to be sure that both parm and
10662          arg refer to the same variable, even if through different
10663          classes. For instance:
10664
10665          struct A { int x; };
10666          struct B : A { };
10667
10668          Unification of &A::x and &B::x must succeed.  */
10669       return unify (tparms, targs, PTRMEM_CST_MEMBER (parm),
10670                     PTRMEM_CST_MEMBER (arg), strict);
10671      }
10672
10673     case POINTER_TYPE:
10674       {
10675         if (TREE_CODE (arg) != POINTER_TYPE)
10676           return 1;
10677
10678         /* [temp.deduct.call]
10679
10680            A can be another pointer or pointer to member type that can
10681            be converted to the deduced A via a qualification
10682            conversion (_conv.qual_).
10683
10684            We pass down STRICT here rather than UNIFY_ALLOW_NONE.
10685            This will allow for additional cv-qualification of the
10686            pointed-to types if appropriate.  */
10687
10688         if (TREE_CODE (TREE_TYPE (arg)) == RECORD_TYPE)
10689           /* The derived-to-base conversion only persists through one
10690              level of pointers.  */
10691           strict |= (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED);
10692
10693         return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10694                       TREE_TYPE (arg), strict);
10695       }
10696
10697     case REFERENCE_TYPE:
10698       if (TREE_CODE (arg) != REFERENCE_TYPE)
10699         return 1;
10700       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10701                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10702
10703     case ARRAY_TYPE:
10704       if (TREE_CODE (arg) != ARRAY_TYPE)
10705         return 1;
10706       if ((TYPE_DOMAIN (parm) == NULL_TREE)
10707           != (TYPE_DOMAIN (arg) == NULL_TREE))
10708         return 1;
10709       if (TYPE_DOMAIN (parm) != NULL_TREE)
10710         {
10711           tree parm_max;
10712           tree arg_max;
10713           bool parm_cst;
10714           bool arg_cst;
10715
10716           /* Our representation of array types uses "N - 1" as the
10717              TYPE_MAX_VALUE for an array with "N" elements, if "N" is
10718              not an integer constant.  We cannot unify arbitrarily
10719              complex expressions, so we eliminate the MINUS_EXPRs
10720              here.  */
10721           parm_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (parm));
10722           parm_cst = TREE_CODE (parm_max) == INTEGER_CST;
10723           if (!parm_cst)
10724             {
10725               gcc_assert (TREE_CODE (parm_max) == MINUS_EXPR);
10726               parm_max = TREE_OPERAND (parm_max, 0);
10727             }
10728           arg_max = TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (arg));
10729           arg_cst = TREE_CODE (arg_max) == INTEGER_CST;
10730           if (!arg_cst)
10731             {
10732               /* The ARG_MAX may not be a simple MINUS_EXPR, if we are
10733                  trying to unify the type of a variable with the type
10734                  of a template parameter.  For example:
10735
10736                    template <unsigned int N>
10737                    void f (char (&) [N]);
10738                    int g(); 
10739                    void h(int i) {
10740                      char a[g(i)];
10741                      f(a); 
10742                    }
10743
10744                 Here, the type of the ARG will be "int [g(i)]", and
10745                 may be a SAVE_EXPR, etc.  */
10746               if (TREE_CODE (arg_max) != MINUS_EXPR)
10747                 return 1;
10748               arg_max = TREE_OPERAND (arg_max, 0);
10749             }
10750
10751           /* If only one of the bounds used a MINUS_EXPR, compensate
10752              by adding one to the other bound.  */
10753           if (parm_cst && !arg_cst)
10754             parm_max = fold_build2 (PLUS_EXPR,
10755                                     integer_type_node,
10756                                     parm_max,
10757                                     integer_one_node);
10758           else if (arg_cst && !parm_cst)
10759             arg_max = fold_build2 (PLUS_EXPR,
10760                                    integer_type_node,
10761                                    arg_max,
10762                                    integer_one_node);
10763
10764           if (unify (tparms, targs, parm_max, arg_max, UNIFY_ALLOW_INTEGER))
10765             return 1;
10766         }
10767       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10768                     strict & UNIFY_ALLOW_MORE_CV_QUAL);
10769
10770     case REAL_TYPE:
10771     case COMPLEX_TYPE:
10772     case VECTOR_TYPE:
10773     case INTEGER_TYPE:
10774     case BOOLEAN_TYPE:
10775     case ENUMERAL_TYPE:
10776     case VOID_TYPE:
10777       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10778         return 1;
10779
10780       /* We have already checked cv-qualification at the top of the
10781          function.  */
10782       if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (arg, parm))
10783         return 1;
10784
10785       /* As far as unification is concerned, this wins.  Later checks
10786          will invalidate it if necessary.  */
10787       return 0;
10788
10789       /* Types INTEGER_CST and MINUS_EXPR can come from array bounds.  */
10790       /* Type INTEGER_CST can come from ordinary constant template args.  */
10791     case INTEGER_CST:
10792       while (TREE_CODE (arg) == NOP_EXPR)
10793         arg = TREE_OPERAND (arg, 0);
10794
10795       if (TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
10796         return 1;
10797       return !tree_int_cst_equal (parm, arg);
10798
10799     case TREE_VEC:
10800       {
10801         int i;
10802         if (TREE_CODE (arg) != TREE_VEC)
10803           return 1;
10804         if (TREE_VEC_LENGTH (parm) != TREE_VEC_LENGTH (arg))
10805           return 1;
10806         for (i = 0; i < TREE_VEC_LENGTH (parm); ++i)
10807           if (unify (tparms, targs,
10808                      TREE_VEC_ELT (parm, i), TREE_VEC_ELT (arg, i),
10809                      UNIFY_ALLOW_NONE))
10810             return 1;
10811         return 0;
10812       }
10813
10814     case RECORD_TYPE:
10815     case UNION_TYPE:
10816       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10817         return 1;
10818
10819       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (parm))
10820         {
10821           if (!TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10822             return 1;
10823
10824           return unify (tparms, targs,
10825                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (parm),
10826                         TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg),
10827                         strict);
10828         }
10829
10830       if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (parm))
10831         {
10832           tree t = NULL_TREE;
10833
10834           if (strict_in & UNIFY_ALLOW_DERIVED)
10835             {
10836               /* First, we try to unify the PARM and ARG directly.  */
10837               t = try_class_unification (tparms, targs,
10838                                          parm, arg);
10839
10840               if (!t)
10841                 {
10842                   /* Fallback to the special case allowed in
10843                      [temp.deduct.call]:
10844
10845                        If P is a class, and P has the form
10846                        template-id, then A can be a derived class of
10847                        the deduced A.  Likewise, if P is a pointer to
10848                        a class of the form template-id, A can be a
10849                        pointer to a derived class pointed to by the
10850                        deduced A.  */
10851                   t = get_template_base (tparms, targs, parm, arg);
10852
10853                   if (!t)
10854                     return 1;
10855                 }
10856             }
10857           else if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (arg)
10858                    && (CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (parm)
10859                        == CLASSTYPE_TI_TEMPLATE (arg)))
10860             /* Perhaps PARM is something like S<U> and ARG is S<int>.
10861                Then, we should unify `int' and `U'.  */
10862             t = arg;
10863           else
10864             /* There's no chance of unification succeeding.  */
10865             return 1;
10866
10867           return unify (tparms, targs, CLASSTYPE_TI_ARGS (parm),
10868                         CLASSTYPE_TI_ARGS (t), UNIFY_ALLOW_NONE);
10869         }
10870       else if (!same_type_ignoring_top_level_qualifiers_p (parm, arg))
10871         return 1;
10872       return 0;
10873
10874     case METHOD_TYPE:
10875     case FUNCTION_TYPE:
10876       if (TREE_CODE (arg) != TREE_CODE (parm))
10877         return 1;
10878
10879       /* CV qualifications for methods can never be deduced, they must
10880          match exactly.  We need to check them explicitly here,
10881          because type_unification_real treats them as any other
10882          cvqualified parameter.  */
10883       if (TREE_CODE (parm) == METHOD_TYPE
10884           && (!check_cv_quals_for_unify
10885               (UNIFY_ALLOW_NONE,
10886                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (arg))),
10887                TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (parm))))))
10888         return 1;
10889
10890       if (unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm),
10891                  TREE_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10892         return 1;
10893       return type_unification_real (tparms, targs, TYPE_ARG_TYPES (parm),
10894                                     TYPE_ARG_TYPES (arg), 1, DEDUCE_EXACT,
10895                                     LOOKUP_NORMAL);
10896
10897     case OFFSET_TYPE:
10898       /* Unify a pointer to member with a pointer to member function, which
10899          deduces the type of the member as a function type. */
10900       if (TYPE_PTRMEMFUNC_P (arg))
10901         {
10902           tree method_type;
10903           tree fntype;
10904           cp_cv_quals cv_quals;
10905
10906           /* Check top-level cv qualifiers */
10907           if (!check_cv_quals_for_unify (UNIFY_ALLOW_NONE, arg, parm))
10908             return 1;
10909
10910           if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10911                      TYPE_PTRMEMFUNC_OBJECT_TYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10912             return 1;
10913
10914           /* Determine the type of the function we are unifying against. */
10915           method_type = TREE_TYPE (TYPE_PTRMEMFUNC_FN_TYPE (arg));
10916           fntype =
10917             build_function_type (TREE_TYPE (method_type),
10918                                  TREE_CHAIN (TYPE_ARG_TYPES (method_type)));
10919
10920           /* Extract the cv-qualifiers of the member function from the
10921              implicit object parameter and place them on the function
10922              type to be restored later. */
10923           cv_quals =
10924             cp_type_quals(TREE_TYPE (TREE_VALUE (TYPE_ARG_TYPES (method_type))));
10925           fntype = build_qualified_type (fntype, cv_quals);
10926           return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), fntype, strict);
10927         }
10928
10929       if (TREE_CODE (arg) != OFFSET_TYPE)
10930         return 1;
10931       if (unify (tparms, targs, TYPE_OFFSET_BASETYPE (parm),
10932                  TYPE_OFFSET_BASETYPE (arg), UNIFY_ALLOW_NONE))
10933         return 1;
10934       return unify (tparms, targs, TREE_TYPE (parm), TREE_TYPE (arg),
10935                     strict);
10936
10937     case CONST_DECL:
10938       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (parm))
10939         return unify (tparms, targs, DECL_INITIAL (parm), arg, strict);
10940       if (arg != integral_constant_value (parm))
10941         return 1;
10942       return 0;
10943
10944     case FIELD_DECL:
10945     case TEMPLATE_DECL:
10946       /* Matched cases are handled by the ARG == PARM test above.  */
10947       return 1;
10948
10949     default:
10950       gcc_assert (EXPR_P (parm));
10951
10952       /* We must be looking at an expression.  This can happen with
10953          something like:
10954
10955            template <int I>
10956            void foo(S<I>, S<I + 2>);
10957
10958          This is a "nondeduced context":
10959
10960            [deduct.type]
10961
10962            The nondeduced contexts are:
10963
10964            --A type that is a template-id in which one or more of
10965              the template-arguments is an expression that references
10966              a template-parameter.
10967
10968          In these cases, we assume deduction succeeded, but don't
10969          actually infer any unifications.  */
10970
10971       if (!uses_template_parms (parm)
10972           && !template_args_equal (parm, arg))
10973         return 1;
10974       else
10975         return 0;
10976     }
10977 }
10978 \f
10979 /* Note that DECL can be defined in this translation unit, if
10980    required.  */
10981
10982 static void
10983 mark_definable (tree decl)
10984 {
10985   tree clone;
10986   DECL_NOT_REALLY_EXTERN (decl) = 1;
10987   FOR_EACH_CLONE (clone, decl)
10988     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (clone) = 1;
10989 }
10990
10991 /* Called if RESULT is explicitly instantiated, or is a member of an
10992    explicitly instantiated class.  */
10993
10994 void
10995 mark_decl_instantiated (tree result, int extern_p)
10996 {
10997   SET_DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result);
10998
10999   /* If this entity has already been written out, it's too late to
11000      make any modifications.  */
11001   if (TREE_ASM_WRITTEN (result))
11002     return;
11003
11004   if (TREE_CODE (result) != FUNCTION_DECL)
11005     /* The TREE_PUBLIC flag for function declarations will have been
11006        set correctly by tsubst.  */
11007     TREE_PUBLIC (result) = 1;
11008
11009   /* This might have been set by an earlier implicit instantiation.  */
11010   DECL_COMDAT (result) = 0;
11011
11012   if (extern_p)
11013     DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) = 0;
11014   else
11015     {
11016       mark_definable (result);
11017       /* Always make artificials weak.  */
11018       if (DECL_ARTIFICIAL (result) && flag_weak)
11019         comdat_linkage (result);
11020       /* For WIN32 we also want to put explicit instantiations in
11021          linkonce sections.  */
11022       else if (TREE_PUBLIC (result))
11023         maybe_make_one_only (result);
11024     }
11025
11026   /* If EXTERN_P, then this function will not be emitted -- unless
11027      followed by an explicit instantiation, at which point its linkage
11028      will be adjusted.  If !EXTERN_P, then this function will be
11029      emitted here.  In neither circumstance do we want
11030      import_export_decl to adjust the linkage.  */
11031   DECL_INTERFACE_KNOWN (result) = 1;
11032 }
11033
11034 /* Given two function templates PAT1 and PAT2, return:
11035
11036    1 if PAT1 is more specialized than PAT2 as described in [temp.func.order].
11037    -1 if PAT2 is more specialized than PAT1.
11038    0 if neither is more specialized.
11039
11040    LEN indicates the number of parameters we should consider
11041    (defaulted parameters should not be considered).
11042
11043    The 1998 std underspecified function template partial ordering, and
11044    DR214 addresses the issue.  We take pairs of arguments, one from
11045    each of the templates, and deduce them against each other.  One of
11046    the templates will be more specialized if all the *other*
11047    template's arguments deduce against its arguments and at least one
11048    of its arguments *does* *not* deduce against the other template's
11049    corresponding argument.  Deduction is done as for class templates.
11050    The arguments used in deduction have reference and top level cv
11051    qualifiers removed.  Iff both arguments were originally reference
11052    types *and* deduction succeeds in both directions, the template
11053    with the more cv-qualified argument wins for that pairing (if
11054    neither is more cv-qualified, they both are equal).  Unlike regular
11055    deduction, after all the arguments have been deduced in this way,
11056    we do *not* verify the deduced template argument values can be
11057    substituted into non-deduced contexts, nor do we have to verify
11058    that all template arguments have been deduced.  */
11059
11060 int
11061 more_specialized_fn (tree pat1, tree pat2, int len)
11062 {
11063   tree decl1 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat1);
11064   tree decl2 = DECL_TEMPLATE_RESULT (pat2);
11065   tree targs1 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat1));
11066   tree targs2 = make_tree_vec (DECL_NTPARMS (pat2));
11067   tree tparms1 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat1);
11068   tree tparms2 = DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (pat2);
11069   tree args1 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl1));
11070   tree args2 = TYPE_ARG_TYPES (TREE_TYPE (decl2));
11071   int better1 = 0;
11072   int better2 = 0;
11073
11074   /* Remove the this parameter from non-static member functions.  If
11075      one is a non-static member function and the other is not a static
11076      member function, remove the first parameter from that function
11077      also.  This situation occurs for operator functions where we
11078      locate both a member function (with this pointer) and non-member
11079      operator (with explicit first operand).  */
11080   if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl1))
11081     {
11082       len--; /* LEN is the number of significant arguments for DECL1 */
11083       args1 = TREE_CHAIN (args1);
11084       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl2))
11085         args2 = TREE_CHAIN (args2);
11086     }
11087   else if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (decl2))
11088     {
11089       args2 = TREE_CHAIN (args2);
11090       if (!DECL_STATIC_FUNCTION_P (decl1))
11091         {
11092           len--;
11093           args1 = TREE_CHAIN (args1);
11094         }
11095     }
11096
11097   /* If only one is a conversion operator, they are unordered.  */
11098   if (DECL_CONV_FN_P (decl1) != DECL_CONV_FN_P (decl2))
11099     return 0;
11100
11101   /* Consider the return type for a conversion function */
11102   if (DECL_CONV_FN_P (decl1))
11103     {
11104       args1 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl1)), args1);
11105       args2 = tree_cons (NULL_TREE, TREE_TYPE (TREE_TYPE (decl2)), args2);
11106       len++;
11107     }
11108
11109   processing_template_decl++;
11110
11111   while (len--)
11112     {
11113       tree arg1 = TREE_VALUE (args1);
11114       tree arg2 = TREE_VALUE (args2);
11115       int deduce1, deduce2;
11116       int quals1 = -1;
11117       int quals2 = -1;
11118
11119       if (TREE_CODE (arg1) == REFERENCE_TYPE)
11120         {
11121           arg1 = TREE_TYPE (arg1);
11122           quals1 = cp_type_quals (arg1);
11123         }
11124
11125       if (TREE_CODE (arg2) == REFERENCE_TYPE)
11126         {
11127           arg2 = TREE_TYPE (arg2);
11128           quals2 = cp_type_quals (arg2);
11129         }
11130
11131       if ((quals1 < 0) != (quals2 < 0))
11132         {
11133           /* Only of the args is a reference, see if we should apply
11134              array/function pointer decay to it.  This is not part of
11135              DR214, but is, IMHO, consistent with the deduction rules
11136              for the function call itself, and with our earlier
11137              implementation of the underspecified partial ordering
11138              rules.  (nathan).  */
11139           if (quals1 >= 0)
11140             {
11141               switch (TREE_CODE (arg1))
11142                 {
11143                 case ARRAY_TYPE:
11144                   arg1 = TREE_TYPE (arg1);
11145                   /* FALLTHROUGH. */
11146                 case FUNCTION_TYPE:
11147                   arg1 = build_pointer_type (arg1);
11148                   break;
11149
11150                 default:
11151                   break;
11152                 }
11153             }
11154           else
11155             {
11156               switch (TREE_CODE (arg2))
11157                 {
11158                 case ARRAY_TYPE:
11159                   arg2 = TREE_TYPE (arg2);
11160                   /* FALLTHROUGH. */
11161                 case FUNCTION_TYPE:
11162                   arg2 = build_pointer_type (arg2);
11163                   break;
11164
11165                 default:
11166                   break;
11167                 }
11168             }
11169         }
11170
11171       arg1 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg1);
11172       arg2 = TYPE_MAIN_VARIANT (arg2);
11173
11174       deduce1 = !unify (tparms1, targs1, arg1, arg2, UNIFY_ALLOW_NONE);
11175       deduce2 = !unify (tparms2, targs2, arg2, arg1, UNIFY_ALLOW_NONE);
11176
11177       if (!deduce1)
11178         better2 = -1;
11179       if (!deduce2)
11180         better1 = -1;
11181       if (better1 < 0 && better2 < 0)
11182         /* We've failed to deduce something in either direction.
11183            These must be unordered.  */
11184         break;
11185
11186       if (deduce1 && deduce2 && quals1 >= 0 && quals2 >= 0)
11187         {
11188           /* Deduces in both directions, see if quals can
11189              disambiguate.  Pretend the worse one failed to deduce. */
11190           if ((quals1 & quals2) == quals2)
11191             deduce1 = 0;
11192           if ((quals1 & quals2) == quals1)
11193             deduce2 = 0;
11194         }
11195       if (deduce1 && !deduce2 && !better2)
11196         better2 = 1;
11197       if (deduce2 && !deduce1 && !better1)
11198         better1 = 1;
11199
11200       args1 = TREE_CHAIN (args1);
11201       args2 = TREE_CHAIN (args2);
11202     }
11203
11204   processing_template_decl--;
11205
11206   return (better1 > 0) - (better2 > 0);
11207 }
11208
11209 /* Determine which of two partial specializations is more specialized.
11210
11211    PAT1 is a TREE_LIST whose TREE_TYPE is the _TYPE node corresponding
11212    to the first partial specialization.  The TREE_VALUE is the
11213    innermost set of template parameters for the partial
11214    specialization.  PAT2 is similar, but for the second template.
11215
11216    Return 1 if the first partial specialization is more specialized;
11217    -1 if the second is more specialized; 0 if neither is more
11218    specialized.
11219
11220    See [temp.class.order] for information about determining which of
11221    two templates is more specialized.  */
11222
11223 static int
11224 more_specialized_class (tree pat1, tree pat2)
11225 {
11226   tree targs;
11227   tree tmpl1, tmpl2;
11228   int winner = 0;
11229
11230   tmpl1 = TREE_TYPE (pat1);
11231   tmpl2 = TREE_TYPE (pat2);
11232
11233   /* Just like what happens for functions, if we are ordering between
11234      different class template specializations, we may encounter dependent
11235      types in the arguments, and we need our dependency check functions
11236      to behave correctly.  */
11237   ++processing_template_decl;
11238   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat1),
11239                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1),
11240                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2));
11241   if (targs)
11242     --winner;
11243
11244   targs = get_class_bindings (TREE_VALUE (pat2),
11245                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl2),
11246                               CLASSTYPE_TI_ARGS (tmpl1));
11247   if (targs)
11248     ++winner;
11249   --processing_template_decl;
11250
11251   return winner;
11252 }
11253
11254 /* Return the template arguments that will produce the function signature
11255    DECL from the function template FN, with the explicit template
11256    arguments EXPLICIT_ARGS.  If CHECK_RETTYPE is true, the return type must
11257    also match.  Return NULL_TREE if no satisfactory arguments could be
11258    found.  */
11259
11260 static tree
11261 get_bindings (tree fn, tree decl, tree explicit_args, bool check_rettype)
11262 {
11263   int ntparms = DECL_NTPARMS (fn);
11264   tree targs = make_tree_vec (ntparms);
11265   tree decl_type;
11266   tree decl_arg_types;
11267
11268   /* Substitute the explicit template arguments into the type of DECL.
11269      The call to fn_type_unification will handle substitution into the
11270      FN.  */
11271   decl_type = TREE_TYPE (decl);
11272   if (explicit_args && uses_template_parms (decl_type))
11273     {
11274       tree tmpl;
11275       tree converted_args;
11276
11277       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
11278         tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11279       else
11280         /* We can get here for some invalid specializations.  */
11281         return NULL_TREE;
11282
11283       converted_args
11284         = coerce_template_parms (DECL_INNERMOST_TEMPLATE_PARMS (tmpl),
11285                                  explicit_args, NULL_TREE,
11286                                  tf_none,
11287                                  /*require_all_args=*/false,
11288                                  /*use_default_args=*/false);
11289       if (converted_args == error_mark_node)
11290         return NULL_TREE;
11291
11292       decl_type = tsubst (decl_type, converted_args, tf_none, NULL_TREE);
11293       if (decl_type == error_mark_node)
11294         return NULL_TREE;
11295     }
11296
11297   /* Never do unification on the 'this' parameter.  */
11298   decl_arg_types = skip_artificial_parms_for (decl, 
11299                                               TYPE_ARG_TYPES (decl_type));
11300
11301   if (fn_type_unification (fn, explicit_args, targs,
11302                            decl_arg_types,
11303                            (check_rettype || DECL_CONV_FN_P (fn)
11304                             ? TREE_TYPE (decl_type) : NULL_TREE),
11305                            DEDUCE_EXACT, LOOKUP_NORMAL))
11306     return NULL_TREE;
11307
11308   return targs;
11309 }
11310
11311 /* Return the innermost template arguments that, when applied to a
11312    template specialization whose innermost template parameters are
11313    TPARMS, and whose specialization arguments are PARMS, yield the
11314    ARGS.
11315
11316    For example, suppose we have:
11317
11318      template <class T, class U> struct S {};
11319      template <class T> struct S<T*, int> {};
11320
11321    Then, suppose we want to get `S<double*, int>'.  The TPARMS will be
11322    {T}, the SPEC_ARGS will be {T*, int} and the ARGS will be {double*,
11323    int}.  The resulting vector will be {double}, indicating that `T'
11324    is bound to `double'.  */
11325
11326 static tree
11327 get_class_bindings (tree tparms, tree spec_args, tree args)
11328 {
11329   int i, ntparms = TREE_VEC_LENGTH (tparms);
11330   tree deduced_args;
11331   tree innermost_deduced_args;
11332
11333   innermost_deduced_args = make_tree_vec (ntparms);
11334   if (TMPL_ARGS_HAVE_MULTIPLE_LEVELS (args))
11335     {
11336       deduced_args = copy_node (args);
11337       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (deduced_args,
11338                            TMPL_ARGS_DEPTH (deduced_args),
11339                            innermost_deduced_args);
11340     }
11341   else
11342     deduced_args = innermost_deduced_args;
11343
11344   if (unify (tparms, deduced_args,
11345              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
11346              INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args),
11347              UNIFY_ALLOW_NONE))
11348     return NULL_TREE;
11349
11350   for (i =  0; i < ntparms; ++i)
11351     if (! TREE_VEC_ELT (innermost_deduced_args, i))
11352       return NULL_TREE;
11353
11354   /* Verify that nondeduced template arguments agree with the type
11355      obtained from argument deduction.
11356
11357      For example:
11358
11359        struct A { typedef int X; };
11360        template <class T, class U> struct C {};
11361        template <class T> struct C<T, typename T::X> {};
11362
11363      Then with the instantiation `C<A, int>', we can deduce that
11364      `T' is `A' but unify () does not check whether `typename T::X'
11365      is `int'.  */
11366   spec_args = tsubst (spec_args, deduced_args, tf_none, NULL_TREE);
11367   if (spec_args == error_mark_node
11368       /* We only need to check the innermost arguments; the other
11369          arguments will always agree.  */
11370       || !comp_template_args (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (spec_args),
11371                               INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (args)))
11372     return NULL_TREE;
11373
11374   return deduced_args;
11375 }
11376
11377 /* TEMPLATES is a TREE_LIST.  Each TREE_VALUE is a TEMPLATE_DECL.
11378    Return the TREE_LIST node with the most specialized template, if
11379    any.  If there is no most specialized template, the error_mark_node
11380    is returned.
11381
11382    Note that this function does not look at, or modify, the
11383    TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of any of the nodes.  Since the node
11384    returned is one of the elements of INSTANTIATIONS, callers may
11385    store information in the TREE_PURPOSE or TREE_TYPE of the nodes,
11386    and retrieve it from the value returned.  */
11387
11388 tree
11389 most_specialized_instantiation (tree templates)
11390 {
11391   tree fn, champ;
11392
11393   ++processing_template_decl;
11394
11395   champ = templates;
11396   for (fn = TREE_CHAIN (templates); fn; fn = TREE_CHAIN (fn))
11397     {
11398       int fate = 0;
11399
11400       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
11401                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
11402                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
11403         fate--;
11404
11405       if (get_bindings (TREE_VALUE (fn),
11406                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
11407                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
11408         fate++;
11409
11410       if (fate == -1)
11411         champ = fn;
11412       else if (!fate)
11413         {
11414           /* Equally specialized, move to next function.  If there
11415              is no next function, nothing's most specialized.  */
11416           fn = TREE_CHAIN (fn);
11417           champ = fn;
11418           if (!fn)
11419             break;
11420         }
11421     }
11422
11423   if (champ)
11424     /* Now verify that champ is better than everything earlier in the
11425        instantiation list.  */
11426     for (fn = templates; fn != champ; fn = TREE_CHAIN (fn))
11427       if (get_bindings (TREE_VALUE (champ),
11428                         DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (fn)),
11429                         NULL_TREE, /*check_ret=*/false)
11430           || !get_bindings (TREE_VALUE (fn),
11431                             DECL_TEMPLATE_RESULT (TREE_VALUE (champ)),
11432                             NULL_TREE, /*check_ret=*/false))
11433         {
11434           champ = NULL_TREE;
11435           break;
11436         }
11437
11438   processing_template_decl--;
11439
11440   if (!champ)
11441     return error_mark_node;
11442
11443   return champ;
11444 }
11445
11446 /* If DECL is a specialization of some template, return the most
11447    general such template.  Otherwise, returns NULL_TREE.
11448
11449    For example, given:
11450
11451      template <class T> struct S { template <class U> void f(U); };
11452
11453    if TMPL is `template <class U> void S<int>::f(U)' this will return
11454    the full template.  This function will not trace past partial
11455    specializations, however.  For example, given in addition:
11456
11457      template <class T> struct S<T*> { template <class U> void f(U); };
11458
11459    if TMPL is `template <class U> void S<int*>::f(U)' this will return
11460    `template <class T> template <class U> S<T*>::f(U)'.  */
11461
11462 tree
11463 most_general_template (tree decl)
11464 {
11465   /* If DECL is a FUNCTION_DECL, find the TEMPLATE_DECL of which it is
11466      an immediate specialization.  */
11467   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11468     {
11469       if (DECL_TEMPLATE_INFO (decl)) {
11470         decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11471
11472         /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE for a
11473            template friend.  */
11474         if (TREE_CODE (decl) != TEMPLATE_DECL)
11475           return NULL_TREE;
11476       } else
11477         return NULL_TREE;
11478     }
11479
11480   /* Look for more and more general templates.  */
11481   while (DECL_TEMPLATE_INFO (decl))
11482     {
11483       /* The DECL_TI_TEMPLATE can be an IDENTIFIER_NODE in some cases.
11484          (See cp-tree.h for details.)  */
11485       if (TREE_CODE (DECL_TI_TEMPLATE (decl)) != TEMPLATE_DECL)
11486         break;
11487
11488       if (CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (decl))
11489           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (TREE_TYPE (decl)))
11490         break;
11491
11492       /* Stop if we run into an explicitly specialized class template.  */
11493       if (!DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (decl)
11494           && DECL_CONTEXT (decl)
11495           && CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (DECL_CONTEXT (decl)))
11496         break;
11497
11498       decl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11499     }
11500
11501   return decl;
11502 }
11503
11504 /* Return the most specialized of the class template partial
11505    specializations of TMPL which can produce TYPE, a specialization of
11506    TMPL.  The value returned is actually a TREE_LIST; the TREE_TYPE is
11507    a _TYPE node corresponding to the partial specialization, while the
11508    TREE_PURPOSE is the set of template arguments that must be
11509    substituted into the TREE_TYPE in order to generate TYPE.
11510
11511    If the choice of partial specialization is ambiguous, a diagnostic
11512    is issued, and the error_mark_node is returned.  If there are no
11513    partial specializations of TMPL matching TYPE, then NULL_TREE is
11514    returned.  */
11515
11516 static tree
11517 most_specialized_class (tree type, tree tmpl)
11518 {
11519   tree list = NULL_TREE;
11520   tree t;
11521   tree champ;
11522   int fate;
11523   bool ambiguous_p;
11524   tree args;
11525
11526   tmpl = most_general_template (tmpl);
11527   args = CLASSTYPE_TI_ARGS (type);
11528   for (t = DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATIONS (tmpl); t; t = TREE_CHAIN (t))
11529     {
11530       tree partial_spec_args;
11531       tree spec_args;
11532
11533       partial_spec_args = CLASSTYPE_TI_ARGS (TREE_TYPE (t));
11534       spec_args = get_class_bindings (TREE_VALUE (t),
11535                                       partial_spec_args,
11536                                       args);
11537       if (spec_args)
11538         {
11539           list = tree_cons (spec_args, TREE_VALUE (t), list);
11540           TREE_TYPE (list) = TREE_TYPE (t);
11541         }
11542     }
11543
11544   if (! list)
11545     return NULL_TREE;
11546
11547   ambiguous_p = false;
11548   t = list;
11549   champ = t;
11550   t = TREE_CHAIN (t);
11551   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
11552     {
11553       fate = more_specialized_class (champ, t);
11554       if (fate == 1)
11555         ;
11556       else
11557         {
11558           if (fate == 0)
11559             {
11560               t = TREE_CHAIN (t);
11561               if (! t)
11562                 {
11563                   ambiguous_p = true;
11564                   break;
11565                 }
11566             }
11567           champ = t;
11568         }
11569     }
11570
11571   if (!ambiguous_p)
11572     for (t = list; t && t != champ; t = TREE_CHAIN (t))
11573       {
11574         fate = more_specialized_class (champ, t);
11575         if (fate != 1)
11576           {
11577             ambiguous_p = true;
11578             break;
11579           }
11580       }
11581
11582   if (ambiguous_p)
11583     {
11584       const char *str = "candidates are:";
11585       error ("ambiguous class template instantiation for %q#T", type);
11586       for (t = list; t; t = TREE_CHAIN (t))
11587         {
11588           error ("%s %+#T", str, TREE_TYPE (t));
11589           str = "               ";
11590         }
11591       return error_mark_node;
11592     }
11593
11594   return champ;
11595 }
11596
11597 /* Explicitly instantiate DECL.  */
11598
11599 void
11600 do_decl_instantiation (tree decl, tree storage)
11601 {
11602   tree result = NULL_TREE;
11603   int extern_p = 0;
11604
11605   if (!decl || decl == error_mark_node)
11606     /* An error occurred, for which grokdeclarator has already issued
11607        an appropriate message.  */
11608     return;
11609   else if (! DECL_LANG_SPECIFIC (decl))
11610     {
11611       error ("explicit instantiation of non-template %q#D", decl);
11612       return;
11613     }
11614   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11615     {
11616       /* There is an asymmetry here in the way VAR_DECLs and
11617          FUNCTION_DECLs are handled by grokdeclarator.  In the case of
11618          the latter, the DECL we get back will be marked as a
11619          template instantiation, and the appropriate
11620          DECL_TEMPLATE_INFO will be set up.  This does not happen for
11621          VAR_DECLs so we do the lookup here.  Probably, grokdeclarator
11622          should handle VAR_DECLs as it currently handles
11623          FUNCTION_DECLs.  */
11624       result = lookup_field (DECL_CONTEXT (decl), DECL_NAME (decl), 0, false);
11625       if (!result || TREE_CODE (result) != VAR_DECL)
11626         {
11627           error ("no matching template for %qD found", decl);
11628           return;
11629         }
11630     }
11631   else if (TREE_CODE (decl) != FUNCTION_DECL)
11632     {
11633       error ("explicit instantiation of %q#D", decl);
11634       return;
11635     }
11636   else
11637     result = decl;
11638
11639   /* Check for various error cases.  Note that if the explicit
11640      instantiation is valid the RESULT will currently be marked as an
11641      *implicit* instantiation; DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION is not set
11642      until we get here.  */
11643
11644   if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (result))
11645     {
11646       /* DR 259 [temp.spec].
11647
11648          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11649          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11650          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11651
11652          For a given set of template parameters, if an explicit
11653          instantiation of a template appears after a declaration of an
11654          explicit specialization for that template, the explicit
11655          instantiation has no effect.  */
11656       return;
11657     }
11658   else if (DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (result))
11659     {
11660       /* [temp.spec]
11661
11662          No program shall explicitly instantiate any template more
11663          than once.
11664
11665          We check DECL_NOT_REALLY_EXTERN so as not to complain when
11666          the first instantiation was `extern' and the second is not,
11667          and EXTERN_P for the opposite case.  */
11668       if (DECL_NOT_REALLY_EXTERN (result) && !extern_p)
11669         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#D", result);
11670       /* If an "extern" explicit instantiation follows an ordinary
11671          explicit instantiation, the template is instantiated.  */
11672       if (extern_p)
11673         return;
11674     }
11675   else if (!DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (result))
11676     {
11677       error ("no matching template for %qD found", result);
11678       return;
11679     }
11680   else if (!DECL_TEMPLATE_INFO (result))
11681     {
11682       pedwarn ("explicit instantiation of non-template %q#D", result);
11683       return;
11684     }
11685
11686   if (storage == NULL_TREE)
11687     ;
11688   else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11689     {
11690       if (pedantic && !in_system_header)
11691         pedwarn ("ISO C++ forbids the use of %<extern%> on explicit "
11692                  "instantiations");
11693       extern_p = 1;
11694     }
11695   else
11696     error ("storage class %qD applied to template instantiation", storage);
11697
11698   check_explicit_instantiation_namespace (result);
11699   mark_decl_instantiated (result, extern_p);
11700   if (! extern_p)
11701     instantiate_decl (result, /*defer_ok=*/1,
11702                       /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
11703 }
11704
11705 static void
11706 mark_class_instantiated (tree t, int extern_p)
11707 {
11708   SET_CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t);
11709   SET_CLASSTYPE_INTERFACE_KNOWN (t);
11710   CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t) = extern_p;
11711   TYPE_DECL_SUPPRESS_DEBUG (TYPE_NAME (t)) = extern_p;
11712   if (! extern_p)
11713     {
11714       CLASSTYPE_DEBUG_REQUESTED (t) = 1;
11715       rest_of_type_compilation (t, 1);
11716     }
11717 }
11718
11719 /* Called from do_type_instantiation through binding_table_foreach to
11720    do recursive instantiation for the type bound in ENTRY.  */
11721 static void
11722 bt_instantiate_type_proc (binding_entry entry, void *data)
11723 {
11724   tree storage = *(tree *) data;
11725
11726   if (IS_AGGR_TYPE (entry->type)
11727       && !uses_template_parms (CLASSTYPE_TI_ARGS (entry->type)))
11728     do_type_instantiation (TYPE_MAIN_DECL (entry->type), storage, 0);
11729 }
11730
11731 /* Called from do_type_instantiation to instantiate a member
11732    (a member function or a static member variable) of an
11733    explicitly instantiated class template.  */
11734 static void
11735 instantiate_class_member (tree decl, int extern_p)
11736 {
11737   mark_decl_instantiated (decl, extern_p);
11738   if (! extern_p)
11739     instantiate_decl (decl, /*defer_ok=*/1,
11740                       /*expl_inst_class_mem_p=*/true);
11741 }
11742
11743 /* Perform an explicit instantiation of template class T.  STORAGE, if
11744    non-null, is the RID for extern, inline or static.  COMPLAIN is
11745    nonzero if this is called from the parser, zero if called recursively,
11746    since the standard is unclear (as detailed below).  */
11747
11748 void
11749 do_type_instantiation (tree t, tree storage, tsubst_flags_t complain)
11750 {
11751   int extern_p = 0;
11752   int nomem_p = 0;
11753   int static_p = 0;
11754   int previous_instantiation_extern_p = 0;
11755
11756   if (TREE_CODE (t) == TYPE_DECL)
11757     t = TREE_TYPE (t);
11758
11759   if (! CLASS_TYPE_P (t) || ! CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (t))
11760     {
11761       error ("explicit instantiation of non-template type %qT", t);
11762       return;
11763     }
11764
11765   complete_type (t);
11766
11767   if (!COMPLETE_TYPE_P (t))
11768     {
11769       if (complain & tf_error)
11770         error ("explicit instantiation of %q#T before definition of template",
11771                t);
11772       return;
11773     }
11774
11775   if (storage != NULL_TREE)
11776     {
11777       if (pedantic && !in_system_header)
11778         pedwarn("ISO C++ forbids the use of %qE on explicit instantiations",
11779                 storage);
11780
11781       if (storage == ridpointers[(int) RID_INLINE])
11782         nomem_p = 1;
11783       else if (storage == ridpointers[(int) RID_EXTERN])
11784         extern_p = 1;
11785       else if (storage == ridpointers[(int) RID_STATIC])
11786         static_p = 1;
11787       else
11788         {
11789           error ("storage class %qD applied to template instantiation",
11790                  storage);
11791           extern_p = 0;
11792         }
11793     }
11794
11795   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_SPECIALIZATION (t))
11796     {
11797       /* DR 259 [temp.spec].
11798
11799          Both an explicit instantiation and a declaration of an explicit
11800          specialization shall not appear in a program unless the explicit
11801          instantiation follows a declaration of the explicit specialization.
11802
11803          For a given set of template parameters, if an explicit
11804          instantiation of a template appears after a declaration of an
11805          explicit specialization for that template, the explicit
11806          instantiation has no effect.  */
11807       return;
11808     }
11809   else if (CLASSTYPE_EXPLICIT_INSTANTIATION (t))
11810     {
11811       /* [temp.spec]
11812
11813          No program shall explicitly instantiate any template more
11814          than once.
11815
11816          If PREVIOUS_INSTANTIATION_EXTERN_P, then the first explicit
11817          instantiation was `extern'.  If EXTERN_P then the second is.
11818          These cases are OK.  */
11819       previous_instantiation_extern_p = CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t);
11820
11821       if (!previous_instantiation_extern_p && !extern_p
11822           && (complain & tf_error))
11823         pedwarn ("duplicate explicit instantiation of %q#T", t);
11824
11825       /* If we've already instantiated the template, just return now.  */
11826       if (!CLASSTYPE_INTERFACE_ONLY (t))
11827         return;
11828     }
11829
11830   check_explicit_instantiation_namespace (TYPE_NAME (t));
11831   mark_class_instantiated (t, extern_p);
11832
11833   if (nomem_p)
11834     return;
11835
11836   {
11837     tree tmp;
11838
11839     /* In contrast to implicit instantiation, where only the
11840        declarations, and not the definitions, of members are
11841        instantiated, we have here:
11842
11843          [temp.explicit]
11844
11845          The explicit instantiation of a class template specialization
11846          implies the instantiation of all of its members not
11847          previously explicitly specialized in the translation unit
11848          containing the explicit instantiation.
11849
11850        Of course, we can't instantiate member template classes, since
11851        we don't have any arguments for them.  Note that the standard
11852        is unclear on whether the instantiation of the members are
11853        *explicit* instantiations or not.  However, the most natural
11854        interpretation is that it should be an explicit instantiation.  */
11855
11856     if (! static_p)
11857       for (tmp = TYPE_METHODS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11858         if (TREE_CODE (tmp) == FUNCTION_DECL
11859             && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11860           instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11861
11862     for (tmp = TYPE_FIELDS (t); tmp; tmp = TREE_CHAIN (tmp))
11863       if (TREE_CODE (tmp) == VAR_DECL && DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmp))
11864         instantiate_class_member (tmp, extern_p);
11865
11866     if (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t))
11867       binding_table_foreach (CLASSTYPE_NESTED_UTDS (t),
11868                              bt_instantiate_type_proc, &storage);
11869   }
11870 }
11871
11872 /* Given a function DECL, which is a specialization of TMPL, modify
11873    DECL to be a re-instantiation of TMPL with the same template
11874    arguments.  TMPL should be the template into which tsubst'ing
11875    should occur for DECL, not the most general template.
11876
11877    One reason for doing this is a scenario like this:
11878
11879      template <class T>
11880      void f(const T&, int i);
11881
11882      void g() { f(3, 7); }
11883
11884      template <class T>
11885      void f(const T& t, const int i) { }
11886
11887    Note that when the template is first instantiated, with
11888    instantiate_template, the resulting DECL will have no name for the
11889    first parameter, and the wrong type for the second.  So, when we go
11890    to instantiate the DECL, we regenerate it.  */
11891
11892 static void
11893 regenerate_decl_from_template (tree decl, tree tmpl)
11894 {
11895   /* The arguments used to instantiate DECL, from the most general
11896      template.  */
11897   tree args;
11898   tree code_pattern;
11899
11900   args = DECL_TI_ARGS (decl);
11901   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl);
11902
11903   /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
11904      correctly.  */
11905   push_access_scope (decl);
11906
11907   if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
11908     {
11909       tree decl_parm;
11910       tree pattern_parm;
11911       tree specs;
11912       int args_depth;
11913       int parms_depth;
11914
11915       args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
11916       parms_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl));
11917       if (args_depth > parms_depth)
11918         args = get_innermost_template_args (args, parms_depth);
11919
11920       specs = tsubst_exception_specification (TREE_TYPE (code_pattern),
11921                                               args, tf_error, NULL_TREE);
11922       if (specs)
11923         TREE_TYPE (decl) = build_exception_variant (TREE_TYPE (decl),
11924                                                     specs);
11925
11926       /* Merge parameter declarations.  */
11927       decl_parm = skip_artificial_parms_for (decl,
11928                                              DECL_ARGUMENTS (decl));
11929       pattern_parm
11930         = skip_artificial_parms_for (code_pattern,
11931                                      DECL_ARGUMENTS (code_pattern));
11932       while (decl_parm)
11933         {
11934           tree parm_type;
11935           tree attributes;
11936
11937           if (DECL_NAME (decl_parm) != DECL_NAME (pattern_parm))
11938             DECL_NAME (decl_parm) = DECL_NAME (pattern_parm);
11939           parm_type = tsubst (TREE_TYPE (pattern_parm), args, tf_error,
11940                               NULL_TREE);
11941           parm_type = type_decays_to (parm_type);
11942           if (!same_type_p (TREE_TYPE (decl_parm), parm_type))
11943             TREE_TYPE (decl_parm) = parm_type;
11944           attributes = DECL_ATTRIBUTES (pattern_parm);
11945           if (DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) != attributes)
11946             {
11947               DECL_ATTRIBUTES (decl_parm) = attributes;
11948               cplus_decl_attributes (&decl_parm, attributes, /*flags=*/0);
11949             }
11950           decl_parm = TREE_CHAIN (decl_parm);
11951           pattern_parm = TREE_CHAIN (pattern_parm);
11952         }
11953
11954       /* Merge additional specifiers from the CODE_PATTERN.  */
11955       if (DECL_DECLARED_INLINE_P (code_pattern)
11956           && !DECL_DECLARED_INLINE_P (decl))
11957         DECL_DECLARED_INLINE_P (decl) = 1;
11958       if (DECL_INLINE (code_pattern) && !DECL_INLINE (decl))
11959         DECL_INLINE (decl) = 1;
11960     }
11961   else if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
11962     DECL_INITIAL (decl) =
11963       tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern), args,
11964                    tf_error, DECL_TI_TEMPLATE (decl),
11965                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
11966   else
11967     gcc_unreachable ();
11968
11969   pop_access_scope (decl);
11970 }
11971
11972 /* Return the TEMPLATE_DECL into which DECL_TI_ARGS(DECL) should be
11973    substituted to get DECL.  */
11974
11975 tree
11976 template_for_substitution (tree decl)
11977 {
11978   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (decl);
11979
11980   /* Set TMPL to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
11981      for the instantiation.  This is not always the most general
11982      template.  Consider, for example:
11983
11984         template <class T>
11985         struct S { template <class U> void f();
11986                    template <> void f<int>(); };
11987
11988      and an instantiation of S<double>::f<int>.  We want TD to be the
11989      specialization S<T>::f<int>, not the more general S<T>::f<U>.  */
11990   while (/* An instantiation cannot have a definition, so we need a
11991             more general template.  */
11992          DECL_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
11993            /* We must also deal with friend templates.  Given:
11994
11995                 template <class T> struct S {
11996                   template <class U> friend void f() {};
11997                 };
11998
11999               S<int>::f<U> say, is not an instantiation of S<T>::f<U>,
12000               so far as the language is concerned, but that's still
12001               where we get the pattern for the instantiation from.  On
12002               other hand, if the definition comes outside the class, say:
12003
12004                 template <class T> struct S {
12005                   template <class U> friend void f();
12006                 };
12007                 template <class U> friend void f() {}
12008
12009               we don't need to look any further.  That's what the check for
12010               DECL_INITIAL is for.  */
12011           || (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL
12012               && DECL_FRIEND_PSEUDO_TEMPLATE_INSTANTIATION (tmpl)
12013               && !DECL_INITIAL (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl))))
12014     {
12015       /* The present template, TD, should not be a definition.  If it
12016          were a definition, we should be using it!  Note that we
12017          cannot restructure the loop to just keep going until we find
12018          a template with a definition, since that might go too far if
12019          a specialization was declared, but not defined.  */
12020       gcc_assert (TREE_CODE (decl) != VAR_DECL
12021                   || DECL_IN_AGGR_P (DECL_TEMPLATE_RESULT (tmpl)));
12022
12023       /* Fetch the more general template.  */
12024       tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (tmpl);
12025     }
12026
12027   return tmpl;
12028 }
12029
12030 /* Produce the definition of D, a _DECL generated from a template.  If
12031    DEFER_OK is nonzero, then we don't have to actually do the
12032    instantiation now; we just have to do it sometime.  Normally it is
12033    an error if this is an explicit instantiation but D is undefined.
12034    EXPL_INST_CLASS_MEM_P is true iff D is a member of an
12035    explicitly instantiated class template.  */
12036
12037 tree
12038 instantiate_decl (tree d, int defer_ok,
12039                   bool expl_inst_class_mem_p)
12040 {
12041   tree tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (d);
12042   tree gen_args;
12043   tree args;
12044   tree td;
12045   tree code_pattern;
12046   tree spec;
12047   tree gen_tmpl;
12048   bool pattern_defined;
12049   int need_push;
12050   location_t saved_loc = input_location;
12051   int saved_in_system_header = in_system_header;
12052   bool external_p;
12053
12054   /* This function should only be used to instantiate templates for
12055      functions and static member variables.  */
12056   gcc_assert (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
12057               || TREE_CODE (d) == VAR_DECL);
12058
12059   /* Variables are never deferred; if instantiation is required, they
12060      are instantiated right away.  That allows for better code in the
12061      case that an expression refers to the value of the variable --
12062      if the variable has a constant value the referring expression can
12063      take advantage of that fact.  */
12064   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
12065     defer_ok = 0;
12066
12067   /* Don't instantiate cloned functions.  Instead, instantiate the
12068      functions they cloned.  */
12069   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_CLONED_FUNCTION_P (d))
12070     d = DECL_CLONED_FUNCTION (d);
12071
12072   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d))
12073     /* D has already been instantiated.  It might seem reasonable to
12074        check whether or not D is an explicit instantiation, and, if so,
12075        stop here.  But when an explicit instantiation is deferred
12076        until the end of the compilation, DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION
12077        is set, even though we still need to do the instantiation.  */
12078     return d;
12079
12080   /* If we already have a specialization of this declaration, then
12081      there's no reason to instantiate it.  Note that
12082      retrieve_specialization gives us both instantiations and
12083      specializations, so we must explicitly check
12084      DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION.  */
12085   gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
12086   gen_args = DECL_TI_ARGS (d);
12087   spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, gen_args,
12088                                   /*class_specializations_p=*/false);
12089   if (spec != NULL_TREE && DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (spec))
12090     return spec;
12091
12092   /* This needs to happen before any tsubsting.  */
12093   if (! push_tinst_level (d))
12094     return d;
12095
12096   timevar_push (TV_PARSE);
12097
12098   /* Set TD to the template whose DECL_TEMPLATE_RESULT is the pattern
12099      for the instantiation.  */
12100   td = template_for_substitution (d);
12101   code_pattern = DECL_TEMPLATE_RESULT (td);
12102
12103   /* We should never be trying to instantiate a member of a class
12104      template or partial specialization.  */
12105   gcc_assert (d != code_pattern);
12106
12107   if ((DECL_NAMESPACE_SCOPE_P (d) && !DECL_INITIALIZED_IN_CLASS_P (d))
12108       || DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (td))
12109     /* In the case of a friend template whose definition is provided
12110        outside the class, we may have too many arguments.  Drop the
12111        ones we don't need.  The same is true for specializations.  */
12112     args = get_innermost_template_args
12113       (gen_args, TMPL_PARMS_DEPTH  (DECL_TEMPLATE_PARMS (td)));
12114   else
12115     args = gen_args;
12116
12117   if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
12118     pattern_defined = (DECL_SAVED_TREE (code_pattern) != NULL_TREE);
12119   else
12120     pattern_defined = ! DECL_IN_AGGR_P (code_pattern);
12121
12122   /* We may be in the middle of deferred access check.  Disable it now.  */
12123   push_deferring_access_checks (dk_no_deferred);
12124
12125   /* Unless an explicit instantiation directive has already determined
12126      the linkage of D, remember that a definition is available for
12127      this entity.  */
12128   if (pattern_defined
12129       && !DECL_INTERFACE_KNOWN (d)
12130       && !DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d))
12131     mark_definable (d);
12132
12133   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
12134   in_system_header = DECL_IN_SYSTEM_HEADER (d);
12135
12136   /* If D is a member of an explicitly instantiated class template,
12137      and no definition is available, treat it like an implicit
12138      instantiation.  */
12139   if (!pattern_defined && expl_inst_class_mem_p
12140       && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
12141     {
12142       DECL_NOT_REALLY_EXTERN (d) = 0;
12143       DECL_INTERFACE_KNOWN (d) = 0;
12144       SET_DECL_IMPLICIT_INSTANTIATION (d);
12145     }
12146
12147   if (!defer_ok)
12148     {
12149       /* Recheck the substitutions to obtain any warning messages
12150          about ignoring cv qualifiers.  */
12151       tree gen = DECL_TEMPLATE_RESULT (gen_tmpl);
12152       tree type = TREE_TYPE (gen);
12153
12154       /* Make sure that we can see identifiers, and compute access
12155          correctly.  D is already the target FUNCTION_DECL with the
12156          right context.  */
12157       push_access_scope (d);
12158
12159       if (TREE_CODE (gen) == FUNCTION_DECL)
12160         {
12161           tsubst (DECL_ARGUMENTS (gen), gen_args, tf_warning_or_error, d);
12162           tsubst (TYPE_RAISES_EXCEPTIONS (type), gen_args,
12163                   tf_warning_or_error, d);
12164           /* Don't simply tsubst the function type, as that will give
12165              duplicate warnings about poor parameter qualifications.
12166              The function arguments are the same as the decl_arguments
12167              without the top level cv qualifiers.  */
12168           type = TREE_TYPE (type);
12169         }
12170       tsubst (type, gen_args, tf_warning_or_error, d);
12171
12172       pop_access_scope (d);
12173     }
12174
12175   /* Check to see whether we know that this template will be
12176      instantiated in some other file, as with "extern template"
12177      extension.  */
12178   external_p = (DECL_INTERFACE_KNOWN (d) && DECL_REALLY_EXTERN (d));
12179   /* In general, we do not instantiate such templates...  */
12180   if (external_p
12181       /* ... but we instantiate inline functions so that we can inline
12182          them and ... */
12183       && ! (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL && DECL_INLINE (d))
12184       /* ... we instantiate static data members whose values are
12185          needed in integral constant expressions.  */
12186       && ! (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
12187             && DECL_INITIALIZED_BY_CONSTANT_EXPRESSION_P (d)))
12188     goto out;
12189   /* Defer all other templates, unless we have been explicitly
12190      forbidden from doing so.  */
12191   if (/* If there is no definition, we cannot instantiate the
12192          template.  */
12193       ! pattern_defined
12194       /* If it's OK to postpone instantiation, do so.  */
12195       || defer_ok
12196       /* If this is a static data member that will be defined
12197          elsewhere, we don't want to instantiate the entire data
12198          member, but we do want to instantiate the initializer so that
12199          we can substitute that elsewhere.  */
12200       || (external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
12201     {
12202       /* The definition of the static data member is now required so
12203          we must substitute the initializer.  */
12204       if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL
12205           && !DECL_INITIAL (d)
12206           && DECL_INITIAL (code_pattern))
12207         {
12208           tree ns;
12209           tree init;
12210
12211           ns = decl_namespace_context (d);
12212           push_nested_namespace (ns);
12213           push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
12214           init = tsubst_expr (DECL_INITIAL (code_pattern),
12215                               args,
12216                               tf_warning_or_error, NULL_TREE,
12217                               /*integral_constant_expression_p=*/false);
12218           cp_finish_decl (d, init, /*init_const_expr_p=*/false,
12219                           /*asmspec_tree=*/NULL_TREE,
12220                           LOOKUP_ONLYCONVERTING);
12221           pop_nested_class ();
12222           pop_nested_namespace (ns);
12223         }
12224
12225       /* We restore the source position here because it's used by
12226          add_pending_template.  */
12227       input_location = saved_loc;
12228
12229       if (at_eof && !pattern_defined
12230           && DECL_EXPLICIT_INSTANTIATION (d))
12231         /* [temp.explicit]
12232
12233            The definition of a non-exported function template, a
12234            non-exported member function template, or a non-exported
12235            member function or static data member of a class template
12236            shall be present in every translation unit in which it is
12237            explicitly instantiated.  */
12238         pedwarn
12239           ("explicit instantiation of %qD but no definition available", d);
12240
12241       /* ??? Historically, we have instantiated inline functions, even
12242          when marked as "extern template".  */
12243       if (!(external_p && TREE_CODE (d) == VAR_DECL))
12244         add_pending_template (d);
12245       goto out;
12246     }
12247   /* Tell the repository that D is available in this translation unit
12248      -- and see if it is supposed to be instantiated here.  */
12249   if (TREE_PUBLIC (d) && !DECL_REALLY_EXTERN (d) && !repo_emit_p (d))
12250     {
12251       /* In a PCH file, despite the fact that the repository hasn't
12252          requested instantiation in the PCH it is still possible that
12253          an instantiation will be required in a file that includes the
12254          PCH.  */
12255       if (pch_file)
12256         add_pending_template (d);
12257       /* Instantiate inline functions so that the inliner can do its
12258          job, even though we'll not be emitting a copy of this
12259          function.  */
12260       if (!(TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL
12261             && flag_inline_trees
12262             && DECL_DECLARED_INLINE_P (d)))
12263         goto out;
12264     }
12265
12266   need_push = !cfun || !global_bindings_p ();
12267   if (need_push)
12268     push_to_top_level ();
12269
12270   /* Mark D as instantiated so that recursive calls to
12271      instantiate_decl do not try to instantiate it again.  */
12272   DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (d) = 1;
12273
12274   /* Regenerate the declaration in case the template has been modified
12275      by a subsequent redeclaration.  */
12276   regenerate_decl_from_template (d, td);
12277
12278   /* We already set the file and line above.  Reset them now in case
12279      they changed as a result of calling regenerate_decl_from_template.  */
12280   input_location = DECL_SOURCE_LOCATION (d);
12281
12282   if (TREE_CODE (d) == VAR_DECL)
12283     {
12284       tree init;
12285
12286       /* Clear out DECL_RTL; whatever was there before may not be right
12287          since we've reset the type of the declaration.  */
12288       SET_DECL_RTL (d, NULL_RTX);
12289       DECL_IN_AGGR_P (d) = 0;
12290
12291       /* The initializer is placed in DECL_INITIAL by
12292          regenerate_decl_from_template.  Pull it out so that
12293          finish_decl can process it.  */
12294       init = DECL_INITIAL (d);
12295       DECL_INITIAL (d) = NULL_TREE;
12296       DECL_INITIALIZED_P (d) = 0;
12297
12298       /* Clear DECL_EXTERNAL so that cp_finish_decl will process the
12299          initializer.  That function will defer actual emission until
12300          we have a chance to determine linkage.  */
12301       DECL_EXTERNAL (d) = 0;
12302
12303       /* Enter the scope of D so that access-checking works correctly.  */
12304       push_nested_class (DECL_CONTEXT (d));
12305       finish_decl (d, init, NULL_TREE);
12306       pop_nested_class ();
12307     }
12308   else if (TREE_CODE (d) == FUNCTION_DECL)
12309     {
12310       htab_t saved_local_specializations;
12311       tree subst_decl;
12312       tree tmpl_parm;
12313       tree spec_parm;
12314
12315       /* Save away the current list, in case we are instantiating one
12316          template from within the body of another.  */
12317       saved_local_specializations = local_specializations;
12318
12319       /* Set up the list of local specializations.  */
12320       local_specializations = htab_create (37,
12321                                            hash_local_specialization,
12322                                            eq_local_specializations,
12323                                            NULL);
12324
12325       /* Set up context.  */
12326       start_preparsed_function (d, NULL_TREE, SF_PRE_PARSED);
12327
12328       /* Create substitution entries for the parameters.  */
12329       subst_decl = DECL_TEMPLATE_RESULT (template_for_substitution (d));
12330       tmpl_parm = DECL_ARGUMENTS (subst_decl);
12331       spec_parm = DECL_ARGUMENTS (d);
12332       if (DECL_NONSTATIC_MEMBER_FUNCTION_P (d))
12333         {
12334           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
12335           spec_parm = skip_artificial_parms_for (d, spec_parm);
12336           tmpl_parm = skip_artificial_parms_for (subst_decl, tmpl_parm);
12337         }
12338       while (tmpl_parm)
12339         {
12340           register_local_specialization (spec_parm, tmpl_parm);
12341           tmpl_parm = TREE_CHAIN (tmpl_parm);
12342           spec_parm = TREE_CHAIN (spec_parm);
12343         }
12344       gcc_assert (!spec_parm);
12345
12346       /* Substitute into the body of the function.  */
12347       tsubst_expr (DECL_SAVED_TREE (code_pattern), args,
12348                    tf_warning_or_error, tmpl,
12349                    /*integral_constant_expression_p=*/false);
12350
12351       /* We don't need the local specializations any more.  */
12352       htab_delete (local_specializations);
12353       local_specializations = saved_local_specializations;
12354
12355       /* Finish the function.  */
12356       d = finish_function (0);
12357       expand_or_defer_fn (d);
12358     }
12359
12360   /* We're not deferring instantiation any more.  */
12361   TI_PENDING_TEMPLATE_FLAG (DECL_TEMPLATE_INFO (d)) = 0;
12362
12363   if (need_push)
12364     pop_from_top_level ();
12365
12366 out:
12367   input_location = saved_loc;
12368   in_system_header = saved_in_system_header;
12369   pop_deferring_access_checks ();
12370   pop_tinst_level ();
12371
12372   timevar_pop (TV_PARSE);
12373
12374   return d;
12375 }
12376
12377 /* Run through the list of templates that we wish we could
12378    instantiate, and instantiate any we can.  RETRIES is the
12379    number of times we retry pending template instantiation.  */
12380
12381 void
12382 instantiate_pending_templates (int retries)
12383 {
12384   tree *t;
12385   tree last = NULL_TREE;
12386   int reconsider;
12387   location_t saved_loc = input_location;
12388   int saved_in_system_header = in_system_header;
12389
12390   /* Instantiating templates may trigger vtable generation.  This in turn
12391      may require further template instantiations.  We place a limit here
12392      to avoid infinite loop.  */
12393   if (pending_templates && retries >= max_tinst_depth)
12394     {
12395       tree decl = TREE_VALUE (pending_templates);
12396
12397       error ("template instantiation depth exceeds maximum of %d"
12398              " instantiating %q+D, possibly from virtual table generation"
12399              " (use -ftemplate-depth-NN to increase the maximum)",
12400              max_tinst_depth, decl);
12401       if (TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL)
12402         /* Pretend that we defined it.  */
12403         DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
12404       return;
12405     }
12406
12407   do
12408     {
12409       reconsider = 0;
12410
12411       t = &pending_templates;
12412       while (*t)
12413         {
12414           tree instantiation = TREE_VALUE (*t);
12415
12416           reopen_tinst_level (TREE_PURPOSE (*t));
12417
12418           if (TYPE_P (instantiation))
12419             {
12420               tree fn;
12421
12422               if (!COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
12423                 {
12424                   instantiate_class_template (instantiation);
12425                   if (CLASSTYPE_TEMPLATE_INSTANTIATION (instantiation))
12426                     for (fn = TYPE_METHODS (instantiation);
12427                          fn;
12428                          fn = TREE_CHAIN (fn))
12429                       if (! DECL_ARTIFICIAL (fn))
12430                         instantiate_decl (fn,
12431                                           /*defer_ok=*/0,
12432                                           /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
12433                   if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
12434                     reconsider = 1;
12435                 }
12436
12437               if (COMPLETE_TYPE_P (instantiation))
12438                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
12439                    need to consider it again in the future.  */
12440                 *t = TREE_CHAIN (*t);
12441               else
12442                 {
12443                   last = *t;
12444                   t = &TREE_CHAIN (*t);
12445                 }
12446             }
12447           else
12448             {
12449               if (!DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
12450                   && !DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
12451                 {
12452                   instantiation
12453                     = instantiate_decl (instantiation,
12454                                         /*defer_ok=*/0,
12455                                         /*expl_inst_class_mem_p=*/false);
12456                   if (DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
12457                     reconsider = 1;
12458                 }
12459
12460               if (DECL_TEMPLATE_SPECIALIZATION (instantiation)
12461                   || DECL_TEMPLATE_INSTANTIATED (instantiation))
12462                 /* If INSTANTIATION has been instantiated, then we don't
12463                    need to consider it again in the future.  */
12464                 *t = TREE_CHAIN (*t);
12465               else
12466                 {
12467                   last = *t;
12468                   t = &TREE_CHAIN (*t);
12469                 }
12470             }
12471           tinst_depth = 0;
12472           current_tinst_level = NULL_TREE;
12473         }
12474       last_pending_template = last;
12475     }
12476   while (reconsider);
12477
12478   input_location = saved_loc;
12479   in_system_header = saved_in_system_header;
12480 }
12481
12482 /* Substitute ARGVEC into T, which is a list of initializers for
12483    either base class or a non-static data member.  The TREE_PURPOSEs
12484    are DECLs, and the TREE_VALUEs are the initializer values.  Used by
12485    instantiate_decl.  */
12486
12487 static tree
12488 tsubst_initializer_list (tree t, tree argvec)
12489 {
12490   tree inits = NULL_TREE;
12491
12492   for (; t; t = TREE_CHAIN (t))
12493     {
12494       tree decl;
12495       tree init;
12496
12497       decl = tsubst_copy (TREE_PURPOSE (t), argvec, tf_warning_or_error,
12498                           NULL_TREE);
12499       decl = expand_member_init (decl);
12500       if (decl && !DECL_P (decl))
12501         in_base_initializer = 1;
12502
12503       init = tsubst_expr (TREE_VALUE (t), argvec, tf_warning_or_error,
12504                           NULL_TREE, 
12505                           /*integral_constant_expression_p=*/false);
12506       in_base_initializer = 0;
12507
12508       if (decl)
12509         {
12510           init = build_tree_list (decl, init);
12511           TREE_CHAIN (init) = inits;
12512           inits = init;
12513         }
12514     }
12515   return inits;
12516 }
12517
12518 /* Set CURRENT_ACCESS_SPECIFIER based on the protection of DECL.  */
12519
12520 static void
12521 set_current_access_from_decl (tree decl)
12522 {
12523   if (TREE_PRIVATE (decl))
12524     current_access_specifier = access_private_node;
12525   else if (TREE_PROTECTED (decl))
12526     current_access_specifier = access_protected_node;
12527   else
12528     current_access_specifier = access_public_node;
12529 }
12530
12531 /* Instantiate an enumerated type.  TAG is the template type, NEWTAG
12532    is the instantiation (which should have been created with
12533    start_enum) and ARGS are the template arguments to use.  */
12534
12535 static void
12536 tsubst_enum (tree tag, tree newtag, tree args)
12537 {
12538   tree e;
12539
12540   for (e = TYPE_VALUES (tag); e; e = TREE_CHAIN (e))
12541     {
12542       tree value;
12543       tree decl;
12544
12545       decl = TREE_VALUE (e);
12546       /* Note that in a template enum, the TREE_VALUE is the
12547          CONST_DECL, not the corresponding INTEGER_CST.  */
12548       value = tsubst_expr (DECL_INITIAL (decl),
12549                            args, tf_warning_or_error, NULL_TREE,
12550                            /*integral_constant_expression_p=*/true);
12551
12552       /* Give this enumeration constant the correct access.  */
12553       set_current_access_from_decl (decl);
12554
12555       /* Actually build the enumerator itself.  */
12556       build_enumerator (DECL_NAME (decl), value, newtag);
12557     }
12558
12559   finish_enum (newtag);
12560   DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (newtag))
12561     = DECL_SOURCE_LOCATION (TYPE_NAME (tag));
12562 }
12563
12564 /* DECL is a FUNCTION_DECL that is a template specialization.  Return
12565    its type -- but without substituting the innermost set of template
12566    arguments.  So, innermost set of template parameters will appear in
12567    the type.  */
12568
12569 tree
12570 get_mostly_instantiated_function_type (tree decl)
12571 {
12572   tree fn_type;
12573   tree tmpl;
12574   tree targs;
12575   tree tparms;
12576   int parm_depth;
12577
12578   tmpl = most_general_template (DECL_TI_TEMPLATE (decl));
12579   targs = DECL_TI_ARGS (decl);
12580   tparms = DECL_TEMPLATE_PARMS (tmpl);
12581   parm_depth = TMPL_PARMS_DEPTH (tparms);
12582
12583   /* There should be as many levels of arguments as there are levels
12584      of parameters.  */
12585   gcc_assert (parm_depth == TMPL_ARGS_DEPTH (targs));
12586
12587   fn_type = TREE_TYPE (tmpl);
12588
12589   if (parm_depth == 1)
12590     /* No substitution is necessary.  */
12591     ;
12592   else
12593     {
12594       int i, save_access_control;
12595       tree partial_args;
12596
12597       /* Replace the innermost level of the TARGS with NULL_TREEs to
12598          let tsubst know not to substitute for those parameters.  */
12599       partial_args = make_tree_vec (TREE_VEC_LENGTH (targs));
12600       for (i = 1; i < TMPL_ARGS_DEPTH (targs); ++i)
12601         SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args, i,
12602                              TMPL_ARGS_LEVEL (targs, i));
12603       SET_TMPL_ARGS_LEVEL (partial_args,
12604                            TMPL_ARGS_DEPTH (targs),
12605                            make_tree_vec (DECL_NTPARMS (tmpl)));
12606
12607       /* Disable access control as this function is used only during
12608          name-mangling.  */
12609       save_access_control = flag_access_control;
12610       flag_access_control = 0;
12611
12612       ++processing_template_decl;
12613       /* Now, do the (partial) substitution to figure out the
12614          appropriate function type.  */
12615       fn_type = tsubst (fn_type, partial_args, tf_error, NULL_TREE);
12616       --processing_template_decl;
12617
12618       /* Substitute into the template parameters to obtain the real
12619          innermost set of parameters.  This step is important if the
12620          innermost set of template parameters contains value
12621          parameters whose types depend on outer template parameters.  */
12622       TREE_VEC_LENGTH (partial_args)--;
12623       tparms = tsubst_template_parms (tparms, partial_args, tf_error);
12624
12625       flag_access_control = save_access_control;
12626     }
12627
12628   return fn_type;
12629 }
12630
12631 /* Return truthvalue if we're processing a template different from
12632    the last one involved in diagnostics.  */
12633 int
12634 problematic_instantiation_changed (void)
12635 {
12636   return last_template_error_tick != tinst_level_tick;
12637 }
12638
12639 /* Remember current template involved in diagnostics.  */
12640 void
12641 record_last_problematic_instantiation (void)
12642 {
12643   last_template_error_tick = tinst_level_tick;
12644 }
12645
12646 tree
12647 current_instantiation (void)
12648 {
12649   return current_tinst_level;
12650 }
12651
12652 /* [temp.param] Check that template non-type parm TYPE is of an allowable
12653    type. Return zero for ok, nonzero for disallowed. Issue error and
12654    warning messages under control of COMPLAIN.  */
12655
12656 static int
12657 invalid_nontype_parm_type_p (tree type, tsubst_flags_t complain)
12658 {
12659   if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
12660     return 0;
12661   else if (POINTER_TYPE_P (type))
12662     return 0;
12663   else if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
12664     return 0;
12665   else if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
12666     return 0;
12667   else if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
12668     return 0;
12669
12670   if (complain & tf_error)
12671     error ("%q#T is not a valid type for a template constant parameter", type);
12672   return 1;
12673 }
12674
12675 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of [temp.dep.type].
12676    Assumes that TYPE really is a type, and not the ERROR_MARK_NODE.*/
12677
12678 static bool
12679 dependent_type_p_r (tree type)
12680 {
12681   tree scope;
12682
12683   /* [temp.dep.type]
12684
12685      A type is dependent if it is:
12686
12687      -- a template parameter. Template template parameters are types
12688         for us (since TYPE_P holds true for them) so we handle
12689         them here.  */
12690   if (TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TYPE_PARM
12691       || TREE_CODE (type) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12692     return true;
12693   /* -- a qualified-id with a nested-name-specifier which contains a
12694         class-name that names a dependent type or whose unqualified-id
12695         names a dependent type.  */
12696   if (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE)
12697     return true;
12698   /* -- a cv-qualified type where the cv-unqualified type is
12699         dependent.  */
12700   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
12701   /* -- a compound type constructed from any dependent type.  */
12702   if (TYPE_PTR_TO_MEMBER_P (type))
12703     return (dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_CLASS_TYPE (type))
12704             || dependent_type_p (TYPE_PTRMEM_POINTED_TO_TYPE
12705                                            (type)));
12706   else if (TREE_CODE (type) == POINTER_TYPE
12707            || TREE_CODE (type) == REFERENCE_TYPE)
12708     return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12709   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
12710            || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
12711     {
12712       tree arg_type;
12713
12714       if (dependent_type_p (TREE_TYPE (type)))
12715         return true;
12716       for (arg_type = TYPE_ARG_TYPES (type);
12717            arg_type;
12718            arg_type = TREE_CHAIN (arg_type))
12719         if (dependent_type_p (TREE_VALUE (arg_type)))
12720           return true;
12721       return false;
12722     }
12723   /* -- an array type constructed from any dependent type or whose
12724         size is specified by a constant expression that is
12725         value-dependent.  */
12726   if (TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
12727     {
12728       if (TYPE_DOMAIN (type)
12729           && ((value_dependent_expression_p
12730                (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))
12731               || (type_dependent_expression_p
12732                   (TYPE_MAX_VALUE (TYPE_DOMAIN (type))))))
12733         return true;
12734       return dependent_type_p (TREE_TYPE (type));
12735     }
12736
12737   /* -- a template-id in which either the template name is a template
12738      parameter ...  */
12739   if (TREE_CODE (type) == BOUND_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
12740     return true;
12741   /* ... or any of the template arguments is a dependent type or
12742         an expression that is type-dependent or value-dependent.  */
12743   else if (CLASS_TYPE_P (type) && CLASSTYPE_TEMPLATE_INFO (type)
12744            && (any_dependent_template_arguments_p
12745                (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (CLASSTYPE_TI_ARGS (type)))))
12746     return true;
12747
12748   /* All TYPEOF_TYPEs are dependent; if the argument of the `typeof'
12749      expression is not type-dependent, then it should already been
12750      have resolved.  */
12751   if (TREE_CODE (type) == TYPEOF_TYPE)
12752     return true;
12753
12754   /* The standard does not specifically mention types that are local
12755      to template functions or local classes, but they should be
12756      considered dependent too.  For example:
12757
12758        template <int I> void f() {
12759          enum E { a = I };
12760          S<sizeof (E)> s;
12761        }
12762
12763      The size of `E' cannot be known until the value of `I' has been
12764      determined.  Therefore, `E' must be considered dependent.  */
12765   scope = TYPE_CONTEXT (type);
12766   if (scope && TYPE_P (scope))
12767     return dependent_type_p (scope);
12768   else if (scope && TREE_CODE (scope) == FUNCTION_DECL)
12769     return type_dependent_expression_p (scope);
12770
12771   /* Other types are non-dependent.  */
12772   return false;
12773 }
12774
12775 /* Returns TRUE if TYPE is dependent, in the sense of
12776    [temp.dep.type].  */
12777
12778 bool
12779 dependent_type_p (tree type)
12780 {
12781   /* If there are no template parameters in scope, then there can't be
12782      any dependent types.  */
12783   if (!processing_template_decl)
12784     {
12785       /* If we are not processing a template, then nobody should be
12786          providing us with a dependent type.  */
12787       gcc_assert (type);
12788       gcc_assert (TREE_CODE (type) != TEMPLATE_TYPE_PARM);
12789       return false;
12790     }
12791
12792   /* If the type is NULL, we have not computed a type for the entity
12793      in question; in that case, the type is dependent.  */
12794   if (!type)
12795     return true;
12796
12797   /* Erroneous types can be considered non-dependent.  */
12798   if (type == error_mark_node)
12799     return false;
12800
12801   /* If we have not already computed the appropriate value for TYPE,
12802      do so now.  */
12803   if (!TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type))
12804     {
12805       TYPE_DEPENDENT_P (type) = dependent_type_p_r (type);
12806       TYPE_DEPENDENT_P_VALID (type) = 1;
12807     }
12808
12809   return TYPE_DEPENDENT_P (type);
12810 }
12811
12812 /* Returns TRUE if EXPRESSION is dependent, according to CRITERION.  */
12813
12814 static bool
12815 dependent_scope_ref_p (tree expression, bool criterion (tree))
12816 {
12817   tree scope;
12818   tree name;
12819
12820   gcc_assert (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF);
12821
12822   if (!TYPE_P (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12823     return true;
12824
12825   scope = TREE_OPERAND (expression, 0);
12826   name = TREE_OPERAND (expression, 1);
12827
12828   /* [temp.dep.expr]
12829
12830      An id-expression is type-dependent if it contains a
12831      nested-name-specifier that contains a class-name that names a
12832      dependent type.  */
12833   /* The suggested resolution to Core Issue 2 implies that if the
12834      qualifying type is the current class, then we must peek
12835      inside it.  */
12836   if (DECL_P (name)
12837       && currently_open_class (scope)
12838       && !criterion (name))
12839     return false;
12840   if (dependent_type_p (scope))
12841     return true;
12842
12843   return false;
12844 }
12845
12846 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is value-dependent, in the sense of
12847    [temp.dep.constexpr].  EXPRESSION is already known to be a constant
12848    expression.  */
12849
12850 bool
12851 value_dependent_expression_p (tree expression)
12852 {
12853   if (!processing_template_decl)
12854     return false;
12855
12856   /* A name declared with a dependent type.  */
12857   if (DECL_P (expression) && type_dependent_expression_p (expression))
12858     return true;
12859
12860   switch (TREE_CODE (expression))
12861     {
12862     case IDENTIFIER_NODE:
12863       /* A name that has not been looked up -- must be dependent.  */
12864       return true;
12865
12866     case TEMPLATE_PARM_INDEX:
12867       /* A non-type template parm.  */
12868       return true;
12869
12870     case CONST_DECL:
12871       /* A non-type template parm.  */
12872       if (DECL_TEMPLATE_PARM_P (expression))
12873         return true;
12874       return false;
12875
12876     case VAR_DECL:
12877        /* A constant with integral or enumeration type and is initialized
12878           with an expression that is value-dependent.  */
12879       if (DECL_INITIAL (expression)
12880           && INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (TREE_TYPE (expression))
12881           && value_dependent_expression_p (DECL_INITIAL (expression)))
12882         return true;
12883       return false;
12884
12885     case DYNAMIC_CAST_EXPR:
12886     case STATIC_CAST_EXPR:
12887     case CONST_CAST_EXPR:
12888     case REINTERPRET_CAST_EXPR:
12889     case CAST_EXPR:
12890       /* These expressions are value-dependent if the type to which
12891          the cast occurs is dependent or the expression being casted
12892          is value-dependent.  */
12893       {
12894         tree type = TREE_TYPE (expression);
12895
12896         if (dependent_type_p (type))
12897           return true;
12898
12899         /* A functional cast has a list of operands.  */
12900         expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12901         if (!expression)
12902           {
12903             /* If there are no operands, it must be an expression such
12904                as "int()". This should not happen for aggregate types
12905                because it would form non-constant expressions.  */
12906             gcc_assert (INTEGRAL_OR_ENUMERATION_TYPE_P (type));
12907
12908             return false;
12909           }
12910
12911         if (TREE_CODE (expression) == TREE_LIST)
12912           return any_value_dependent_elements_p (expression);
12913
12914         return value_dependent_expression_p (expression);
12915       }
12916
12917     case SIZEOF_EXPR:
12918     case ALIGNOF_EXPR:
12919       /* A `sizeof' expression is value-dependent if the operand is
12920          type-dependent.  */
12921       expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
12922       if (TYPE_P (expression))
12923         return dependent_type_p (expression);
12924       return type_dependent_expression_p (expression);
12925
12926     case SCOPE_REF:
12927       return dependent_scope_ref_p (expression, value_dependent_expression_p);
12928
12929     case COMPONENT_REF:
12930       return (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0))
12931               || value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 1)));
12932
12933     case CALL_EXPR:
12934       /* A CALL_EXPR may appear in a constant expression if it is a
12935          call to a builtin function, e.g., __builtin_constant_p.  All
12936          such calls are value-dependent.  */
12937       return true;
12938
12939     case MODOP_EXPR:
12940       return ((value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12941               || (value_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 2))));
12942
12943     default:
12944       /* A constant expression is value-dependent if any subexpression is
12945          value-dependent.  */
12946       switch (TREE_CODE_CLASS (TREE_CODE (expression)))
12947         {
12948         case tcc_reference:
12949         case tcc_unary:
12950           return (value_dependent_expression_p
12951                   (TREE_OPERAND (expression, 0)));
12952
12953         case tcc_comparison:
12954         case tcc_binary:
12955           return ((value_dependent_expression_p
12956                    (TREE_OPERAND (expression, 0)))
12957                   || (value_dependent_expression_p
12958                       (TREE_OPERAND (expression, 1))));
12959
12960         case tcc_expression:
12961           {
12962             int i;
12963             for (i = 0; i < TREE_CODE_LENGTH (TREE_CODE (expression)); ++i)
12964               /* In some cases, some of the operands may be missing.
12965                  (For example, in the case of PREDECREMENT_EXPR, the
12966                  amount to increment by may be missing.)  That doesn't
12967                  make the expression dependent.  */
12968               if (TREE_OPERAND (expression, i)
12969                   && (value_dependent_expression_p
12970                       (TREE_OPERAND (expression, i))))
12971                 return true;
12972             return false;
12973           }
12974
12975         default:
12976           break;
12977         }
12978     }
12979
12980   /* The expression is not value-dependent.  */
12981   return false;
12982 }
12983
12984 /* Returns TRUE if the EXPRESSION is type-dependent, in the sense of
12985    [temp.dep.expr].  */
12986
12987 bool
12988 type_dependent_expression_p (tree expression)
12989 {
12990   if (!processing_template_decl)
12991     return false;
12992
12993   if (expression == error_mark_node)
12994     return false;
12995
12996   /* An unresolved name is always dependent.  */
12997   if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE
12998       || TREE_CODE (expression) == USING_DECL)
12999     return true;
13000
13001   /* Some expression forms are never type-dependent.  */
13002   if (TREE_CODE (expression) == PSEUDO_DTOR_EXPR
13003       || TREE_CODE (expression) == SIZEOF_EXPR
13004       || TREE_CODE (expression) == ALIGNOF_EXPR
13005       || TREE_CODE (expression) == TYPEID_EXPR
13006       || TREE_CODE (expression) == DELETE_EXPR
13007       || TREE_CODE (expression) == VEC_DELETE_EXPR
13008       || TREE_CODE (expression) == THROW_EXPR)
13009     return false;
13010
13011   /* The types of these expressions depends only on the type to which
13012      the cast occurs.  */
13013   if (TREE_CODE (expression) == DYNAMIC_CAST_EXPR
13014       || TREE_CODE (expression) == STATIC_CAST_EXPR
13015       || TREE_CODE (expression) == CONST_CAST_EXPR
13016       || TREE_CODE (expression) == REINTERPRET_CAST_EXPR
13017       || TREE_CODE (expression) == CAST_EXPR)
13018     return dependent_type_p (TREE_TYPE (expression));
13019
13020   /* The types of these expressions depends only on the type created
13021      by the expression.  */
13022   if (TREE_CODE (expression) == NEW_EXPR
13023       || TREE_CODE (expression) == VEC_NEW_EXPR)
13024     {
13025       /* For NEW_EXPR tree nodes created inside a template, either
13026          the object type itself or a TREE_LIST may appear as the
13027          operand 1.  */
13028       tree type = TREE_OPERAND (expression, 1);
13029       if (TREE_CODE (type) == TREE_LIST)
13030         /* This is an array type.  We need to check array dimensions
13031            as well.  */
13032         return dependent_type_p (TREE_VALUE (TREE_PURPOSE (type)))
13033                || value_dependent_expression_p
13034                     (TREE_OPERAND (TREE_VALUE (type), 1));
13035       else
13036         return dependent_type_p (type);
13037     }
13038
13039   if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF
13040       && dependent_scope_ref_p (expression,
13041                                 type_dependent_expression_p))
13042     return true;
13043
13044   if (TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL
13045       && DECL_LANG_SPECIFIC (expression)
13046       && DECL_TEMPLATE_INFO (expression)
13047       && (any_dependent_template_arguments_p
13048           (INNERMOST_TEMPLATE_ARGS (DECL_TI_ARGS (expression)))))
13049     return true;
13050
13051   if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_DECL
13052       && !DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (expression))
13053     return false;
13054
13055   if (TREE_TYPE (expression) == unknown_type_node)
13056     {
13057       if (TREE_CODE (expression) == ADDR_EXPR)
13058         return type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0));
13059       if (TREE_CODE (expression) == COMPONENT_REF
13060           || TREE_CODE (expression) == OFFSET_REF)
13061         {
13062           if (type_dependent_expression_p (TREE_OPERAND (expression, 0)))
13063             return true;
13064           expression = TREE_OPERAND (expression, 1);
13065           if (TREE_CODE (expression) == IDENTIFIER_NODE)
13066             return false;
13067         }
13068       /* SCOPE_REF with non-null TREE_TYPE is always non-dependent.  */
13069       if (TREE_CODE (expression) == SCOPE_REF)
13070         return false;
13071
13072       if (TREE_CODE (expression) == BASELINK)
13073         expression = BASELINK_FUNCTIONS (expression);
13074
13075       if (TREE_CODE (expression) == TEMPLATE_ID_EXPR)
13076         {
13077           if (any_dependent_template_arguments_p
13078               (TREE_OPERAND (expression, 1)))
13079             return true;
13080           expression = TREE_OPERAND (expression, 0);
13081         }
13082       gcc_assert (TREE_CODE (expression) == OVERLOAD
13083                   || TREE_CODE (expression) == FUNCTION_DECL);
13084
13085       while (expression)
13086         {
13087           if (type_dependent_expression_p (OVL_CURRENT (expression)))
13088             return true;
13089           expression = OVL_NEXT (expression);
13090         }
13091       return false;
13092     }
13093
13094   gcc_assert (TREE_CODE (expression) != TYPE_DECL);
13095
13096   return (dependent_type_p (TREE_TYPE (expression)));
13097 }
13098
13099 /* Returns TRUE if ARGS (a TREE_LIST of arguments to a function call)
13100    contains a type-dependent expression.  */
13101
13102 bool
13103 any_type_dependent_arguments_p (tree args)
13104 {
13105   while (args)
13106     {
13107       tree arg = TREE_VALUE (args);
13108
13109       if (type_dependent_expression_p (arg))
13110         return true;
13111       args = TREE_CHAIN (args);
13112     }
13113   return false;
13114 }
13115
13116 /* Returns TRUE if LIST (a TREE_LIST whose TREE_VALUEs are
13117    expressions) contains any value-dependent expressions.  */
13118
13119 bool
13120 any_value_dependent_elements_p (tree list)
13121 {
13122   for (; list; list = TREE_CHAIN (list))
13123     if (value_dependent_expression_p (TREE_VALUE (list)))
13124       return true;
13125
13126   return false;
13127 }
13128
13129 /* Returns TRUE if the ARG (a template argument) is dependent.  */
13130
13131 static bool
13132 dependent_template_arg_p (tree arg)
13133 {
13134   if (!processing_template_decl)
13135     return false;
13136
13137   if (TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_DECL
13138       || TREE_CODE (arg) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
13139     return dependent_template_p (arg);
13140   else if (TYPE_P (arg))
13141     return dependent_type_p (arg);
13142   else
13143     return (type_dependent_expression_p (arg)
13144             || value_dependent_expression_p (arg));
13145 }
13146
13147 /* Returns true if ARGS (a collection of template arguments) contains
13148    any dependent arguments.  */
13149
13150 bool
13151 any_dependent_template_arguments_p (tree args)
13152 {
13153   int i;
13154   int j;
13155
13156   if (!args)
13157     return false;
13158   if (args == error_mark_node)
13159     return true;
13160
13161   for (i = 0; i < TMPL_ARGS_DEPTH (args); ++i)
13162     {
13163       tree level = TMPL_ARGS_LEVEL (args, i + 1);
13164       for (j = 0; j < TREE_VEC_LENGTH (level); ++j)
13165         if (dependent_template_arg_p (TREE_VEC_ELT (level, j)))
13166           return true;
13167     }
13168
13169   return false;
13170 }
13171
13172 /* Returns TRUE if the template TMPL is dependent.  */
13173
13174 bool
13175 dependent_template_p (tree tmpl)
13176 {
13177   if (TREE_CODE (tmpl) == OVERLOAD)
13178     {
13179       while (tmpl)
13180         {
13181           if (dependent_template_p (OVL_FUNCTION (tmpl)))
13182             return true;
13183           tmpl = OVL_CHAIN (tmpl);
13184         }
13185       return false;
13186     }
13187
13188   /* Template template parameters are dependent.  */
13189   if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (tmpl)
13190       || TREE_CODE (tmpl) == TEMPLATE_TEMPLATE_PARM)
13191     return true;
13192   /* So are names that have not been looked up.  */
13193   if (TREE_CODE (tmpl) == SCOPE_REF
13194       || TREE_CODE (tmpl) == IDENTIFIER_NODE)
13195     return true;
13196   /* So are member templates of dependent classes.  */
13197   if (TYPE_P (CP_DECL_CONTEXT (tmpl)))
13198     return dependent_type_p (DECL_CONTEXT (tmpl));
13199   return false;
13200 }
13201
13202 /* Returns TRUE if the specialization TMPL<ARGS> is dependent.  */
13203
13204 bool
13205 dependent_template_id_p (tree tmpl, tree args)
13206 {
13207   return (dependent_template_p (tmpl)
13208           || any_dependent_template_arguments_p (args));
13209 }
13210
13211 /* TYPE is a TYPENAME_TYPE.  Returns the ordinary TYPE to which the
13212    TYPENAME_TYPE corresponds.  Returns ERROR_MARK_NODE if no such TYPE
13213    can be found.  Note that this function peers inside uninstantiated
13214    templates and therefore should be used only in extremely limited
13215    situations.  ONLY_CURRENT_P restricts this peering to the currently
13216    open classes hierarchy (which is required when comparing types).  */
13217
13218 tree
13219 resolve_typename_type (tree type, bool only_current_p)
13220 {
13221   tree scope;
13222   tree name;
13223   tree decl;
13224   int quals;
13225   tree pushed_scope;
13226
13227   gcc_assert (TREE_CODE (type) == TYPENAME_TYPE);
13228
13229   scope = TYPE_CONTEXT (type);
13230   name = TYPE_IDENTIFIER (type);
13231
13232   /* If the SCOPE is itself a TYPENAME_TYPE, then we need to resolve
13233      it first before we can figure out what NAME refers to.  */
13234   if (TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
13235     scope = resolve_typename_type (scope, only_current_p);
13236   /* If we don't know what SCOPE refers to, then we cannot resolve the
13237      TYPENAME_TYPE.  */
13238   if (scope == error_mark_node || TREE_CODE (scope) == TYPENAME_TYPE)
13239     return error_mark_node;
13240   /* If the SCOPE is a template type parameter, we have no way of
13241      resolving the name.  */
13242   if (TREE_CODE (scope) == TEMPLATE_TYPE_PARM)
13243     return type;
13244   /* If the SCOPE is not the current instantiation, there's no reason
13245      to look inside it.  */
13246   if (only_current_p && !currently_open_class (scope))
13247     return error_mark_node;
13248   /* If SCOPE is a partial instantiation, it will not have a valid
13249      TYPE_FIELDS list, so use the original template.  */
13250   scope = CLASSTYPE_PRIMARY_TEMPLATE_TYPE (scope);
13251   /* Enter the SCOPE so that name lookup will be resolved as if we
13252      were in the class definition.  In particular, SCOPE will no
13253      longer be considered a dependent type.  */
13254   pushed_scope = push_scope (scope);
13255   /* Look up the declaration.  */
13256   decl = lookup_member (scope, name, /*protect=*/0, /*want_type=*/true);
13257   /* Obtain the set of qualifiers applied to the TYPE.  */
13258   quals = cp_type_quals (type);
13259   /* For a TYPENAME_TYPE like "typename X::template Y<T>", we want to
13260      find a TEMPLATE_DECL.  Otherwise, we want to find a TYPE_DECL.  */
13261   if (!decl)
13262     type = error_mark_node;
13263   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == IDENTIFIER_NODE
13264            && TREE_CODE (decl) == TYPE_DECL)
13265     type = TREE_TYPE (decl);
13266   else if (TREE_CODE (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type)) == TEMPLATE_ID_EXPR
13267            && DECL_CLASS_TEMPLATE_P (decl))
13268     {
13269       tree tmpl;
13270       tree args;
13271       /* Obtain the template and the arguments.  */
13272       tmpl = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 0);
13273       args = TREE_OPERAND (TYPENAME_TYPE_FULLNAME (type), 1);
13274       /* Instantiate the template.  */
13275       type = lookup_template_class (tmpl, args, NULL_TREE, NULL_TREE,
13276                                     /*entering_scope=*/0, tf_error | tf_user);
13277     }
13278   else
13279     type = error_mark_node;
13280   /* Qualify the resulting type.  */
13281   if (type != error_mark_node && quals)
13282     type = cp_build_qualified_type (type, quals);
13283   /* Leave the SCOPE.  */
13284   if (pushed_scope)
13285     pop_scope (pushed_scope);
13286
13287   return type;
13288 }
13289
13290 /* EXPR is an expression which is not type-dependent.  Return a proxy
13291    for EXPR that can be used to compute the types of larger
13292    expressions containing EXPR.  */
13293
13294 tree
13295 build_non_dependent_expr (tree expr)
13296 {
13297   tree inner_expr;
13298
13299   /* Preserve null pointer constants so that the type of things like
13300      "p == 0" where "p" is a pointer can be determined.  */
13301   if (null_ptr_cst_p (expr))
13302     return expr;
13303   /* Preserve OVERLOADs; the functions must be available to resolve
13304      types.  */
13305   inner_expr = expr;
13306   if (TREE_CODE (inner_expr) == ADDR_EXPR)
13307     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 0);
13308   if (TREE_CODE (inner_expr) == COMPONENT_REF)
13309     inner_expr = TREE_OPERAND (inner_expr, 1);
13310   if (is_overloaded_fn (inner_expr)
13311       || TREE_CODE (inner_expr) == OFFSET_REF)
13312     return expr;
13313   /* There is no need to return a proxy for a variable.  */
13314   if (TREE_CODE (expr) == VAR_DECL)
13315     return expr;
13316   /* Preserve string constants; conversions from string constants to
13317      "char *" are allowed, even though normally a "const char *"
13318      cannot be used to initialize a "char *".  */
13319   if (TREE_CODE (expr) == STRING_CST)
13320     return expr;
13321   /* Preserve arithmetic constants, as an optimization -- there is no
13322      reason to create a new node.  */
13323   if (TREE_CODE (expr) == INTEGER_CST || TREE_CODE (expr) == REAL_CST)
13324     return expr;
13325   /* Preserve THROW_EXPRs -- all throw-expressions have type "void".
13326      There is at least one place where we want to know that a
13327      particular expression is a throw-expression: when checking a ?:
13328      expression, there are special rules if the second or third
13329      argument is a throw-expression.  */
13330   if (TREE_CODE (expr) == THROW_EXPR)
13331     return expr;
13332
13333   if (TREE_CODE (expr) == COND_EXPR)
13334     return build3 (COND_EXPR,
13335                    TREE_TYPE (expr),
13336                    TREE_OPERAND (expr, 0),
13337                    (TREE_OPERAND (expr, 1)
13338                     ? build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1))
13339                     : build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 0))),
13340                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 2)));
13341   if (TREE_CODE (expr) == COMPOUND_EXPR
13342       && !COMPOUND_EXPR_OVERLOADED (expr))
13343     return build2 (COMPOUND_EXPR,
13344                    TREE_TYPE (expr),
13345                    TREE_OPERAND (expr, 0),
13346                    build_non_dependent_expr (TREE_OPERAND (expr, 1)));
13347
13348   /* If the type is unknown, it can't really be non-dependent */
13349   gcc_assert (TREE_TYPE (expr) != unknown_type_node);
13350
13351   /* Otherwise, build a NON_DEPENDENT_EXPR.
13352
13353      REFERENCE_TYPEs are not stripped for expressions in templates
13354      because doing so would play havoc with mangling.  Consider, for
13355      example:
13356
13357        template <typename T> void f<T& g>() { g(); }
13358
13359      In the body of "f", the expression for "g" will have
13360      REFERENCE_TYPE, even though the standard says that it should
13361      not.  The reason is that we must preserve the syntactic form of
13362      the expression so that mangling (say) "f<g>" inside the body of
13363      "f" works out correctly.  Therefore, the REFERENCE_TYPE is
13364      stripped here.  */
13365   return build1 (NON_DEPENDENT_EXPR, non_reference (TREE_TYPE (expr)), expr);
13366 }
13367
13368 /* ARGS is a TREE_LIST of expressions as arguments to a function call.
13369    Return a new TREE_LIST with the various arguments replaced with
13370    equivalent non-dependent expressions.  */
13371
13372 tree
13373 build_non_dependent_args (tree args)
13374 {
13375   tree a;
13376   tree new_args;
13377
13378   new_args = NULL_TREE;
13379   for (a = args; a; a = TREE_CHAIN (a))
13380     new_args = tree_cons (NULL_TREE,
13381                           build_non_dependent_expr (TREE_VALUE (a)),
13382                           new_args);
13383   return nreverse (new_args);
13384 }
13385
13386 #include "gt-cp-pt.h"