c++: optimize specialization of nested templated classes
authorPatrick Palka <ppalka@redhat.com>
Fri, 10 Jun 2022 20:09:48 +0000 (16:09 -0400)
committerPatrick Palka <ppalka@redhat.com>
Fri, 10 Jun 2022 20:09:48 +0000 (16:09 -0400)
When substituting a class template specialization, tsubst_aggr_type
substitutes the TYPE_CONTEXT before passing it to lookup_template_class.
This appears to be unnecessary, however, because the the initial value
of lookup_template_class's context parameter is unused outside of the
IDENTIFIER_NODE case, and l_t_c performs its own substitution of the
context, anyway.  So this patch removes the redundant substitution in
tsubst_aggr_type.  Doing so causes us to ICE on template/nested5.C
because during lookup_template_class for A<T>::C::D<S> with T=E and S=S,
we substitute and complete the context A<T>::C with T=E, which in turn
registers the desired dependent specialization of D for us which we end
up trying to register twice.  This patch fixes this by checking the
specializations table again after completion of the context.

This patch also implements a couple of other optimizations:

  * In lookup_template_class, if the context of the partially
    instantiated template is already non-dependent, then we could
    reuse that instead of substituting the context of the most
    general template.
  * During tsubst_decl for the TYPE_DECL for an injected-class-name,
    we can avoid substituting its TREE_TYPE.  We can also avoid
    template argument substitution/coercion for this TYPE_DECL, and
    for class-scope non-template VAR_/TYPE_DECLs more generally.

Together these optimizations improve memory usage for the range-v3
file test/view/zip.cc by about 5%.

gcc/cp/ChangeLog:

* pt.cc (lookup_template_class): Remove dead stores to
context parameter.  Don't substitute the context of the
most general template if that of the partially instantiated
template is already non-dependent.  Check the specializations
table again after completing the context of a nested dependent
specialization.
(tsubst_aggr_type) <case RECORD_TYPE>: Don't substitute
TYPE_CONTEXT or pass it to lookup_template_class.
(tsubst_decl) <case TYPE_DECL, case TYPE_DECL>: Avoid substituting
the TREE_TYPE for DECL_SELF_REFERENCE_P.  Avoid template argument
substitution or coercion in some cases.

gcc/cp/pt.cc

index 3154186..079cadf 100644 (file)
@@ -9840,8 +9840,6 @@ lookup_template_class (tree d1, tree arglist, tree in_decl, tree context,
          if (context)
            pop_decl_namespace ();
        }
-      if (templ)
-       context = DECL_CONTEXT (templ);
     }
   else if (TREE_CODE (d1) == TYPE_DECL && MAYBE_CLASS_TYPE_P (TREE_TYPE (d1)))
     {
@@ -9868,7 +9866,6 @@ lookup_template_class (tree d1, tree arglist, tree in_decl, tree context,
     {
       templ = d1;
       d1 = DECL_NAME (templ);
-      context = DECL_CONTEXT (templ);
     }
   else if (DECL_TEMPLATE_TEMPLATE_PARM_P (d1))
     {
@@ -10059,8 +10056,26 @@ lookup_template_class (tree d1, tree arglist, tree in_decl, tree context,
       context = DECL_CONTEXT (gen_tmpl);
       if (context && TYPE_P (context))
        {
-         context = tsubst_aggr_type (context, arglist, complain, in_decl, true);
-         context = complete_type (context);
+         if (!uses_template_parms (DECL_CONTEXT (templ)))
+           /* If the context of the partially instantiated template is
+              already non-dependent, then we might as well use it.  */
+           context = DECL_CONTEXT (templ);
+         else
+           {
+             context = tsubst_aggr_type (context, arglist,
+                                         complain, in_decl, true);
+             context = complete_type (context);
+             if (is_dependent_type && arg_depth > 1)
+               {
+                 /* If this is a dependent nested specialization such as
+                    A<T>::B<U> [with T=int, U=U], then completion of A<int>
+                    could have caused to register the desired specialization
+                    of B already, so check the table again (33959).  */
+                 entry = type_specializations->find_with_hash (&elt, hash);
+                 if (entry)
+                   return entry->spec;
+               }
+           }
        }
       else
        context = tsubst (context, arglist, complain, in_decl);
@@ -13739,25 +13754,12 @@ tsubst_aggr_type (tree t,
       if (TYPE_TEMPLATE_INFO (t) && uses_template_parms (t))
        {
          tree argvec;
-         tree context;
          tree r;
 
          /* In "sizeof(X<I>)" we need to evaluate "I".  */
          cp_evaluated ev;
 
-         /* First, determine the context for the type we are looking
-            up.  */
-         context = TYPE_CONTEXT (t);
-         if (context && TYPE_P (context))
-           {
-             context = tsubst_aggr_type (context, args, complain,
-                                         in_decl, /*entering_scope=*/1);
-             /* If context is a nested class inside a class template,
-                it may still need to be instantiated (c++/33959).  */
-             context = complete_type (context);
-           }
-
-         /* Then, figure out what arguments are appropriate for the
+         /* Figure out what arguments are appropriate for the
             type we are trying to find.  For example, given:
 
               template <class T> struct S;
@@ -13772,7 +13774,7 @@ tsubst_aggr_type (tree t,
            r = error_mark_node;
          else
            {
-             r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, context,
+             r = lookup_template_class (t, argvec, in_decl, NULL_TREE,
                                         entering_scope, complain);
              r = cp_build_qualified_type (r, cp_type_quals (t), complain);
            }
@@ -14913,6 +14915,10 @@ tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
                ctx = tsubst_aggr_type (ctx, args,
                                        complain,
                                        in_decl, /*entering_scope=*/1);
+               if (DECL_SELF_REFERENCE_P (t))
+                 /* The context and type of an injected-class-name are
+                    the same, so we don't need to substitute both.  */
+                 type = ctx;
                /* If CTX is unchanged, then T is in fact the
                   specialization we want.  That situation occurs when
                   referencing a static data member within in its own
@@ -14931,16 +14937,32 @@ tsubst_decl (tree t, tree args, tsubst_flags_t complain)
 
            if (!spec)
              {
+               int args_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (args);
+               int parms_depth = TMPL_ARGS_DEPTH (DECL_TI_ARGS (t));
                tmpl = DECL_TI_TEMPLATE (t);
                gen_tmpl = most_general_template (tmpl);
-               argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
-               if (argvec != error_mark_node)
-                 argvec = (coerce_innermost_template_parms
-                           (DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl),
-                            argvec, t, complain,
-                            /*all*/true, /*defarg*/true));
-               if (argvec == error_mark_node)
-                 RETURN (error_mark_node);
+               if (args_depth == parms_depth
+                   && !PRIMARY_TEMPLATE_P (gen_tmpl))
+                 /* The DECL_TI_ARGS in this case are the generic template
+                    arguments for the enclosing class template, so we can
+                    shortcut substitution (which would just be the identity
+                    mapping).  */
+                 argvec = args;
+               else
+                 {
+                   argvec = tsubst (DECL_TI_ARGS (t), args, complain, in_decl);
+                   /* Coerce the innermost arguments again if necessary.  If
+                      there's fewer levels of args than of parms, then the
+                      substitution could not have changed the innermost args
+                      (modulo level lowering).  */
+                   if (args_depth >= parms_depth && argvec != error_mark_node)
+                     argvec = (coerce_innermost_template_parms
+                               (DECL_TEMPLATE_PARMS (gen_tmpl),
+                                argvec, t, complain,
+                                /*all*/true, /*defarg*/true));
+                   if (argvec == error_mark_node)
+                     RETURN (error_mark_node);
+                 }
                hash = hash_tmpl_and_args (gen_tmpl, argvec);
                spec = retrieve_specialization (gen_tmpl, argvec, hash);
              }