OSDN Git Service

PR fortran/36031
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / fortran / target-memory.c
1 /* Simulate storage of variables into target memory.
2    Copyright (C) 2007, 2008, 2009
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by Paul Thomas and Brooks Moses
5
6 This file is part of GCC.
7
8 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
9 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
10 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
11 version.
12
13 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
14 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
15 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
16 for more details.
17
18 You should have received a copy of the GNU General Public License
19 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
20 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "flags.h"
25 #include "machmode.h"
26 #include "tree.h"
27 #include "gfortran.h"
28 #include "arith.h"
29 #include "trans.h"
30 #include "trans-const.h"
31 #include "trans-types.h"
32 #include "target-memory.h"
33
34 /* --------------------------------------------------------------- */ 
35 /* Calculate the size of an expression.  */
36
37 static size_t
38 size_array (gfc_expr *e)
39 {
40   mpz_t array_size;
41   size_t elt_size = gfc_target_expr_size (e->value.constructor->expr);
42
43   gfc_array_size (e, &array_size);
44   return (size_t)mpz_get_ui (array_size) * elt_size;
45 }
46
47 static size_t
48 size_integer (int kind)
49 {
50   return GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (gfc_get_int_type (kind)));;
51 }
52
53
54 static size_t
55 size_float (int kind)
56 {
57   return GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (gfc_get_real_type (kind)));;
58 }
59
60
61 static size_t
62 size_complex (int kind)
63 {
64   return 2 * size_float (kind);
65 }
66
67
68 static size_t
69 size_logical (int kind)
70 {
71   return GET_MODE_SIZE (TYPE_MODE (gfc_get_logical_type (kind)));;
72 }
73
74
75 static size_t
76 size_character (int length, int kind)
77 {
78   int i = gfc_validate_kind (BT_CHARACTER, kind, false);
79   return length * gfc_character_kinds[i].bit_size / 8;
80 }
81
82
83 size_t
84 gfc_target_expr_size (gfc_expr *e)
85 {
86   tree type;
87
88   gcc_assert (e != NULL);
89
90   if (e->expr_type == EXPR_ARRAY)
91     return size_array (e);
92
93   switch (e->ts.type)
94     {
95     case BT_INTEGER:
96       return size_integer (e->ts.kind);
97     case BT_REAL:
98       return size_float (e->ts.kind);
99     case BT_COMPLEX:
100       return size_complex (e->ts.kind);
101     case BT_LOGICAL:
102       return size_logical (e->ts.kind);
103     case BT_CHARACTER:
104       if (e->expr_type == EXPR_SUBSTRING && e->ref)
105         {
106           int start, end;
107
108           gfc_extract_int (e->ref->u.ss.start, &start);
109           gfc_extract_int (e->ref->u.ss.end, &end);
110           return size_character (MAX(end - start + 1, 0), e->ts.kind);
111         }
112       else
113         return size_character (e->value.character.length, e->ts.kind);
114     case BT_HOLLERITH:
115       return e->representation.length;
116     case BT_DERIVED:
117       type = gfc_typenode_for_spec (&e->ts);
118       return int_size_in_bytes (type);
119     default:
120       gfc_internal_error ("Invalid expression in gfc_target_expr_size.");
121       return 0;
122     }
123 }
124
125
126 /* The encode_* functions export a value into a buffer, and 
127    return the number of bytes of the buffer that have been
128    used.  */
129
130 static int
131 encode_array (gfc_expr *expr, unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
132 {
133   mpz_t array_size;
134   int i;
135   int ptr = 0;
136
137   gfc_array_size (expr, &array_size);
138   for (i = 0; i < (int)mpz_get_ui (array_size); i++)
139     {
140       ptr += gfc_target_encode_expr (gfc_get_array_element (expr, i),
141                                      &buffer[ptr], buffer_size - ptr);
142     }
143
144   mpz_clear (array_size);
145   return ptr;
146 }
147
148
149 static int
150 encode_integer (int kind, mpz_t integer, unsigned char *buffer,
151                 size_t buffer_size)
152 {
153   return native_encode_expr (gfc_conv_mpz_to_tree (integer, kind),
154                              buffer, buffer_size);
155 }
156
157
158 static int
159 encode_float (int kind, mpfr_t real, unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
160 {
161   return native_encode_expr (gfc_conv_mpfr_to_tree (real, kind, 0), buffer,
162                              buffer_size);
163 }
164
165
166 static int
167 encode_complex (int kind, mpfr_t real, mpfr_t imaginary, unsigned char *buffer,
168                 size_t buffer_size)
169 {
170   int size;
171   size = encode_float (kind, real, &buffer[0], buffer_size);
172   size += encode_float (kind, imaginary, &buffer[size], buffer_size - size);
173   return size;
174 }
175
176
177 static int
178 encode_logical (int kind, int logical, unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
179 {
180   return native_encode_expr (build_int_cst (gfc_get_logical_type (kind),
181                                             logical),
182                              buffer, buffer_size);
183 }
184
185
186 int
187 gfc_encode_character (int kind, int length, const gfc_char_t *string,
188                       unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
189 {
190   size_t elsize = size_character (1, kind);
191   tree type = gfc_get_char_type (kind);
192   int i;
193
194   gcc_assert (buffer_size >= size_character (length, kind));
195
196   for (i = 0; i < length; i++)
197     native_encode_expr (build_int_cst (type, string[i]), &buffer[i*elsize],
198                         elsize);
199
200   return length;
201 }
202
203
204 static int
205 encode_derived (gfc_expr *source, unsigned char *buffer, size_t buffer_size)
206 {
207   gfc_constructor *ctr;
208   gfc_component *cmp;
209   int ptr;
210   tree type;
211
212   type = gfc_typenode_for_spec (&source->ts);
213
214   ctr = source->value.constructor;
215   cmp = source->ts.derived->components;
216   for (;ctr; ctr = ctr->next, cmp = cmp->next)
217     {
218       gcc_assert (cmp);
219       if (!ctr->expr)
220         continue;
221       ptr = TREE_INT_CST_LOW(DECL_FIELD_OFFSET(cmp->backend_decl))
222             + TREE_INT_CST_LOW(DECL_FIELD_BIT_OFFSET(cmp->backend_decl))/8;
223
224       if (ctr->expr->expr_type == EXPR_NULL)
225         memset (&buffer[ptr], 0,
226                 int_size_in_bytes (TREE_TYPE (cmp->backend_decl)));
227       else
228         gfc_target_encode_expr (ctr->expr, &buffer[ptr],
229                                 buffer_size - ptr);
230     }
231
232   return int_size_in_bytes (type);
233 }
234
235
236 /* Write a constant expression in binary form to a buffer.  */
237 int
238 gfc_target_encode_expr (gfc_expr *source, unsigned char *buffer,
239                         size_t buffer_size)
240 {
241   if (source == NULL)
242     return 0;
243
244   if (source->expr_type == EXPR_ARRAY)
245     return encode_array (source, buffer, buffer_size);
246
247   gcc_assert (source->expr_type == EXPR_CONSTANT
248               || source->expr_type == EXPR_STRUCTURE
249               || source->expr_type == EXPR_SUBSTRING);
250
251   /* If we already have a target-memory representation, we use that rather 
252      than recreating one.  */
253   if (source->representation.string)
254     {
255       memcpy (buffer, source->representation.string,
256               source->representation.length);
257       return source->representation.length;
258     }
259
260   switch (source->ts.type)
261     {
262     case BT_INTEGER:
263       return encode_integer (source->ts.kind, source->value.integer, buffer,
264                              buffer_size);
265     case BT_REAL:
266       return encode_float (source->ts.kind, source->value.real, buffer,
267                            buffer_size);
268     case BT_COMPLEX:
269       return encode_complex (source->ts.kind, source->value.complex.r,
270                              source->value.complex.i, buffer, buffer_size);
271     case BT_LOGICAL:
272       return encode_logical (source->ts.kind, source->value.logical, buffer,
273                              buffer_size);
274     case BT_CHARACTER:
275       if (source->expr_type == EXPR_CONSTANT || source->ref == NULL)
276         return gfc_encode_character (source->ts.kind,
277                                      source->value.character.length,
278                                      source->value.character.string,
279                                      buffer, buffer_size);
280       else
281         {
282           int start, end;
283
284           gcc_assert (source->expr_type == EXPR_SUBSTRING);
285           gfc_extract_int (source->ref->u.ss.start, &start);
286           gfc_extract_int (source->ref->u.ss.end, &end);
287           return gfc_encode_character (source->ts.kind, MAX(end - start + 1, 0),
288                                        &source->value.character.string[start-1],
289                                        buffer, buffer_size);
290         }
291
292     case BT_DERIVED:
293       return encode_derived (source, buffer, buffer_size);
294     default:
295       gfc_internal_error ("Invalid expression in gfc_target_encode_expr.");
296       return 0;
297     }
298 }
299
300
301 static int
302 interpret_array (unsigned char *buffer, size_t buffer_size, gfc_expr *result)
303 {
304   int array_size = 1;
305   int i;
306   int ptr = 0;
307   gfc_constructor *head = NULL, *tail = NULL;
308
309   /* Calculate array size from its shape and rank.  */
310   gcc_assert (result->rank > 0 && result->shape);
311
312   for (i = 0; i < result->rank; i++)
313     array_size *= (int)mpz_get_ui (result->shape[i]);
314
315   /* Iterate over array elements, producing constructors.  */
316   for (i = 0; i < array_size; i++)
317     {
318       if (head == NULL)
319         head = tail = gfc_get_constructor ();
320       else
321         {
322           tail->next = gfc_get_constructor ();
323           tail = tail->next;
324         }
325
326       tail->where = result->where;
327       tail->expr = gfc_constant_result (result->ts.type,
328                                           result->ts.kind, &result->where);
329       tail->expr->ts = result->ts;
330
331       if (tail->expr->ts.type == BT_CHARACTER)
332         tail->expr->value.character.length = result->value.character.length;
333
334       ptr += gfc_target_interpret_expr (&buffer[ptr], buffer_size - ptr,
335                                         tail->expr);
336     }
337   result->value.constructor = head;
338
339   return ptr;
340 }
341
342
343 int
344 gfc_interpret_integer (int kind, unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
345                    mpz_t integer)
346 {
347   mpz_init (integer);
348   gfc_conv_tree_to_mpz (integer,
349                         native_interpret_expr (gfc_get_int_type (kind),
350                                                buffer, buffer_size));
351   return size_integer (kind);
352 }
353
354
355 int
356 gfc_interpret_float (int kind, unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
357                      mpfr_t real)
358 {
359   gfc_set_model_kind (kind);
360   mpfr_init (real);
361   gfc_conv_tree_to_mpfr (real,
362                          native_interpret_expr (gfc_get_real_type (kind),
363                                                 buffer, buffer_size));
364
365   return size_float (kind);
366 }
367
368
369 int
370 gfc_interpret_complex (int kind, unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
371                    mpfr_t real, mpfr_t imaginary)
372 {
373   int size;
374   size = gfc_interpret_float (kind, &buffer[0], buffer_size, real);
375   size += gfc_interpret_float (kind, &buffer[size], buffer_size - size,
376                                imaginary);
377   return size;
378 }
379
380
381 int
382 gfc_interpret_logical (int kind, unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
383                    int *logical)
384 {
385   tree t = native_interpret_expr (gfc_get_logical_type (kind), buffer,
386                                   buffer_size);
387   *logical = double_int_zero_p (tree_to_double_int (t))
388              ? 0 : 1;
389   return size_logical (kind);
390 }
391
392
393 int
394 gfc_interpret_character (unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
395                          gfc_expr *result)
396 {
397   int i;
398
399   if (result->ts.cl && result->ts.cl->length)
400     result->value.character.length =
401       (int) mpz_get_ui (result->ts.cl->length->value.integer);
402
403   gcc_assert (buffer_size >= size_character (result->value.character.length,
404                                              result->ts.kind));
405   result->value.character.string =
406     gfc_get_wide_string (result->value.character.length + 1);
407
408   if (result->ts.kind == gfc_default_character_kind)
409     for (i = 0; i < result->value.character.length; i++)
410       result->value.character.string[i] = (gfc_char_t) buffer[i];
411   else
412     {
413       mpz_t integer;
414       unsigned bytes = size_character (1, result->ts.kind);
415       mpz_init (integer);
416       gcc_assert (bytes <= sizeof (unsigned long));
417
418       for (i = 0; i < result->value.character.length; i++)
419         {
420           gfc_conv_tree_to_mpz (integer,
421             native_interpret_expr (gfc_get_char_type (result->ts.kind),
422                                    &buffer[bytes*i], buffer_size-bytes*i));
423           result->value.character.string[i]
424             = (gfc_char_t) mpz_get_ui (integer);
425         }
426
427       mpz_clear (integer);
428     }
429
430   result->value.character.string[result->value.character.length] = '\0';
431
432   return result->value.character.length;
433 }
434
435
436 int
437 gfc_interpret_derived (unsigned char *buffer, size_t buffer_size, gfc_expr *result)
438 {
439   gfc_component *cmp;
440   gfc_constructor *head = NULL, *tail = NULL;
441   int ptr;
442   tree type;
443
444   /* The attributes of the derived type need to be bolted to the floor.  */
445   result->expr_type = EXPR_STRUCTURE;
446
447   type = gfc_typenode_for_spec (&result->ts);
448   cmp = result->ts.derived->components;
449
450   /* Run through the derived type components.  */
451   for (;cmp; cmp = cmp->next)
452     {
453       if (head == NULL)
454         head = tail = gfc_get_constructor ();
455       else
456         {
457           tail->next = gfc_get_constructor ();
458           tail = tail->next;
459         }
460
461       /* The constructor points to the component.  */
462       tail->n.component = cmp;
463
464       tail->expr = gfc_constant_result (cmp->ts.type, cmp->ts.kind,
465                                         &result->where);
466       tail->expr->ts = cmp->ts;
467
468       /* Copy shape, if needed.  */
469       if (cmp->as && cmp->as->rank)
470         {
471           int n;
472
473           tail->expr->expr_type = EXPR_ARRAY;
474           tail->expr->rank = cmp->as->rank;
475
476           tail->expr->shape = gfc_get_shape (tail->expr->rank);
477           for (n = 0; n < tail->expr->rank; n++)
478              {
479                mpz_init_set_ui (tail->expr->shape[n], 1);
480                mpz_add (tail->expr->shape[n], tail->expr->shape[n],
481                         cmp->as->upper[n]->value.integer);
482                mpz_sub (tail->expr->shape[n], tail->expr->shape[n],
483                         cmp->as->lower[n]->value.integer);
484              }
485         }
486
487       ptr = TREE_INT_CST_LOW (DECL_FIELD_OFFSET (cmp->backend_decl));
488       gfc_target_interpret_expr (&buffer[ptr], buffer_size - ptr,
489                                  tail->expr);
490
491       result->value.constructor = head;
492     }
493     
494   return int_size_in_bytes (type);
495 }
496
497
498 /* Read a binary buffer to a constant expression.  */
499 int
500 gfc_target_interpret_expr (unsigned char *buffer, size_t buffer_size,
501                            gfc_expr *result)
502 {
503   if (result->expr_type == EXPR_ARRAY)
504     return interpret_array (buffer, buffer_size, result);
505
506   switch (result->ts.type)
507     {
508     case BT_INTEGER:
509       result->representation.length = 
510         gfc_interpret_integer (result->ts.kind, buffer, buffer_size,
511                                result->value.integer);
512       break;
513
514     case BT_REAL:
515       result->representation.length = 
516         gfc_interpret_float (result->ts.kind, buffer, buffer_size,
517                              result->value.real);
518       break;
519
520     case BT_COMPLEX:
521       result->representation.length = 
522         gfc_interpret_complex (result->ts.kind, buffer, buffer_size,
523                                result->value.complex.r,
524                                result->value.complex.i);
525       break;
526
527     case BT_LOGICAL:
528       result->representation.length = 
529         gfc_interpret_logical (result->ts.kind, buffer, buffer_size,
530                                &result->value.logical);
531       break;
532
533     case BT_CHARACTER:
534       result->representation.length = 
535         gfc_interpret_character (buffer, buffer_size, result);
536       break;
537
538     case BT_DERIVED:
539       result->representation.length = 
540         gfc_interpret_derived (buffer, buffer_size, result);
541       break;
542
543     default:
544       gfc_internal_error ("Invalid expression in gfc_target_interpret_expr.");
545       break;
546     }
547
548   if (result->ts.type == BT_CHARACTER)
549     result->representation.string
550       = gfc_widechar_to_char (result->value.character.string,
551                               result->value.character.length);
552   else
553     {
554       result->representation.string =
555         (char *) gfc_getmem (result->representation.length + 1);
556       memcpy (result->representation.string, buffer,
557               result->representation.length);
558       result->representation.string[result->representation.length] = '\0';
559     }
560
561   return result->representation.length;
562 }
563
564
565 /* --------------------------------------------------------------- */ 
566 /* Two functions used by trans-common.c to write overlapping
567    equivalence initializers to a buffer.  This is added to the union
568    and the original initializers freed.  */
569
570
571 /* Writes the values of a constant expression to a char buffer. If another
572    unequal initializer has already been written to the buffer, this is an
573    error.  */
574
575 static size_t
576 expr_to_char (gfc_expr *e, unsigned char *data, unsigned char *chk, size_t len)
577 {
578   int i;
579   int ptr;
580   gfc_constructor *ctr;
581   gfc_component *cmp;
582   unsigned char *buffer;
583
584   if (e == NULL)
585     return 0;
586
587   /* Take a derived type, one component at a time, using the offsets from the backend
588      declaration.  */
589   if (e->ts.type == BT_DERIVED)
590     {
591       ctr = e->value.constructor;
592       cmp = e->ts.derived->components;
593       for (;ctr; ctr = ctr->next, cmp = cmp->next)
594         {
595           gcc_assert (cmp && cmp->backend_decl);
596           if (!ctr->expr)
597             continue;
598             ptr = TREE_INT_CST_LOW(DECL_FIELD_OFFSET(cmp->backend_decl))
599                         + TREE_INT_CST_LOW(DECL_FIELD_BIT_OFFSET(cmp->backend_decl))/8;
600           expr_to_char (ctr->expr, &data[ptr], &chk[ptr], len);
601         }
602       return len;
603     }
604
605   /* Otherwise, use the target-memory machinery to write a bitwise image, appropriate
606      to the target, in a buffer and check off the initialized part of the buffer.  */
607   len = gfc_target_expr_size (e);
608   buffer = (unsigned char*)alloca (len);
609   len = gfc_target_encode_expr (e, buffer, len);
610
611     for (i = 0; i < (int)len; i++)
612     {
613       if (chk[i] && (buffer[i] != data[i]))
614         {
615           gfc_error ("Overlapping unequal initializers in EQUIVALENCE "
616                      "at %L", &e->where);
617           return 0;
618         }
619       chk[i] = 0xFF;
620     }
621
622   memcpy (data, buffer, len);
623   return len;
624 }
625
626
627 /* Writes the values from the equivalence initializers to a char* array
628    that will be written to the constructor to make the initializer for
629    the union declaration.  */
630
631 size_t
632 gfc_merge_initializers (gfc_typespec ts, gfc_expr *e, unsigned char *data,
633                         unsigned char *chk, size_t length)
634 {
635   size_t len = 0;
636   gfc_constructor * c;
637
638   switch (e->expr_type)
639     {
640     case EXPR_CONSTANT:
641     case EXPR_STRUCTURE:
642       len = expr_to_char (e, &data[0], &chk[0], length);
643
644       break;
645
646     case EXPR_ARRAY:
647       for (c = e->value.constructor; c; c = c->next)
648         {
649           size_t elt_size = gfc_target_expr_size (c->expr);
650
651           if (c->n.offset)
652             len = elt_size * (size_t)mpz_get_si (c->n.offset);
653
654           len = len + gfc_merge_initializers (ts, c->expr, &data[len],
655                                               &chk[len], length - len);
656         }
657       break;
658
659     default:
660       return 0;
661     }
662
663   return len;
664 }
665
666
667 /* Transfer the bitpattern of a (integer) BOZ to real or complex variables.
668    When successful, no BOZ or nothing to do, true is returned.  */
669
670 bool
671 gfc_convert_boz (gfc_expr *expr, gfc_typespec *ts)
672 {
673   size_t buffer_size, boz_bit_size, ts_bit_size;
674   int index;
675   unsigned char *buffer;
676
677   if (!expr->is_boz)
678     return true;
679
680   gcc_assert (expr->expr_type == EXPR_CONSTANT
681               && expr->ts.type == BT_INTEGER);
682
683   /* Don't convert BOZ to logical, character, derived etc.  */
684   if (ts->type == BT_REAL)
685     {
686       buffer_size = size_float (ts->kind);
687       ts_bit_size = buffer_size * 8;
688     }
689   else if (ts->type == BT_COMPLEX)
690     {
691       buffer_size = size_complex (ts->kind);
692       ts_bit_size = buffer_size * 8 / 2;
693     }
694   else
695     return true;
696
697   /* Convert BOZ to the smallest possible integer kind.  */
698   boz_bit_size = mpz_sizeinbase (expr->value.integer, 2);
699
700   if (boz_bit_size > ts_bit_size)
701     {
702       gfc_error_now ("BOZ constant at %L is too large (%ld vs %ld bits)",
703                      &expr->where, (long) boz_bit_size, (long) ts_bit_size);
704       return false;
705     }
706
707   for (index = 0; gfc_integer_kinds[index].kind != 0; ++index)
708     if ((unsigned) gfc_integer_kinds[index].bit_size >= ts_bit_size)
709       break;
710
711   expr->ts.kind = gfc_integer_kinds[index].kind;
712   buffer_size = MAX (buffer_size, size_integer (expr->ts.kind));
713
714   buffer = (unsigned char*)alloca (buffer_size);
715   encode_integer (expr->ts.kind, expr->value.integer, buffer, buffer_size);
716   mpz_clear (expr->value.integer);
717
718   if (ts->type == BT_REAL)
719     {
720       mpfr_init (expr->value.real);
721       gfc_interpret_float (ts->kind, buffer, buffer_size, expr->value.real);
722     }
723   else
724     {
725       mpfr_init (expr->value.complex.r);
726       mpfr_init (expr->value.complex.i);
727       gfc_interpret_complex (ts->kind, buffer, buffer_size,
728                              expr->value.complex.r, expr->value.complex.i);
729     }
730   expr->is_boz = 0;  
731   expr->ts.type = ts->type;
732   expr->ts.kind = ts->kind;
733
734   return true;
735 }