OSDN Git Service

gcc/ChangeLog:
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / fortran / trans-common.c
1 /* Common block and equivalence list handling
2    Copyright (C) 2000, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010
3    Free Software Foundation, Inc.
4    Contributed by Canqun Yang <canqun@nudt.edu.cn>
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 /* The core algorithm is based on Andy Vaught's g95 tree.  Also the
23    way to build UNION_TYPE is borrowed from Richard Henderson.
24  
25    Transform common blocks.  An integral part of this is processing
26    equivalence variables.  Equivalenced variables that are not in a
27    common block end up in a private block of their own.
28
29    Each common block or local equivalence list is declared as a union.
30    Variables within the block are represented as a field within the
31    block with the proper offset. 
32  
33    So if two variables are equivalenced, they just point to a common
34    area in memory.
35  
36    Mathematically, laying out an equivalence block is equivalent to
37    solving a linear system of equations.  The matrix is usually a
38    sparse matrix in which each row contains all zero elements except
39    for a +1 and a -1, a sort of a generalized Vandermonde matrix.  The
40    matrix is usually block diagonal.  The system can be
41    overdetermined, underdetermined or have a unique solution.  If the
42    system is inconsistent, the program is not standard conforming.
43    The solution vector is integral, since all of the pivots are +1 or -1.
44  
45    How we lay out an equivalence block is a little less complicated.
46    In an equivalence list with n elements, there are n-1 conditions to
47    be satisfied.  The conditions partition the variables into what we
48    will call segments.  If A and B are equivalenced then A and B are
49    in the same segment.  If B and C are equivalenced as well, then A,
50    B and C are in a segment and so on.  Each segment is a block of
51    memory that has one or more variables equivalenced in some way.  A
52    common block is made up of a series of segments that are joined one
53    after the other.  In the linear system, a segment is a block
54    diagonal.
55  
56    To lay out a segment we first start with some variable and
57    determine its length.  The first variable is assumed to start at
58    offset one and extends to however long it is.  We then traverse the
59    list of equivalences to find an unused condition that involves at
60    least one of the variables currently in the segment.
61  
62    Each equivalence condition amounts to the condition B+b=C+c where B
63    and C are the offsets of the B and C variables, and b and c are
64    constants which are nonzero for array elements, substrings or
65    structure components.  So for
66  
67      EQUIVALENCE(B(2), C(3))
68    we have
69      B + 2*size of B's elements = C + 3*size of C's elements.
70  
71    If B and C are known we check to see if the condition already
72    holds.  If B is known we can solve for C.  Since we know the length
73    of C, we can see if the minimum and maximum extents of the segment
74    are affected.  Eventually, we make a full pass through the
75    equivalence list without finding any new conditions and the segment
76    is fully specified.
77  
78    At this point, the segment is added to the current common block.
79    Since we know the minimum extent of the segment, everything in the
80    segment is translated to its position in the common block.  The
81    usual case here is that there are no equivalence statements and the
82    common block is series of segments with one variable each, which is
83    a diagonal matrix in the matrix formulation.
84  
85    Each segment is described by a chain of segment_info structures.  Each
86    segment_info structure describes the extents of a single variable within
87    the segment.  This list is maintained in the order the elements are
88    positioned withing the segment.  If two elements have the same starting
89    offset the smaller will come first.  If they also have the same size their
90    ordering is undefined. 
91    
92    Once all common blocks have been created, the list of equivalences
93    is examined for still-unused equivalence conditions.  We create a
94    block for each merged equivalence list.  */
95
96 #include "config.h"
97 #include "system.h"
98 #include "coretypes.h"
99 #include "tm.h"
100 #include "tree.h"
101 #include "toplev.h"     /* For exact_log2.  */
102 #include "output.h"     /* For decl_default_tls_model.  */
103 #include "gfortran.h"
104 #include "trans.h"
105 #include "trans-types.h"
106 #include "trans-const.h"
107 #include "target-memory.h"
108
109
110 /* Holds a single variable in an equivalence set.  */
111 typedef struct segment_info
112 {
113   gfc_symbol *sym;
114   HOST_WIDE_INT offset;
115   HOST_WIDE_INT length;
116   /* This will contain the field type until the field is created.  */
117   tree field;
118   struct segment_info *next;
119 } segment_info;
120
121 static segment_info * current_segment;
122 static gfc_namespace *gfc_common_ns = NULL;
123
124
125 /* Make a segment_info based on a symbol.  */
126
127 static segment_info *
128 get_segment_info (gfc_symbol * sym, HOST_WIDE_INT offset)
129 {
130   segment_info *s;
131
132   /* Make sure we've got the character length.  */
133   if (sym->ts.type == BT_CHARACTER)
134     gfc_conv_const_charlen (sym->ts.u.cl);
135
136   /* Create the segment_info and fill it in.  */
137   s = (segment_info *) gfc_getmem (sizeof (segment_info));
138   s->sym = sym;
139   /* We will use this type when building the segment aggregate type.  */
140   s->field = gfc_sym_type (sym);
141   s->length = int_size_in_bytes (s->field);
142   s->offset = offset;
143
144   return s;
145 }
146
147
148 /* Add a copy of a segment list to the namespace.  This is specifically for
149    equivalence segments, so that dependency checking can be done on
150    equivalence group members.  */
151
152 static void
153 copy_equiv_list_to_ns (segment_info *c)
154 {
155   segment_info *f;
156   gfc_equiv_info *s;
157   gfc_equiv_list *l;
158
159   l = (gfc_equiv_list *) gfc_getmem (sizeof (gfc_equiv_list));
160
161   l->next = c->sym->ns->equiv_lists;
162   c->sym->ns->equiv_lists = l;
163
164   for (f = c; f; f = f->next)
165     {
166       s = (gfc_equiv_info *) gfc_getmem (sizeof (gfc_equiv_info));
167       s->next = l->equiv;
168       l->equiv = s;
169       s->sym = f->sym;
170       s->offset = f->offset;
171       s->length = f->length;
172     }
173 }
174
175
176 /* Add combine segment V and segment LIST.  */
177
178 static segment_info *
179 add_segments (segment_info *list, segment_info *v)
180 {
181   segment_info *s;
182   segment_info *p;
183   segment_info *next;
184
185   p = NULL;
186   s = list;
187
188   while (v)
189     {
190       /* Find the location of the new element.  */
191       while (s)
192         {
193           if (v->offset < s->offset)
194             break;
195           if (v->offset == s->offset
196               && v->length <= s->length)
197             break;
198
199           p = s;
200           s = s->next;
201         }
202
203       /* Insert the new element in between p and s.  */
204       next = v->next;
205       v->next = s;
206       if (p == NULL)
207         list = v;
208       else
209         p->next = v;
210
211       p = v;
212       v = next;
213     }
214
215   return list;
216 }
217
218
219 /* Construct mangled common block name from symbol name.  */
220
221 /* We need the bind(c) flag to tell us how/if we should mangle the symbol
222    name.  There are few calls to this function, so few places that this
223    would need to be added.  At the moment, there is only one call, in
224    build_common_decl().  We can't attempt to look up the common block
225    because we may be building it for the first time and therefore, it won't
226    be in the common_root.  We also need the binding label, if it's bind(c).
227    Therefore, send in the pointer to the common block, so whatever info we
228    have so far can be used.  All of the necessary info should be available
229    in the gfc_common_head by now, so it should be accurate to test the
230    isBindC flag and use the binding label given if it is bind(c).
231
232    We may NOT know yet if it's bind(c) or not, but we can try at least.
233    Will have to figure out what to do later if it's labeled bind(c)
234    after this is called.  */
235
236 static tree
237 gfc_sym_mangled_common_id (gfc_common_head *com)
238 {
239   int has_underscore;
240   char mangled_name[GFC_MAX_MANGLED_SYMBOL_LEN + 1];
241   char name[GFC_MAX_SYMBOL_LEN + 1];
242
243   /* Get the name out of the common block pointer.  */
244   strcpy (name, com->name);
245
246   /* If we're suppose to do a bind(c).  */
247   if (com->is_bind_c == 1 && com->binding_label[0] != '\0')
248     return get_identifier (com->binding_label);
249
250   if (strcmp (name, BLANK_COMMON_NAME) == 0)
251     return get_identifier (name);
252
253   if (gfc_option.flag_underscoring)
254     {
255       has_underscore = strchr (name, '_') != 0;
256       if (gfc_option.flag_second_underscore && has_underscore)
257         snprintf (mangled_name, sizeof mangled_name, "%s__", name);
258       else
259         snprintf (mangled_name, sizeof mangled_name, "%s_", name);
260
261       return get_identifier (mangled_name);
262     }
263   else
264     return get_identifier (name);
265 }
266
267
268 /* Build a field declaration for a common variable or a local equivalence
269    object.  */
270
271 static void
272 build_field (segment_info *h, tree union_type, record_layout_info rli)
273 {
274   tree field;
275   tree name;
276   HOST_WIDE_INT offset = h->offset;
277   unsigned HOST_WIDE_INT desired_align, known_align;
278
279   name = get_identifier (h->sym->name);
280   field = build_decl (h->sym->declared_at.lb->location,
281                       FIELD_DECL, name, h->field);
282   known_align = (offset & -offset) * BITS_PER_UNIT;
283   if (known_align == 0 || known_align > BIGGEST_ALIGNMENT)
284     known_align = BIGGEST_ALIGNMENT;
285
286   desired_align = update_alignment_for_field (rli, field, known_align);
287   if (desired_align > known_align)
288     DECL_PACKED (field) = 1;
289
290   DECL_FIELD_CONTEXT (field) = union_type;
291   DECL_FIELD_OFFSET (field) = size_int (offset);
292   DECL_FIELD_BIT_OFFSET (field) = bitsize_zero_node;
293   SET_DECL_OFFSET_ALIGN (field, known_align);
294
295   rli->offset = size_binop (MAX_EXPR, rli->offset,
296                             size_binop (PLUS_EXPR,
297                                         DECL_FIELD_OFFSET (field),
298                                         DECL_SIZE_UNIT (field)));
299   /* If this field is assigned to a label, we create another two variables.
300      One will hold the address of target label or format label. The other will
301      hold the length of format label string.  */
302   if (h->sym->attr.assign)
303     {
304       tree len;
305       tree addr;
306
307       gfc_allocate_lang_decl (field);
308       GFC_DECL_ASSIGN (field) = 1;
309       len = gfc_create_var_np (gfc_charlen_type_node,h->sym->name);
310       addr = gfc_create_var_np (pvoid_type_node, h->sym->name);
311       TREE_STATIC (len) = 1;
312       TREE_STATIC (addr) = 1;
313       DECL_INITIAL (len) = build_int_cst (NULL_TREE, -2);
314       gfc_set_decl_location (len, &h->sym->declared_at);
315       gfc_set_decl_location (addr, &h->sym->declared_at);
316       GFC_DECL_STRING_LEN (field) = pushdecl_top_level (len);
317       GFC_DECL_ASSIGN_ADDR (field) = pushdecl_top_level (addr);
318     }
319
320   /* If this field is volatile, mark it.  */
321   if (h->sym->attr.volatile_)
322     {
323       tree new_type;
324       TREE_THIS_VOLATILE (field) = 1;
325       new_type = build_qualified_type (TREE_TYPE (field), TYPE_QUAL_VOLATILE);
326       TREE_TYPE (field) = new_type;
327     }
328
329   h->field = field;
330 }
331
332
333 /* Get storage for local equivalence.  */
334
335 static tree
336 build_equiv_decl (tree union_type, bool is_init, bool is_saved)
337 {
338   tree decl;
339   char name[15];
340   static int serial = 0;
341
342   if (is_init)
343     {
344       decl = gfc_create_var (union_type, "equiv");
345       TREE_STATIC (decl) = 1;
346       GFC_DECL_COMMON_OR_EQUIV (decl) = 1;
347       return decl;
348     }
349
350   snprintf (name, sizeof (name), "equiv.%d", serial++);
351   decl = build_decl (input_location,
352                      VAR_DECL, get_identifier (name), union_type);
353   DECL_ARTIFICIAL (decl) = 1;
354   DECL_IGNORED_P (decl) = 1;
355
356   if (!gfc_can_put_var_on_stack (DECL_SIZE_UNIT (decl))
357       || is_saved)
358     TREE_STATIC (decl) = 1;
359
360   TREE_ADDRESSABLE (decl) = 1;
361   TREE_USED (decl) = 1;
362   GFC_DECL_COMMON_OR_EQUIV (decl) = 1;
363
364   /* The source location has been lost, and doesn't really matter.
365      We need to set it to something though.  */
366   gfc_set_decl_location (decl, &gfc_current_locus);
367
368   gfc_add_decl_to_function (decl);
369
370   return decl;
371 }
372
373
374 /* Get storage for common block.  */
375
376 static tree
377 build_common_decl (gfc_common_head *com, tree union_type, bool is_init)
378 {
379   gfc_symbol *common_sym;
380   tree decl;
381
382   /* Create a namespace to store symbols for common blocks.  */
383   if (gfc_common_ns == NULL)
384     gfc_common_ns = gfc_get_namespace (NULL, 0);
385
386   gfc_get_symbol (com->name, gfc_common_ns, &common_sym);
387   decl = common_sym->backend_decl;
388
389   /* Update the size of this common block as needed.  */
390   if (decl != NULL_TREE)
391     {
392       tree size = TYPE_SIZE_UNIT (union_type);
393       if (tree_int_cst_lt (DECL_SIZE_UNIT (decl), size))
394         {
395           /* Named common blocks of the same name shall be of the same size
396              in all scoping units of a program in which they appear, but
397              blank common blocks may be of different sizes.  */
398           if (strcmp (com->name, BLANK_COMMON_NAME))
399             gfc_warning ("Named COMMON block '%s' at %L shall be of the "
400                          "same size", com->name, &com->where);
401           DECL_SIZE (decl) = TYPE_SIZE (union_type);
402           DECL_SIZE_UNIT (decl) = size;
403           DECL_MODE (decl) = TYPE_MODE (union_type);
404           TREE_TYPE (decl) = union_type;
405           layout_decl (decl, 0);
406         }
407      }
408
409   /* If this common block has been declared in a previous program unit,
410      and either it is already initialized or there is no new initialization
411      for it, just return.  */
412   if ((decl != NULL_TREE) && (!is_init || DECL_INITIAL (decl)))
413     return decl;
414
415   /* If there is no backend_decl for the common block, build it.  */
416   if (decl == NULL_TREE)
417     {
418       decl = build_decl (input_location,
419                          VAR_DECL, get_identifier (com->name), union_type);
420       gfc_set_decl_assembler_name (decl, gfc_sym_mangled_common_id (com));
421       TREE_PUBLIC (decl) = 1;
422       TREE_STATIC (decl) = 1;
423       DECL_IGNORED_P (decl) = 1;
424       if (!com->is_bind_c)
425         DECL_ALIGN (decl) = BIGGEST_ALIGNMENT;
426       else
427         {
428           /* Do not set the alignment for bind(c) common blocks to
429              BIGGEST_ALIGNMENT because that won't match what C does.  Also,
430              for common blocks with one element, the alignment must be
431              that of the field within the common block in order to match
432              what C will do.  */
433           tree field = NULL_TREE;
434           field = TYPE_FIELDS (TREE_TYPE (decl));
435           if (TREE_CHAIN (field) == NULL_TREE)
436             DECL_ALIGN (decl) = TYPE_ALIGN (TREE_TYPE (field));
437         }
438       DECL_USER_ALIGN (decl) = 0;
439       GFC_DECL_COMMON_OR_EQUIV (decl) = 1;
440
441       gfc_set_decl_location (decl, &com->where);
442
443       if (com->threadprivate)
444         DECL_TLS_MODEL (decl) = decl_default_tls_model (decl);
445
446       /* Place the back end declaration for this common block in
447          GLOBAL_BINDING_LEVEL.  */
448       common_sym->backend_decl = pushdecl_top_level (decl);
449     }
450
451   /* Has no initial values.  */
452   if (!is_init)
453     {
454       DECL_INITIAL (decl) = NULL_TREE;
455       DECL_COMMON (decl) = 1;
456       DECL_DEFER_OUTPUT (decl) = 1;
457     }
458   else
459     {
460       DECL_INITIAL (decl) = error_mark_node;
461       DECL_COMMON (decl) = 0;
462       DECL_DEFER_OUTPUT (decl) = 0;
463     }
464   return decl;
465 }
466
467
468 /* Return a field that is the size of the union, if an equivalence has
469    overlapping initializers.  Merge the initializers into a single
470    initializer for this new field, then free the old ones.  */ 
471
472 static tree
473 get_init_field (segment_info *head, tree union_type, tree *field_init,
474                 record_layout_info rli)
475 {
476   segment_info *s;
477   HOST_WIDE_INT length = 0;
478   HOST_WIDE_INT offset = 0;
479   unsigned HOST_WIDE_INT known_align, desired_align;
480   bool overlap = false;
481   tree tmp, field;
482   tree init;
483   unsigned char *data, *chk;
484   VEC(constructor_elt,gc) *v = NULL;
485
486   tree type = unsigned_char_type_node;
487   int i;
488
489   /* Obtain the size of the union and check if there are any overlapping
490      initializers.  */
491   for (s = head; s; s = s->next)
492     {
493       HOST_WIDE_INT slen = s->offset + s->length;
494       if (s->sym->value)
495         {
496           if (s->offset < offset)
497             overlap = true;
498           offset = slen;
499         }
500       length = length < slen ? slen : length;
501     }
502
503   if (!overlap)
504     return NULL_TREE;
505
506   /* Now absorb all the initializer data into a single vector,
507      whilst checking for overlapping, unequal values.  */
508   data = (unsigned char*)gfc_getmem ((size_t)length);
509   chk = (unsigned char*)gfc_getmem ((size_t)length);
510
511   /* TODO - change this when default initialization is implemented.  */
512   memset (data, '\0', (size_t)length);
513   memset (chk, '\0', (size_t)length);
514   for (s = head; s; s = s->next)
515     if (s->sym->value)
516       gfc_merge_initializers (s->sym->ts, s->sym->value,
517                               &data[s->offset],
518                               &chk[s->offset],
519                              (size_t)s->length);
520   
521   for (i = 0; i < length; i++)
522     CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (v, NULL, build_int_cst (type, data[i]));
523
524   gfc_free (data);
525   gfc_free (chk);
526
527   /* Build a char[length] array to hold the initializers.  Much of what
528      follows is borrowed from build_field, above.  */
529
530   tmp = build_int_cst (gfc_array_index_type, length - 1);
531   tmp = build_range_type (gfc_array_index_type,
532                           gfc_index_zero_node, tmp);
533   tmp = build_array_type (type, tmp);
534   field = build_decl (gfc_current_locus.lb->location,
535                       FIELD_DECL, NULL_TREE, tmp);
536
537   known_align = BIGGEST_ALIGNMENT;
538
539   desired_align = update_alignment_for_field (rli, field, known_align);
540   if (desired_align > known_align)
541     DECL_PACKED (field) = 1;
542
543   DECL_FIELD_CONTEXT (field) = union_type;
544   DECL_FIELD_OFFSET (field) = size_int (0);
545   DECL_FIELD_BIT_OFFSET (field) = bitsize_zero_node;
546   SET_DECL_OFFSET_ALIGN (field, known_align);
547
548   rli->offset = size_binop (MAX_EXPR, rli->offset,
549                             size_binop (PLUS_EXPR,
550                                         DECL_FIELD_OFFSET (field),
551                                         DECL_SIZE_UNIT (field)));
552
553   init = build_constructor (TREE_TYPE (field), v);
554   TREE_CONSTANT (init) = 1;
555
556   *field_init = init;
557
558   for (s = head; s; s = s->next)
559     {
560       if (s->sym->value == NULL)
561         continue;
562
563       gfc_free_expr (s->sym->value);
564       s->sym->value = NULL;
565     }
566
567   return field;
568 }
569
570
571 /* Declare memory for the common block or local equivalence, and create
572    backend declarations for all of the elements.  */
573
574 static void
575 create_common (gfc_common_head *com, segment_info *head, bool saw_equiv)
576 {
577   segment_info *s, *next_s;
578   tree union_type;
579   tree *field_link;
580   tree field;
581   tree field_init = NULL_TREE;
582   record_layout_info rli;
583   tree decl;
584   bool is_init = false;
585   bool is_saved = false;
586
587   /* Declare the variables inside the common block.
588      If the current common block contains any equivalence object, then
589      make a UNION_TYPE node, otherwise RECORD_TYPE. This will let the
590      alias analyzer work well when there is no address overlapping for
591      common variables in the current common block.  */
592   if (saw_equiv)
593     union_type = make_node (UNION_TYPE);
594   else
595     union_type = make_node (RECORD_TYPE);
596
597   rli = start_record_layout (union_type);
598   field_link = &TYPE_FIELDS (union_type);
599
600   /* Check for overlapping initializers and replace them with a single,
601      artificial field that contains all the data.  */
602   if (saw_equiv)
603     field = get_init_field (head, union_type, &field_init, rli);
604   else
605     field = NULL_TREE;
606
607   if (field != NULL_TREE)
608     {
609       is_init = true;
610       *field_link = field;
611       field_link = &TREE_CHAIN (field);
612     }
613
614   for (s = head; s; s = s->next)
615     {
616       build_field (s, union_type, rli);
617
618       /* Link the field into the type.  */
619       *field_link = s->field;
620       field_link = &TREE_CHAIN (s->field);
621
622       /* Has initial value.  */
623       if (s->sym->value)
624         is_init = true;
625
626       /* Has SAVE attribute.  */
627       if (s->sym->attr.save)
628         is_saved = true;
629     }
630
631   finish_record_layout (rli, true);
632
633   if (com)
634     decl = build_common_decl (com, union_type, is_init);
635   else
636     decl = build_equiv_decl (union_type, is_init, is_saved);
637
638   if (is_init)
639     {
640       tree ctor, tmp;
641       VEC(constructor_elt,gc) *v = NULL;
642
643       if (field != NULL_TREE && field_init != NULL_TREE)
644         CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (v, field, field_init);
645       else
646         for (s = head; s; s = s->next)
647           {
648             if (s->sym->value)
649               {
650                 /* Add the initializer for this field.  */
651                 tmp = gfc_conv_initializer (s->sym->value, &s->sym->ts,
652                     TREE_TYPE (s->field), s->sym->attr.dimension,
653                     s->sym->attr.pointer || s->sym->attr.allocatable);
654
655                 CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (v, s->field, tmp);
656               }
657           }
658
659       gcc_assert (!VEC_empty (constructor_elt, v));
660       ctor = build_constructor (union_type, v);
661       TREE_CONSTANT (ctor) = 1;
662       TREE_STATIC (ctor) = 1;
663       DECL_INITIAL (decl) = ctor;
664
665 #ifdef ENABLE_CHECKING
666       {
667         tree field, value;
668         unsigned HOST_WIDE_INT idx;
669         FOR_EACH_CONSTRUCTOR_ELT (CONSTRUCTOR_ELTS (ctor), idx, field, value)
670           gcc_assert (TREE_CODE (field) == FIELD_DECL);
671       }
672 #endif
673     }
674
675   /* Build component reference for each variable.  */
676   for (s = head; s; s = next_s)
677     {
678       tree var_decl;
679
680       var_decl = build_decl (s->sym->declared_at.lb->location,
681                              VAR_DECL, DECL_NAME (s->field),
682                              TREE_TYPE (s->field));
683       TREE_STATIC (var_decl) = TREE_STATIC (decl);
684       TREE_USED (var_decl) = TREE_USED (decl);
685       if (s->sym->attr.use_assoc)
686         DECL_IGNORED_P (var_decl) = 1;
687       if (s->sym->attr.target)
688         TREE_ADDRESSABLE (var_decl) = 1;
689       /* This is a fake variable just for debugging purposes.  */
690       TREE_ASM_WRITTEN (var_decl) = 1;
691       /* Fake variables are not visible from other translation units. */
692       TREE_PUBLIC (var_decl) = 0;
693
694       /* To preserve identifier names in COMMON, chain to procedure
695          scope unless at top level in a module definition.  */
696       if (com
697           && s->sym->ns->proc_name
698           && s->sym->ns->proc_name->attr.flavor == FL_MODULE)
699         var_decl = pushdecl_top_level (var_decl);
700       else
701         gfc_add_decl_to_function (var_decl);
702
703       SET_DECL_VALUE_EXPR (var_decl,
704                            fold_build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (s->field),
705                                         decl, s->field, NULL_TREE));
706       DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (var_decl) = 1;
707       GFC_DECL_COMMON_OR_EQUIV (var_decl) = 1;
708
709       if (s->sym->attr.assign)
710         {
711           gfc_allocate_lang_decl (var_decl);
712           GFC_DECL_ASSIGN (var_decl) = 1;
713           GFC_DECL_STRING_LEN (var_decl) = GFC_DECL_STRING_LEN (s->field);
714           GFC_DECL_ASSIGN_ADDR (var_decl) = GFC_DECL_ASSIGN_ADDR (s->field);
715         }
716
717       s->sym->backend_decl = var_decl;
718
719       next_s = s->next;
720       gfc_free (s);
721     }
722 }
723
724
725 /* Given a symbol, find it in the current segment list. Returns NULL if
726    not found.  */
727
728 static segment_info *
729 find_segment_info (gfc_symbol *symbol)
730 {
731   segment_info *n;
732
733   for (n = current_segment; n; n = n->next)
734     {
735       if (n->sym == symbol)
736         return n;
737     }
738
739   return NULL;
740 }
741
742
743 /* Given an expression node, make sure it is a constant integer and return
744    the mpz_t value.  */
745
746 static mpz_t *
747 get_mpz (gfc_expr *e)
748 {
749
750   if (e->expr_type != EXPR_CONSTANT)
751     gfc_internal_error ("get_mpz(): Not an integer constant");
752
753   return &e->value.integer;
754 }
755
756
757 /* Given an array specification and an array reference, figure out the
758    array element number (zero based). Bounds and elements are guaranteed
759    to be constants.  If something goes wrong we generate an error and
760    return zero.  */
761  
762 static HOST_WIDE_INT
763 element_number (gfc_array_ref *ar)
764 {
765   mpz_t multiplier, offset, extent, n;
766   gfc_array_spec *as;
767   HOST_WIDE_INT i, rank;
768
769   as = ar->as;
770   rank = as->rank;
771   mpz_init_set_ui (multiplier, 1);
772   mpz_init_set_ui (offset, 0);
773   mpz_init (extent);
774   mpz_init (n);
775
776   for (i = 0; i < rank; i++)
777     { 
778       if (ar->dimen_type[i] != DIMEN_ELEMENT)
779         gfc_internal_error ("element_number(): Bad dimension type");
780
781       mpz_sub (n, *get_mpz (ar->start[i]), *get_mpz (as->lower[i]));
782  
783       mpz_mul (n, n, multiplier);
784       mpz_add (offset, offset, n);
785  
786       mpz_sub (extent, *get_mpz (as->upper[i]), *get_mpz (as->lower[i]));
787       mpz_add_ui (extent, extent, 1);
788  
789       if (mpz_sgn (extent) < 0)
790         mpz_set_ui (extent, 0);
791  
792       mpz_mul (multiplier, multiplier, extent);
793     } 
794  
795   i = mpz_get_ui (offset);
796  
797   mpz_clear (multiplier);
798   mpz_clear (offset);
799   mpz_clear (extent);
800   mpz_clear (n);
801  
802   return i;
803 }
804
805
806 /* Given a single element of an equivalence list, figure out the offset
807    from the base symbol.  For simple variables or full arrays, this is
808    simply zero.  For an array element we have to calculate the array
809    element number and multiply by the element size. For a substring we
810    have to calculate the further reference.  */
811
812 static HOST_WIDE_INT
813 calculate_offset (gfc_expr *e)
814 {
815   HOST_WIDE_INT n, element_size, offset;
816   gfc_typespec *element_type;
817   gfc_ref *reference;
818
819   offset = 0;
820   element_type = &e->symtree->n.sym->ts;
821
822   for (reference = e->ref; reference; reference = reference->next)
823     switch (reference->type)
824       {
825       case REF_ARRAY:
826         switch (reference->u.ar.type)
827           {
828           case AR_FULL:
829             break;
830
831           case AR_ELEMENT:
832             n = element_number (&reference->u.ar);
833             if (element_type->type == BT_CHARACTER)
834               gfc_conv_const_charlen (element_type->u.cl);
835             element_size =
836               int_size_in_bytes (gfc_typenode_for_spec (element_type));
837             offset += n * element_size;
838             break;
839
840           default:
841             gfc_error ("Bad array reference at %L", &e->where);
842           }
843         break;
844       case REF_SUBSTRING:
845         if (reference->u.ss.start != NULL)
846           offset += mpz_get_ui (*get_mpz (reference->u.ss.start)) - 1;
847         break;
848       default:
849         gfc_error ("Illegal reference type at %L as EQUIVALENCE object",
850                    &e->where);
851     }
852   return offset;
853 }
854
855
856 /* Add a new segment_info structure to the current segment.  eq1 is already
857    in the list, eq2 is not.  */
858
859 static void
860 new_condition (segment_info *v, gfc_equiv *eq1, gfc_equiv *eq2)
861 {
862   HOST_WIDE_INT offset1, offset2;
863   segment_info *a;
864
865   offset1 = calculate_offset (eq1->expr);
866   offset2 = calculate_offset (eq2->expr);
867
868   a = get_segment_info (eq2->expr->symtree->n.sym,
869                         v->offset + offset1 - offset2);
870  
871   current_segment = add_segments (current_segment, a);
872 }
873
874
875 /* Given two equivalence structures that are both already in the list, make
876    sure that this new condition is not violated, generating an error if it
877    is.  */
878
879 static void
880 confirm_condition (segment_info *s1, gfc_equiv *eq1, segment_info *s2,
881                    gfc_equiv *eq2)
882 {
883   HOST_WIDE_INT offset1, offset2;
884
885   offset1 = calculate_offset (eq1->expr);
886   offset2 = calculate_offset (eq2->expr);
887
888   if (s1->offset + offset1 != s2->offset + offset2)
889     gfc_error ("Inconsistent equivalence rules involving '%s' at %L and "
890                "'%s' at %L", s1->sym->name, &s1->sym->declared_at,
891                s2->sym->name, &s2->sym->declared_at);
892 }
893
894
895 /* Process a new equivalence condition. eq1 is know to be in segment f.
896    If eq2 is also present then confirm that the condition holds.
897    Otherwise add a new variable to the segment list.  */
898
899 static void
900 add_condition (segment_info *f, gfc_equiv *eq1, gfc_equiv *eq2)
901 {
902   segment_info *n;
903
904   n = find_segment_info (eq2->expr->symtree->n.sym);
905
906   if (n == NULL)
907     new_condition (f, eq1, eq2);
908   else
909     confirm_condition (f, eq1, n, eq2);
910 }
911
912
913 /* Given a segment element, search through the equivalence lists for unused
914    conditions that involve the symbol.  Add these rules to the segment.  */
915
916 static bool
917 find_equivalence (segment_info *n)
918 {
919   gfc_equiv *e1, *e2, *eq;
920   bool found;
921
922   found = FALSE;
923
924   for (e1 = n->sym->ns->equiv; e1; e1 = e1->next)
925     {
926       eq = NULL;
927
928       /* Search the equivalence list, including the root (first) element
929          for the symbol that owns the segment.  */
930       for (e2 = e1; e2; e2 = e2->eq)
931         {
932           if (!e2->used && e2->expr->symtree->n.sym == n->sym)
933             {
934               eq = e2;
935               break;
936             }
937         }
938
939       /* Go to the next root element.  */
940       if (eq == NULL)
941         continue;
942
943       eq->used = 1;
944
945       /* Now traverse the equivalence list matching the offsets.  */
946       for (e2 = e1; e2; e2 = e2->eq)
947         {
948           if (!e2->used && e2 != eq)
949             {
950               add_condition (n, eq, e2);
951               e2->used = 1;
952               found = TRUE;
953             }
954         }
955     }
956   return found;
957 }
958
959
960 /* Add all symbols equivalenced within a segment.  We need to scan the
961    segment list multiple times to include indirect equivalences.  Since
962    a new segment_info can inserted at the beginning of the segment list,
963    depending on its offset, we have to force a final pass through the
964    loop by demanding that completion sees a pass with no matches; i.e.,
965    all symbols with equiv_built set and no new equivalences found.  */
966
967 static void
968 add_equivalences (bool *saw_equiv)
969 {
970   segment_info *f;
971   bool seen_one, more;
972
973   seen_one = false;
974   more = TRUE;
975   while (more)
976     {
977       more = FALSE;
978       for (f = current_segment; f; f = f->next)
979         {
980           if (!f->sym->equiv_built)
981             {
982               f->sym->equiv_built = 1;
983               seen_one = find_equivalence (f);
984               if (seen_one)
985                 {
986                   *saw_equiv = true;
987                   more = true;
988                 }
989             }
990         }
991     }
992
993   /* Add a copy of this segment list to the namespace.  */
994   copy_equiv_list_to_ns (current_segment);
995 }
996
997
998 /* Returns the offset necessary to properly align the current equivalence.
999    Sets *palign to the required alignment.  */
1000
1001 static HOST_WIDE_INT
1002 align_segment (unsigned HOST_WIDE_INT *palign)
1003 {
1004   segment_info *s;
1005   unsigned HOST_WIDE_INT offset;
1006   unsigned HOST_WIDE_INT max_align;
1007   unsigned HOST_WIDE_INT this_align;
1008   unsigned HOST_WIDE_INT this_offset;
1009
1010   max_align = 1;
1011   offset = 0;
1012   for (s = current_segment; s; s = s->next)
1013     {
1014       this_align = TYPE_ALIGN_UNIT (s->field);
1015       if (s->offset & (this_align - 1))
1016         {
1017           /* Field is misaligned.  */
1018           this_offset = this_align - ((s->offset + offset) & (this_align - 1));
1019           if (this_offset & (max_align - 1))
1020             {
1021               /* Aligning this field would misalign a previous field.  */
1022               gfc_error ("The equivalence set for variable '%s' "
1023                          "declared at %L violates alignment requirements",
1024                          s->sym->name, &s->sym->declared_at);
1025             }
1026           offset += this_offset;
1027         }
1028       max_align = this_align;
1029     }
1030   if (palign)
1031     *palign = max_align;
1032   return offset;
1033 }
1034
1035
1036 /* Adjust segment offsets by the given amount.  */
1037
1038 static void
1039 apply_segment_offset (segment_info *s, HOST_WIDE_INT offset)
1040 {
1041   for (; s; s = s->next)
1042     s->offset += offset;
1043 }
1044
1045
1046 /* Lay out a symbol in a common block.  If the symbol has already been seen
1047    then check the location is consistent.  Otherwise create segments
1048    for that symbol and all the symbols equivalenced with it.  */
1049
1050 /* Translate a single common block.  */
1051
1052 static void
1053 translate_common (gfc_common_head *common, gfc_symbol *var_list)
1054 {
1055   gfc_symbol *sym;
1056   segment_info *s;
1057   segment_info *common_segment;
1058   HOST_WIDE_INT offset;
1059   HOST_WIDE_INT current_offset;
1060   unsigned HOST_WIDE_INT align;
1061   unsigned HOST_WIDE_INT max_align;
1062   bool saw_equiv;
1063
1064   common_segment = NULL;
1065   offset = 0;
1066   current_offset = 0;
1067   align = 1;
1068   max_align = 1;
1069   saw_equiv = false;
1070
1071   /* Add symbols to the segment.  */
1072   for (sym = var_list; sym; sym = sym->common_next)
1073     {
1074       current_segment = common_segment;
1075       s = find_segment_info (sym);
1076
1077       /* Symbol has already been added via an equivalence.  Multiple
1078          use associations of the same common block result in equiv_built
1079          being set but no information about the symbol in the segment.  */
1080       if (s && sym->equiv_built)
1081         {
1082           /* Ensure the current location is properly aligned.  */
1083           align = TYPE_ALIGN_UNIT (s->field);
1084           current_offset = (current_offset + align - 1) &~ (align - 1);
1085
1086           /* Verify that it ended up where we expect it.  */
1087           if (s->offset != current_offset)
1088             {
1089               gfc_error ("Equivalence for '%s' does not match ordering of "
1090                          "COMMON '%s' at %L", sym->name,
1091                          common->name, &common->where);
1092             }
1093         }
1094       else
1095         {
1096           /* A symbol we haven't seen before.  */
1097           s = current_segment = get_segment_info (sym, current_offset);
1098
1099           /* Add all objects directly or indirectly equivalenced with this
1100              symbol.  */
1101           add_equivalences (&saw_equiv);
1102
1103           if (current_segment->offset < 0)
1104             gfc_error ("The equivalence set for '%s' cause an invalid "
1105                        "extension to COMMON '%s' at %L", sym->name,
1106                        common->name, &common->where);
1107
1108           if (gfc_option.flag_align_commons)
1109             offset = align_segment (&align);
1110
1111           if (offset & (max_align - 1))
1112             {
1113               /* The required offset conflicts with previous alignment
1114                  requirements.  Insert padding immediately before this
1115                  segment.  */
1116               if (gfc_option.warn_align_commons)
1117                 {
1118                   if (strcmp (common->name, BLANK_COMMON_NAME))
1119                     gfc_warning ("Padding of %d bytes required before '%s' in "
1120                                  "COMMON '%s' at %L; reorder elements or use "
1121                                  "-fno-align-commons", (int)offset,
1122                                  s->sym->name, common->name, &common->where);
1123                   else
1124                     gfc_warning ("Padding of %d bytes required before '%s' in "
1125                                  "COMMON at %L; reorder elements or use "
1126                                  "-fno-align-commons", (int)offset,
1127                                  s->sym->name, &common->where);
1128                 }
1129             }
1130
1131           /* Apply the offset to the new segments.  */
1132           apply_segment_offset (current_segment, offset);
1133           current_offset += offset;
1134           if (max_align < align)
1135             max_align = align;
1136
1137           /* Add the new segments to the common block.  */
1138           common_segment = add_segments (common_segment, current_segment);
1139         }
1140
1141       /* The offset of the next common variable.  */
1142       current_offset += s->length;
1143     }
1144
1145   if (common_segment == NULL)
1146     {
1147       gfc_error ("COMMON '%s' at %L does not exist",
1148                  common->name, &common->where);
1149       return;
1150     }
1151
1152   if (common_segment->offset != 0 && gfc_option.warn_align_commons)
1153     {
1154       if (strcmp (common->name, BLANK_COMMON_NAME))
1155         gfc_warning ("COMMON '%s' at %L requires %d bytes of padding at start; "
1156                      "reorder elements or use -fno-align-commons",
1157                      common->name, &common->where, (int)common_segment->offset);
1158       else
1159         gfc_warning ("COMMON at %L requires %d bytes of padding at start; "
1160                      "reorder elements or use -fno-align-commons",
1161                      &common->where, (int)common_segment->offset);
1162     }
1163
1164   create_common (common, common_segment, saw_equiv);
1165 }
1166
1167
1168 /* Create a new block for each merged equivalence list.  */
1169
1170 static void
1171 finish_equivalences (gfc_namespace *ns)
1172 {
1173   gfc_equiv *z, *y;
1174   gfc_symbol *sym;
1175   gfc_common_head * c;
1176   HOST_WIDE_INT offset;
1177   unsigned HOST_WIDE_INT align;
1178   bool dummy;
1179
1180   for (z = ns->equiv; z; z = z->next)
1181     for (y = z->eq; y; y = y->eq)
1182       {
1183         if (y->used) 
1184           continue;
1185         sym = z->expr->symtree->n.sym;
1186         current_segment = get_segment_info (sym, 0);
1187
1188         /* All objects directly or indirectly equivalenced with this
1189            symbol.  */
1190         add_equivalences (&dummy);
1191
1192         /* Align the block.  */
1193         offset = align_segment (&align);
1194
1195         /* Ensure all offsets are positive.  */
1196         offset -= current_segment->offset & ~(align - 1);
1197
1198         apply_segment_offset (current_segment, offset);
1199
1200         /* Create the decl.  If this is a module equivalence, it has a
1201            unique name, pointed to by z->module.  This is written to a
1202            gfc_common_header to push create_common into using
1203            build_common_decl, so that the equivalence appears as an
1204            external symbol.  Otherwise, a local declaration is built using
1205            build_equiv_decl.  */
1206         if (z->module)
1207           {
1208             c = gfc_get_common_head ();
1209             /* We've lost the real location, so use the location of the
1210                enclosing procedure.  */
1211             c->where = ns->proc_name->declared_at;
1212             strcpy (c->name, z->module);
1213           }
1214         else
1215           c = NULL;
1216
1217         create_common (c, current_segment, true);
1218         break;
1219       }
1220 }
1221
1222
1223 /* Work function for translating a named common block.  */
1224
1225 static void
1226 named_common (gfc_symtree *st)
1227 {
1228   translate_common (st->n.common, st->n.common->head);
1229 }
1230
1231
1232 /* Translate the common blocks in a namespace. Unlike other variables,
1233    these have to be created before code, because the backend_decl depends
1234    on the rest of the common block.  */
1235
1236 void
1237 gfc_trans_common (gfc_namespace *ns)
1238 {
1239   gfc_common_head *c;
1240
1241   /* Translate the blank common block.  */
1242   if (ns->blank_common.head != NULL)
1243     {
1244       c = gfc_get_common_head ();
1245       c->where = ns->blank_common.head->common_head->where;
1246       strcpy (c->name, BLANK_COMMON_NAME);
1247       translate_common (c, ns->blank_common.head);
1248     }
1249
1250   /* Translate all named common blocks.  */
1251   gfc_traverse_symtree (ns->common_root, named_common);
1252
1253   /* Translate local equivalence.  */
1254   finish_equivalences (ns);
1255
1256   /* Commit the newly created symbols for common blocks and module
1257      equivalences.  */
1258   gfc_commit_symbols ();
1259 }